本文關(guān)鍵詞：智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制系統(tǒng)開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,我國(guó)明渠流域部分灌區(qū)從國(guó)外引進(jìn)了一系列的農(nóng)業(yè)灌溉調(diào)水設(shè)備,但價(jià)格昂貴、安裝條件苛刻,而且從部分地區(qū)運(yùn)行狀況來看,存在很多問題。由于缺少對(duì)土壤溫濕度、空氣濕度、降雨量、季節(jié)氣候變化等墑情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋,造成了農(nóng)田灌溉用水的需求與供給嚴(yán)重失衡,使得灌區(qū)農(nóng)作物灌溉效率普遍低下。部分灌區(qū)的灌溉調(diào)水系統(tǒng)依舊人工手動(dòng)運(yùn)行調(diào)水設(shè)備,灌溉效率低下,不符合信息化自動(dòng)化灌區(qū)要求。本文面向我國(guó)當(dāng)前大力發(fā)展水利工程自動(dòng)化建設(shè)的需求,研究開發(fā)滿足我國(guó)大部分灌區(qū)使用的智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制系統(tǒng),為我國(guó)廣大灌區(qū)的水利工程建設(shè)提供有力支持和基本技術(shù)保障。智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制系統(tǒng)通過使用大面積覆蓋的墑情監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集灌區(qū)農(nóng)田土壤墑情信息,并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至灌區(qū)信息管理中心的上位遠(yuǎn)程控制調(diào)度管理軟件進(jìn)行計(jì)算處理,根據(jù)實(shí)際需要對(duì)安裝于灌區(qū)各個(gè)渠道中的明渠區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)水分水終端發(fā)出分水調(diào)水指令,灌溉調(diào)水終端依據(jù)上位機(jī)發(fā)出指令對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行高效灌溉,形成灌區(qū)農(nóng)作物灌溉的閉環(huán)控制,確保所有農(nóng)田供水穩(wěn)定,有效提高農(nóng)業(yè)水利用率。智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制的硬件系統(tǒng)中：設(shè)計(jì)了土壤墑情采集終端,實(shí)時(shí)采集土壤墑情信息,并配合使用無線射頻及以太網(wǎng)通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至灌區(qū)信息管理中心；設(shè)計(jì)了蓄水調(diào)解及提水控制終端,安裝于灌區(qū)農(nóng)田干渠,主要用于蓄水灌溉,保障農(nóng)田用水；設(shè)計(jì)了明渠區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)水分水控制終端,安裝于灌區(qū)農(nóng)田各個(gè)支渠,用于接收灌區(qū)管理中心計(jì)算處理后發(fā)送的農(nóng)田灌溉調(diào)水指令,對(duì)灌區(qū)進(jìn)行分水調(diào)水灌溉；設(shè)計(jì)了互補(bǔ)供電切換控制終端,運(yùn)用野外工作機(jī)電系統(tǒng)電源供給技術(shù),充分利用太陽能,減小市電電網(wǎng)壓力。在軟件系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)了包括傳感器數(shù)據(jù)處理與信息融合方法、無線通訊等多功能的上位管理軟件,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)灌區(qū)農(nóng)田墑情信息,根據(jù)實(shí)際需要控制終端進(jìn)行分水調(diào)水灌溉,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)自動(dòng)化、信息化科學(xué)管理。最后,對(duì)智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并在灌區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用。從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來看,系統(tǒng)各個(gè)單點(diǎn)灌溉調(diào)水終端協(xié)同聯(lián)動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn),計(jì)量準(zhǔn)確,通信順暢,響應(yīng)快速,能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)灌溉調(diào)水機(jī)電設(shè)備的集群聯(lián)調(diào)協(xié)同控制,減輕調(diào)水員工作強(qiáng)度,滿足灌區(qū)信息化、無人化建設(shè)管理,對(duì)我國(guó)當(dāng)前水利工程建設(shè)具有重要推動(dòng)作用。
【關(guān)鍵詞】：智能墑情監(jiān)測(cè) 灌溉調(diào)水 灌區(qū)信息管理中心 上位遠(yuǎn)程控制調(diào)度管理
