【摘要】：本課題來自福建省自然科學(xué)基金項目編號(KJd16075A),基于物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化控制系統(tǒng)研究。水肥一體化技術(shù)是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新興的生產(chǎn)控制技術(shù),它是一門將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)換成施肥與灌溉為一體的新農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)。然而,我國南北地形差異大,標(biāo)準(zhǔn)的智能化農(nóng)業(yè)設(shè)施在南方無法普及。當(dāng)前的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)仍然有待提高,尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中水、肥的利用率。在現(xiàn)階段實行農(nóng)業(yè)可續(xù)持發(fā)展,則必須結(jié)合農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)、電子信息技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科。本課題采用Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)對作物的生長環(huán)境參數(shù)進行無線傳輸,檢測的環(huán)境參數(shù)包括:光照強度、空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度等,實現(xiàn)了水肥一體化系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境參數(shù)來定量控制灌溉。利用OpenCV圖像處理軟件來評估作物的生長狀況,匹配出植株缺氮肥等級,從而及時調(diào)節(jié)水肥溶液的施肥濃度。并開發(fā)了遠程控制人機交互界面,實現(xiàn)遠程控制。課題通過數(shù)據(jù)分析得出控制因子溫度(7)_1x(8)、濕度(7)_2x(8)、光照強度(7)_3x(8)對因變量灌溉時間長度y有著非常顯著的影響。三個因素的主次關(guān)系為x_2(29)x_3(29)x_1的結(jié)論。水肥一體化系統(tǒng)的溶液配制精度較高,pH值最大誤差為0.1,EC值最大誤差為12PPM,最小為5PPM,最大方差為140。Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有很好的自組網(wǎng)、自我修復(fù)以及自我愈合的功能。本課題以番茄生長過程對氮肥的需求為例,通過試驗以及數(shù)據(jù)比較得出:番茄幼苗在不同的氮肥濃度營養(yǎng)液中,植株生長情況各有不同,氮肥濃度過低會導(dǎo)致植株生長緩慢。利用水肥一體化控制系統(tǒng),合理地控制水培營養(yǎng)液的氮肥濃度,對于番茄植株的生長具有促進的作用。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S126;S365
【圖文】：

5)水肥一體化均是采用 PLC 作為控制單元，成本高。本課題所設(shè)計的水肥一體化控制系統(tǒng)是以STM32系列單片機作為核心處理器，其硬件框圖如圖1-1所示：

圖 2-1 整體結(jié)構(gòu)圖Figure 2-1 The diagram of overall structure在水肥一體化控制系統(tǒng)的執(zhí)行功能，可以將整體檢測部分，控制部分和管理部分。部分是整個系統(tǒng)的參數(shù)輸入部分，檢測環(huán)境參度和二氧化碳濃度四個環(huán)境因子，采用 Zigbee據(jù)傳輸，每個節(jié)點都可以實現(xiàn)這四個環(huán)境參數(shù)的對數(shù)據(jù)信息進行檢測，所以減少了大量的布線成化了環(huán)境檢測的工作量。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)采用簇狀任意位置環(huán)境參數(shù)的檢測，提高了數(shù)據(jù)的可靠性物生長圖像信息的采集，來進行作物缺氮肥情行數(shù)據(jù)融合分析，計算所需水、肥的配比修正值EC 傳感器來自動調(diào)節(jié)施肥時間和施肥濃度。制部分是以 STM32F103RCT6 單片機做為控制核心絡(luò)中的協(xié)調(diào)器進行數(shù)據(jù)交互�？刂撇糠謱崿F(xiàn)了

在中國又名紫蜂網(wǎng)絡(luò)，它的名稱靈感來自于蜜蜂字舞向同伴傳遞食物的位置信息。Zigbee 技術(shù)是兩十年的研發(fā)成果，具有低功耗、自組網(wǎng)、自愈合的著名公司聯(lián)合推出致力于未來物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)無線組網(wǎng)研發(fā)的目的是用于軍事應(yīng)用，隨著 Zigbee 技術(shù)的不泛被用于汽車網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療監(jiān)護、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等諸多術(shù)是運用在應(yīng)用層的一種低速率局域網(wǎng)絡(luò)，Zigbee 技符合 IEEE802.15.4 國際標(biāo)準(zhǔn)，并在符合國際標(biāo)準(zhǔn)的域運用的場合需求，研發(fā)了特定的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，功能[48]。Zigbee 的通信網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同場合下，設(shè)置，它可以工作的頻段有 2.4GHz、915MHz 和 868特點，使 Zigbee 的通信網(wǎng)絡(luò)避免了在重要場合對重場、醫(yī)院、軍事基地等。它的信息傳輸速率根據(jù)不同根據(jù)不同檢測信息的傳輸，來選擇不同頻段，這可率和功耗。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示：

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2772348