【摘要】：華北平原春季降水量小,蒸發(fā)量大,冬小麥生長期易發(fā)生水分虧缺。尤其華北平原本身缺水嚴(yán)重,傳統(tǒng)的漫灌方式更加浪費了寶貴的水資源,因此該地區(qū)宜發(fā)展高產(chǎn)高效的節(jié)水農(nóng)業(yè)。雖然大型灌溉機(jī)械節(jié)水節(jié)能效果較好,但是華北平原耕地不統(tǒng)一,水管理較分散,一家一戶的耕地面積小,而且大型灌溉機(jī)械成本較高,推廣難度較大,長期以來該地區(qū)的灌溉作業(yè)機(jī)械化程度較低。使用灌溉機(jī)械能夠在提高作業(yè)效率的同時,減輕勞動量,節(jié)約水資源,因而輕小型灌溉機(jī)械更適合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀,更具有推廣使用的價值。本文設(shè)計了一種全新的自走式實時變量灌溉機(jī)械,與卷盤機(jī)相配合,使用低壓軟管出流的方式完成矩形小地塊的精準(zhǔn)灌溉。該機(jī)器灌溉前,采用遙控控制直流電機(jī)作為灌溉機(jī)的動力源,向外牽引卷盤機(jī)PE軟管；灌溉時依靠壓力水驅(qū)動卷盤機(jī)內(nèi)水渦輪旋轉(zhuǎn)牽引灌溉機(jī)回收,依據(jù)熱紅外成像技術(shù)獲取處方圖和灌溉控制系統(tǒng)的指令,能夠在冬小麥地進(jìn)行實時變量灌溉作業(yè),通過PE軟管的一拉一收完成邊走邊灌溉的任務(wù),“直來直去”的灌溉方式能夠提高灌溉作業(yè)效率,節(jié)水節(jié)能。本文主要完成了以下的工作： 1.完成了基于熱紅外成像技術(shù)的自走式實時變量灌溉機(jī)的整機(jī)設(shè)計,測試了灌溉機(jī)的工作性能,灌溉機(jī)行走速度變化率為28.6%,行走方向上基本能保持勻速運動,保證灌溉水分布均勻性；12支管流量的克里斯琴森均勻系數(shù)(CU)達(dá)到了98.91%,灌溉量能夠在10mm-80mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié),滿足冬小麥灌溉定額的要求。實際作業(yè)時可以通過調(diào)節(jié)不同的入口壓力和作業(yè)速度,調(diào)整所需灌溉強(qiáng)度。 2.使用VB語言編寫了基于GPS的實時變量灌溉控制系統(tǒng)軟件,并使用Protel設(shè)計了單片機(jī)控制系統(tǒng)電路,燒制了單片機(jī)控制程序,印制了控制器電路板,完成整個控制系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計。根據(jù)熱紅外成像技術(shù)獲取的處方圖,結(jié)合GPS位置信息,當(dāng)灌溉機(jī)到達(dá)指定位置即可按不同需水量控制預(yù)設(shè)電磁閥組的開閉,進(jìn)行實時變量灌溉。 3.在2011-2012以及2012-2013兩個冬小麥生長季,于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)河北吳橋?qū)嶒炚?分別以不灌溉和漫灌為對照,使用噴灌,滴灌,以及機(jī)械灌溉的方式進(jìn)行了冬小麥大田灌溉試驗,驗證了自走式變量灌溉機(jī)械的可行性�？傮w上來說,通過設(shè)計合理的灌溉方案,使用灌溉機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉能夠保證冬小麥的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的因素,株高,穗長,生物量及收獲指數(shù)維持在正常的水平,與滴灌在灌溉量相差不大時,產(chǎn)量能夠提高3.25%,水分利用效率提高了10.1%,整體作業(yè)效果良好。 4.引入了基于熱紅外成像技術(shù)的水分脅迫指數(shù)(CWSI)作為評價灌溉效果的指標(biāo),通過提前預(yù)測冬小麥產(chǎn)量評價實際灌溉效果,驗證了使用熱紅外成像技術(shù)獲取CWSI的方法的可行性及產(chǎn)量和CWSI較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對冬小麥產(chǎn)量進(jìn)行了預(yù)測,相比于傳統(tǒng)的非線性回歸函數(shù)預(yù)測模型,提高了預(yù)測精度,效果更好。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S512.11;S277.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宋小勇;李云飛;;真空預(yù)冷對非洲菊切花溫度和瓶插壽命的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2010年S1期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前2條

1 邴光;馮士武;胡桂燕;;變電站設(shè)備發(fā)熱的檢查與判斷[A];山東電機(jī)工程學(xué)會第五屆供電專業(yè)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

2 王斌永;劉銀年;;OmisDAQ圖像數(shù)據(jù)采集卡的研制[A];1999年中國地球物理學(xué)會年刊——中國地球物理學(xué)會第十五屆年會論文集[C];1999年

相關(guān)重要報紙文章 前5條

1 吳壽虎 李德林;“火眼金睛”話遙感[N];解放軍報;2001年

2 云趙;現(xiàn)代遙感“神探”[N];河北日報;2001年

3 楊駿;法科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星上曾有強(qiáng)降雨的證據(jù)[N];大眾科技報;2004年

4 記者 楊駿;30多億年前，火星上雨下得不小[N];新華每日電訊;2004年

5 龐之浩;“鎖眼”緊盯“眼中釘”[N];中國國防報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 胡振方;基于熱紅外成像技術(shù)的自走式實時變量灌溉機(jī)的設(shè)計與試驗研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 王光德;中小型煤礦氡監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 郭志強(qiáng);低溫高潛熱無機(jī)相變材料及其熱紅外示假性能的研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

2 於孝建;晶體硅太陽電池缺陷的研究[D];南昌航空大學(xué);2012年

，

本文編號：2635032