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S274;S152.7;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外灌區(qū)土壤與作物墑情監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 常用的墑情監(jiān)測(cè)方法介紹12
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外灌區(qū)灌溉調(diào)水管理現(xiàn)狀12-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)16-19
• 2.1 控制系統(tǒng)原理16
• 2.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 控制系統(tǒng)主要硬件設(shè)備選型17-18
• 2.3.1 嵌入式處理器選型17
• 2.3.2 無線通信模塊17
• 2.3.3 開度傳感器選型17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)開發(fā)19-35
• 3.1 墑情采集終端結(jié)構(gòu)組成及工作原理19-20
• 3.1.1 墑情采集終端結(jié)構(gòu)組成19
• 3.1.2 墑情采集終端工作原理19-20
• 3.2 通信終端硬件組成20-22
• 3.2.1 以太網(wǎng)通信終端20-22
• 3.2.1.1 以太網(wǎng)通信終端結(jié)構(gòu)組成20
• 3.2.1.2 RS232串口通信電路設(shè)計(jì)20-21
• 3.2.1.3 以太網(wǎng)接口電路設(shè)計(jì)21-22
• 3.3 蓄水調(diào)節(jié)終端22
• 3.4 明渠區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)水分水終端22-31
• 3.4.1 明渠區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)水分水終端結(jié)構(gòu)組成22-23
• 3.4.2 終端步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路23-24
• 3.4.3 終端數(shù)據(jù)采集24-25
• 3.4.4 LCD顯示模塊25-28
• 3.4.5 明渠區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)水分水終端顯示頁面28-31
• 3.4.5.1 系統(tǒng)狀態(tài)頁面28-29
• 3.4.5.2 工作模式切換頁面29
• 3.4.5.3 流量狀態(tài)顯示頁面29-30
• 3.4.5.4 開度及水位顯示頁面30
• 3.4.5.5 顯示屏操作30-31
• 3.5 電源供電31-34
• 3.5.1 供電系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)31-32
• 3.5.2 太陽能-市電互補(bǔ)供電切換控制模塊設(shè)計(jì)32-33
• 3.5.3 電壓轉(zhuǎn)換模塊原理設(shè)計(jì)33-34
• 3.5.3.1 48V轉(zhuǎn)24V電壓轉(zhuǎn)換模塊原理設(shè)計(jì)33-34
• 3.5.3.2 24V電壓轉(zhuǎn)換模塊原理設(shè)計(jì)34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第四章 控制系統(tǒng)軟件開發(fā)35-43
• 4.1 灌區(qū)上位遠(yuǎn)程控制調(diào)度管理軟件35-40
• 4.1.1 用戶登錄35-36
• 4.1.2 墑情監(jiān)測(cè)36-37
• 4.1.3 終端設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制37-39
• 4.1.4 數(shù)據(jù)查詢39-40
• 4.2 上位遠(yuǎn)程控制調(diào)度管理軟件安裝40-42
• 4.2.1 軟件安裝環(huán)境40-41
• 4.2.2 應(yīng)用軟件安裝41-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第五章 智能墑情監(jiān)測(cè)及灌溉調(diào)水控制系統(tǒng)試驗(yàn)及應(yīng)用43-49
• 5.1 墑情監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)采集測(cè)試實(shí)驗(yàn)43
• 5.2 明渠流域仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)43-46
• 5.2.1 明渠測(cè)流模擬實(shí)驗(yàn)44
• 5.2.2 水位傳感器測(cè)量可靠性試驗(yàn)44-45
• 5.2.3 惡劣環(huán)境下系統(tǒng)硬件運(yùn)行試驗(yàn)45-46
• 5.3 敦化灌區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)46-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論與展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 在校期間的研究成果54-55
• 致謝55

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：336649