【摘要】：我國(guó)水資源短缺，供需矛盾日益尖銳，農(nóng)業(yè)用水相對(duì)不足；農(nóng)田灌溉用水浪費(fèi)嚴(yán)重，利用效率低下，，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的現(xiàn)狀。緩解水資源供需矛盾，解決農(nóng)業(yè)缺水問(wèn)題的重要途徑之一是發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。為了節(jié)約農(nóng)田灌溉用水，提高水資源利用效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)微灌控制，根據(jù)精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)際需求，針對(duì)楊凌五泉孵化園溫室大棚的實(shí)際情況，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套基于CAN總線和Linux的微灌監(jiān)控系統(tǒng)，具體研究?jī)?nèi)容如下： （1）按照精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的要求，以“按需灌溉”為指導(dǎo)思想，確定系統(tǒng)研究思路，系統(tǒng)地研究了作物需水量（灌溉量）計(jì)算的相關(guān)理論，將基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參考作物蒸騰量少參數(shù)估算模型應(yīng)用于系統(tǒng)灌溉補(bǔ)給水量的計(jì)算中，通過(guò)對(duì)易于獲取的環(huán)境參數(shù)的采集，精確計(jì)算出作物的蒸發(fā)蒸騰量，從而科學(xué)地指導(dǎo)灌溉過(guò)程，有效地調(diào)節(jié)溫室環(huán)境的水分狀況。 （2）通過(guò)實(shí)地調(diào)查，結(jié)合示范園區(qū)的現(xiàn)有條件，根據(jù)溫室環(huán)境的特殊性，從系統(tǒng)功能需求出發(fā)，將系統(tǒng)分為五個(gè)功能模塊，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架；然后按照低成本、高可靠性、低功耗的設(shè)計(jì)原則，分別設(shè)計(jì)了基于MSP430F169微處理器的數(shù)據(jù)信息采集模塊、基于STC12C5A60S2單片機(jī)的CAN總線適配器和灌溉控制模塊、基于STM32的無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊及基于S3C2440A的數(shù)據(jù)處理模塊的硬軟件。 （3）基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，完成系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計(jì)與調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)的集成組裝，綜合測(cè)試，通過(guò)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效果驗(yàn)證系統(tǒng)的整體功能，并考慮設(shè)計(jì)防護(hù)遮擋裝置及支架，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定長(zhǎng)期地工作。 本文綜合應(yīng)用CAN總線技術(shù)、嵌入式Linux技術(shù)及作物需水量計(jì)算理論知識(shí)，開(kāi)發(fā)出一套低成本、易操作、實(shí)用性強(qiáng)的溫室微灌監(jiān)控系統(tǒng)，可按設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集溫室的環(huán)境信息，結(jié)合作物生長(zhǎng)狀況，根據(jù)理論公式進(jìn)行計(jì)算，求出作物需水量，并擴(kuò)展無(wú)線數(shù)據(jù)通信模塊，可在遠(yuǎn)程用戶的決策參與下，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電磁閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的精準(zhǔn)灌溉，優(yōu)化植物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高農(nóng)田微灌水資源的利用率。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的信息采集和可靠的分布式控制，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
【圖文】：

第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)是在各功能模塊軟硬件協(xié)同工作的基礎(chǔ)上運(yùn)作統(tǒng)能夠開(kāi)發(fā)成功的關(guān)鍵。本章將詳細(xì)介紹微灌系統(tǒng)與理論及控制策略的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)。分析小型溫室微灌監(jiān)控系統(tǒng)，示范地為陜西省楊凌區(qū)五泉滴灌方式灌溉，園區(qū)微灌系統(tǒng)示意圖如圖 2-1 所示。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S275.5;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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9 汪小e

本文編號(hào)：2616909