本文關鍵詞：墑情無線監(jiān)測系統(tǒng)與滴灌模糊控制方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著生活水平的不斷提高和工業(yè)的不斷發(fā)展,造成地下水資源短缺,節(jié)水灌溉對解決水資源的供需矛盾具有重要的意義。我國旱田大部分還是采用傳統(tǒng)的漫灌方式,水分的利用率比較低,灌溉方式和設備比較落后,自動化程度不高,依靠引進設備,成本過高,不適合我國國情。因此,針對目前灌溉存在的不足,以大豆滴灌為研究對象,研制了墑情無線監(jiān)測系統(tǒng),進行了滴灌閾值控制試驗,并以采集數(shù)據(jù)為樣本,仿真試驗了滴灌模糊控制器。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究分析了目前常用節(jié)水灌溉控制方法和灌溉方式。根據(jù)試驗單位對節(jié)水灌溉系統(tǒng)的實際需求,確定了節(jié)水灌溉系統(tǒng)研究方案。墑情無線監(jiān)測系統(tǒng)由上位機遠程監(jiān)控中心、下位機控制器和采集節(jié)點三部分組成�，F(xiàn)場滴灌控制采用閾值控制方法,并進行了滴灌模糊控制仿真試驗。(2)完成了墑情無線監(jiān)測系統(tǒng)的研制,上位機主要完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測、存儲和查詢等功能,并通過GPRS200無線模塊實現(xiàn)與下位機控制器的遠程通信。下位機控制器主要負責采集田間環(huán)境參數(shù)和灌溉控制。采集節(jié)點主要負責土壤濕度的采集和數(shù)據(jù)的傳送。下位機控制器和采集節(jié)點通過XL4463無線模塊進行數(shù)據(jù)的傳輸,并遵循Modbus通信協(xié)議。(3)進行了系統(tǒng)田間試驗,驗證系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的精準度和閾值控制灌溉效果。將采集的數(shù)據(jù)和實際測量值進行對比分析,試驗結果表明:兩者土壤濕度誤差在-0.35%~0.21%。數(shù)據(jù)具很高的精準度。采用閾值方法進行控制時,從低于下限值開始灌溉,達到上限值時停止灌溉后,土壤濕度值從22.12%上升為28.24%,超出作物生長最適宜的濕度(24%-26%)范圍,產(chǎn)生很大的超調量,無法為作物提供適宜的土壤濕度環(huán)境。(4)根據(jù)大豆分枝期對水分的需求,設計了模糊控制器的灌溉系統(tǒng),以土壤濕度偏差和土壤濕度偏差的變化率作為模糊控制器的決策因子,通過模糊推理輸出灌溉量。并用Matlab軟件中Simulink仿真和模糊邏輯工具箱對模糊控制算法進行仿真,仿真結果表明,當土壤濕度為22%,濕度偏差為3%,偏差變化率為2%時,輸出的灌溉量可以使土壤的濕度達到25.34%,滿足作物生長的土壤濕度。因此本系統(tǒng)能夠科學有效的對田地中的土壤濕度進行調控,滿足作物生長對土壤水分的需求水平,對提高大豆作物產(chǎn)量與品質具有重要意義,同時也能夠達到節(jié)水的目的。
【關鍵詞】：墑情 滴灌 無線傳感器 模糊控制 大豆
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S275.6;S126
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究的目的和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究的技術路線14-15
• 1.4 主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的總體設計17-24
• 2.1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的需求分析17-18
• 2.2 節(jié)水灌溉系統(tǒng)控制策略選擇18
• 2.3 灌溉方式的選擇18-20
• 2.4 大豆的水分需水規(guī)律特點20
• 2.5 灌溉系統(tǒng)的總體設計20-22
• 2.5.1 上位機21-22
• 2.5.2 下位機控制器22
• 2.5.3 采集節(jié)點22
• 2.6 本章小結22-24
• 第三章 墑情監(jiān)測與節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計24-42
• 3.1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的硬件設計24-33
• 3.1.1 嵌入式微處理器模塊25-26
• 3.1.2 無線通訊模塊26-29
• 3.1.3 控制電路模塊29-30
• 3.1.4 液晶顯示模塊30
• 3.1.5 傳感器模塊30-32
• 3.1.6 電源模塊32-33
• 3.2 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的軟件設計33-40
• 3.2.1 無線通信模塊的協(xié)議設計33-35
• 3.2.2 下位機控制器的軟件設計35-36
• 3.2.3 采集節(jié)點的軟件設計36-37
• 3.2.4 上位機的軟件設計37-40
• 3.3 本章小結40-42
• 第四章 田間試驗42-49
• 4.1 試驗環(huán)境與材料42-43
• 4.2 試驗數(shù)據(jù)采集與分析43-45
• 4.2.1 試驗方法43
• 4.2.2 試驗數(shù)據(jù)分析43-45
• 4.3 灌溉試驗45-46
• 4.4 本章小結46-49
• 第五章 模糊節(jié)水灌溉控制器設計與仿真49-63
• 5.1 模糊控制概述49-50
• 5.1.1 模糊控制的發(fā)展49
• 5.1.2 模糊控制器的組成49-50
• 5.2 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的模糊控制器50-56
• 5.2.1 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的模糊控制器設計50-55
• 5.2.2 模糊規(guī)則的制定55
• 5.2.3 輸出清晰化55-56
• 5.3 系統(tǒng)仿真56-61
• 5.3.1 模糊控制器的編輯57-59
• 5.3.2 Simulink仿真59
• 5.3.3 系統(tǒng)仿真結果與分析59-61
• 5.4 本章小結61-63
• 第六章 結論63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 個人簡歷69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范學佳;趙斌;衣淑娟;董m廈

本文編號：369198