在我國(guó)，農(nóng)業(yè)用水量占水資源總量中的比重約為70%，農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。我國(guó)水資源已處于緊缺狀態(tài)，農(nóng)業(yè)用水的利用率較低，其中灌溉用水利用率僅為45%左右，因此如何合理高效的利用水資源，已成為研究的重要課題。 傳統(tǒng)果園灌溉主要是依靠人工來實(shí)施灌溉，水資源的浪費(fèi)非常嚴(yán)重。為了提高果園灌溉用水利用率，緩解我國(guó)水資源緊張的矛盾，在通過查閱與果園灌溉相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，研究果樹不同生育階段的需水規(guī)律。通過計(jì)算參考作物蒸騰量得到果樹的實(shí)際需水量，進(jìn)而對(duì)果園進(jìn)行灌溉，以滿足果園的生長(zhǎng)需水要求。這種灌溉方式不僅可以促進(jìn)和控制果樹的生長(zhǎng)，而且可大幅度節(jié)約灌溉用水量，提高水資源利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)果園高產(chǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)上述灌溉方式，本文構(gòu)建了一種果園節(jié)水灌溉系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心組成，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、閥門控制節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)。其中傳感器節(jié)點(diǎn)是為了獲取果園環(huán)境參數(shù)、土壤墑情等信息，然后通過無線信息傳輸模塊經(jīng)由GPRS向服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。閥門控制節(jié)點(diǎn)控制不同滴灌管道電磁閥門的打開與閉合，匯聚節(jié)點(diǎn)是連接傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的橋梁，傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)通過匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過匯聚節(jié)點(diǎn)向閥門控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送灌溉控制指令。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析，并可向閥門控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送灌溉控制指令。用戶可設(shè)置通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心手動(dòng)控制、定時(shí)控制等方式等向閥門控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制指令，也可設(shè)置根據(jù)基于果園需水的灌溉模型，計(jì)算得出何時(shí)需要灌溉及灌溉量，然后向閥門控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制指令。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用不僅避免了傳統(tǒng)果園灌溉的一些缺點(diǎn)，如各個(gè)節(jié)點(diǎn)布線不方便、使用起來不靈活等，還節(jié)約了系統(tǒng)成本，提高了方案的可實(shí)施性。 本文主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）分析了課題研究的目的和意義，探討了國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，介紹了相關(guān)技術(shù)的研究背景，同時(shí)闡述了本課題的主要研究?jī)?nèi)容和研究思路； （2）詳細(xì)介紹了本課題的系統(tǒng)實(shí)施方案； （3）詳細(xì)介紹了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)； （4）詳細(xì)介紹了遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心包括兩部分：采用C#編寫的WinForm程序和采用ASP.NET技術(shù)制作的動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。采用C#編寫的WinForm程序負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接收、分析處理及數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示。采用ASP.NET技術(shù)制作的動(dòng)態(tài)網(wǎng)站主要負(fù)責(zé)信息的展示。 （5）詳細(xì)介紹了基于果園需水的智能灌溉模型。該模塊位于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心中，以果園各種環(huán)境參數(shù)為輸入，以灌溉量為輸出，根據(jù)果樹的生長(zhǎng)需水對(duì)果園進(jìn)行適時(shí)適量的灌溉；
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S66;S274.2
【部分圖文】：

體方案設(shè)計(jì)案的確立子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能化的灌溉方式越來越受進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)，對(duì)果園灌溉進(jìn)行智能化控制，化管理、提高農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率的關(guān)鍵。本智能灌溉系統(tǒng)是結(jié)合果樹生長(zhǎng)需水模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)果園環(huán)境信息采集、灌溉閥門控控、智能化管理的一套智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)。

點(diǎn)境信息采集由多個(gè)無線傳感器子節(jié)點(diǎn)完成，每個(gè)傳感器子節(jié)點(diǎn)包器、信號(hào)調(diào)理電路、AD 轉(zhuǎn)換模塊、微處理器、能量供應(yīng)單元、等。傳感器節(jié)點(diǎn)的工作流程如下：一部分環(huán)境參數(shù)傳感器（光照環(huán)境信息，產(chǎn)生電壓信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路穩(wěn)壓、濾波、放大電路，AD 轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換完；另外一部分傳感器（如空氣溫濕度等）直接輸出為數(shù)字信號(hào)，接傳送給微處理器。微處理器具有運(yùn)算和存儲(chǔ)的功能，它一方面存儲(chǔ)器中，另一方面將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過 UTC1212 無線傳輸中整個(gè)節(jié)點(diǎn)供電采用太陽能供電，所選用的太陽能電池板的功率 17AH 的蓄電池作為儲(chǔ)備電源，用于晚上及連續(xù)陰雨天氣供電。

裝形式：20 腳 QSDP 和 20 腳 SSOP 封裝。DS8344 主要由逐次逼近寄存器（SAR）、控制邏輯電路、A/D 轉(zhuǎn)換器、采樣多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、參考電壓、和比較器等部分組成（趙美君，2005），其內(nèi)部2 所示。圖 3-3 為 ADS8344 的 PCB 電路板及實(shí)物圖。ADS8344 的特點(diǎn)是精道、耗能低，因此，其比較適合應(yīng)用在果園環(huán)境參數(shù)采集中來完成數(shù)據(jù)的實(shí)換。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李潔;張盼飛;宋宇琴;楊盛;李六林;;干旱區(qū)梨園節(jié)水灌溉制度[J];山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李康;智能灌溉與植物養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南石油大學(xué);2016年

2 楊翠翠;基于無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測(cè)與智控灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 何林飛;禽蛋撿拾并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 冀步方;智能深液栽培和滴灌施肥桌面系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2864859