【摘要】：本課題來(lái)自福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目編號(hào)(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(mén)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(guó)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(wú)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(guò)程中水、肥的利用率。在現(xiàn)階段實(shí)行農(nóng)業(yè)可續(xù)持發(fā)展,則必須結(jié)合農(nóng)業(yè)自動(dòng)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(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)作物的生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行無(wú)線傳輸,檢測(cè)的環(huán)境參數(shù)包括:光照強(qiáng)度、空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度等,實(shí)現(xiàn)了水肥一體化系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境參數(shù)來(lái)定量控制灌溉。利用OpenCV圖像處理軟件來(lái)評(píng)估作物的生長(zhǎng)狀況,匹配出植株缺氮肥等級(jí),從而及時(shí)調(diào)節(jié)水肥溶液的施肥濃度。并開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程控制人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。課題通過(guò)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(qiáng)度(7)_3x(8)對(duì)因變量灌溉時(shí)間長(zhǎng)度y有著非常顯著的影響。三個(gè)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(zhǎng)過(guò)程對(duì)氮肥的需求為例,通過(guò)試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)比較得出:番茄幼苗在不同的氮肥濃度營(yíng)養(yǎng)液中,植株生長(zhǎng)情況各有不同,氮肥濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致植株生長(zhǎng)緩慢。利用水肥一體化控制系統(tǒng),合理地控制水培營(yíng)養(yǎng)液的氮肥濃度,對(duì)于番茄植株的生長(zhǎng)具有促進(jìn)的作用。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：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(jì)的水肥一體化控制系統(tǒng)是以STM32系列單片機(jī)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(cè)部分，控制部分和管理部分。部分是整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)輸入部分，檢測(cè)環(huán)境參度和二氧化碳濃度四個(gè)環(huán)境因子，采用 Zigbee據(jù)傳輸，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)這四個(gè)環(huán)境參數(shù)的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢測(cè)，所以減少了大量的布線成化了環(huán)境檢測(cè)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(cè)，提高了數(shù)據(jù)的可靠性物生長(zhǎng)圖像信息的采集，來(lái)進(jìn)行作物缺氮肥情行數(shù)據(jù)融合分析，計(jì)算所需水、肥的配比修正值EC 傳感器來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)施肥時(shí)間和施肥濃度。制部分是以 STM32F103RCT6 單片機(jī)做為控制核心絡(luò)中的協(xié)調(diào)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互�？刂撇糠謱�(shí)現(xiàn)了

在中國(guó)又名紫蜂網(wǎng)絡(luò)，它的名稱(chēng)靈感來(lái)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(lái)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)無(wú)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(chē)網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等諸多術(shù)是運(yùn)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并在符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的域運(yùn)用的場(chǎng)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(chǎng)合下，設(shè)置，它可以工作的頻段有 2.4GHz、915MHz 和 868特點(diǎn)，使 Zigbee 的通信網(wǎng)絡(luò)避免了在重要場(chǎng)合對(duì)重場(chǎng)、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(cè)信息的傳輸，來(lái)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 陳喜靖;孔海明;奚輝;陳一定;;水肥一體化應(yīng)用的主要技術(shù)及方法[J];浙江農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年06期

2 楊林林;張海文;韓敏琦;王成志;楊勝敏;;水肥一體化技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)用前景分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年16期

3 高祥照;杜森;鐘永紅;吳勇;張賡;;水肥一體化發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)信息;2015年04期

4 陳廣鋒;杜森;江榮風(fēng);高祥照;;我國(guó)水肥一體化技術(shù)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J];中國(guó)農(nóng)技推廣;2013年05期

本文編號(hào)：2772348