基于水稻節(jié)水灌溉模型的自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-03-23 08:36
隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,水資源緊缺的問題不斷加劇,灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化與智能化的發(fā)展勢(shì)在必行。就現(xiàn)有的控制系統(tǒng)而言,農(nóng)田的灌排決策主要還是依靠人工,灌溉模式針對(duì)性差,灌溉用水利用效率也需要進(jìn)一步提高。因此,本課題提出基于水稻節(jié)水灌溉模型的自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,測(cè)控系統(tǒng)通過相關(guān)的傳感器網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣象環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù),結(jié)合作物的需水模型及其生長(zhǎng)環(huán)境等特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)全方位水稻生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè),智能地控制水稻的生長(zhǎng)供水量,按需進(jìn)行灌溉,實(shí)現(xiàn)智能化節(jié)水灌溉的目的。首先,本課題介紹了灌溉測(cè)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),分析了無錫市錫山區(qū)太湖水稻示范園灌溉測(cè)控系統(tǒng)的功能需求,并確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。其次,要實(shí)現(xiàn)智能灌溉,系統(tǒng)的灌溉需水模型的建立是重中之重。結(jié)合水稻示范園的實(shí)際種植情況,以及栽培專家的意見,以農(nóng)作物各個(gè)生長(zhǎng)階段的需水要求和灌溉要求為基礎(chǔ),確定了灌溉模型的計(jì)算公式和計(jì)算方法,為灌溉測(cè)控系統(tǒng)的決策提供了依據(jù)。最后,根據(jù)監(jiān)測(cè)的作物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)與氣象參數(shù),集合作物生長(zhǎng)模型,構(gòu)建了無錫市錫山區(qū)太湖水稻示范園灌溉測(cè)控系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫,在此基礎(chǔ)上,以B/S模式為架構(gòu),可編程控制...
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2客戶端和服務(wù)器信息傳輸結(jié)構(gòu)圖??
??如圖2-3所示,灌溉區(qū)域采用ZigBee技術(shù)建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),ZigBee??網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備組成。傳感器節(jié)點(diǎn)分布在田間,采集的數(shù)據(jù)通過無線路??由節(jié)點(diǎn)發(fā)送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器通過MODBUS?RTU串口將數(shù)據(jù)傳送給PLC,再通過無線擴(kuò)??頻通信網(wǎng)絡(luò)傳送至信息中心,在監(jiān)控系統(tǒng)中存儲(chǔ)并顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2-4所示。??|?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?監(jiān)控主機(jī)?丨??/?腿郝233??i^i??i?k????i??ZigBee無線?ZigBee無線??cma?傳陣器?點(diǎn)?pjjjjw傳感器??庇?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??無線通道?^3|?一?■■監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??產(chǎn)?1359?^^*^-^-.?.?mm??ZigBee無線?丁、傳感器??ES9軸節(jié)點(diǎn)?酬傳感器?馨?\\^監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??冒!監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?萄?鼸??ZigBee無線?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?ZigBee無線?/?傳感器??路由節(jié)^監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??無線通道?ISH??J?^?4?^?\?m??hi?,?'?hi?\?監(jiān)'測(cè)1"節(jié)點(diǎn)??傳感器BHBH?傳感器?傳感器HI??監(jiān)卿點(diǎn)^?3監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?讓點(diǎn)SS?專氣??傳。右?zhèn)鞲衅?傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??圖2-4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D??2.4系統(tǒng)硬件組成??I、可編程控制器??可編程控制器(PLC)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中被作為下位機(jī)廣泛應(yīng)用,本課題采用西門子??S7-200?SMART系列的PLC,?CPU型號(hào)為CPU?SR60,該系列的PLC具有RS-485通信端??口和I/O擴(kuò)展模塊
加擴(kuò)展單元EMDR32和EMAE04,EMDR32用于擴(kuò)展PLC的開關(guān)量輸入輸出接線,EM??AE04用于擴(kuò)展PLC的模擬量輸入輸出接線,PLC的I/O接口對(duì)應(yīng)如表2-1所示,其中,??模擬量的輸入地址如圖2-6所示。???表2-1?PLC的I/O接口對(duì)應(yīng)表???輸入接口?輸出接口??手/自切換?10.0?2#閥全關(guān)?13.3?Q0.0?2#閥關(guān)顯示?Q3.3??急停按鈕?10.1?3#閥全開?丨3.4?(^2)?Q〇.丨?3#閥開顯示?Q3.4??泵啟動(dòng)?10.2?3#閥全關(guān)?13.5?(^3)?Q°-2?3#閥關(guān)顯示?Q3.5??泵停止?10.3?4#閥全開?13.6?報(bào)聱輸出?Q0.4?4#閥開顯示?Q3.6??泵狀態(tài)?10.4?4#閥全關(guān)?13.7?栗啟動(dòng)?Q0.5?4#閥關(guān)顯示?Q3.7??總電源狀態(tài)?10.5?5#_全開?14.0?栗停止?Q0.6?5#閥開顯示?Q4.0??變頻器故障?10.6?5#閥全關(guān)?14.1?備用?Q0.7?5#閥關(guān)顯示?Q4.1??雨量計(jì)脈沖?10.7?6#丨瑪全開?14.2?1#閥開?Q1.0?6#闊開顯示?Q4.2??1#閥開?11.0?6#閥全關(guān)?丨4.3?1#閥關(guān)?Q1.1?6#閥關(guān)顯示?Q4.3??1#閥關(guān)?11.1?7#閥全開?15.0?2#閥開?Q1.2?7#閥開顯示?Q5.0??2#閥開?11.2?7#閥全關(guān)?15.1?2#閥關(guān)?Q1.3?7#閥關(guān)顯示?Q5.1??,?1灶壤含水?ni?a丨吐壤含水:量?no??2#W關(guān)?1丨_3?量傳感器?丨5.2?3#網(wǎng)開?Q1.4?傳感器?Q5-2??_開?II.4?丨5_3?3_關(guān)?Q1.
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ajax技術(shù)支持下的ECharts動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J]. 趙海國. 電子技術(shù). 2018(03)
[2]西門子PLC編程及其工程應(yīng)用[J]. 鄭海生. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(04)
[3]基于天氣預(yù)報(bào)的漳河灌區(qū)參考作物騰發(fā)量預(yù)報(bào)方法比較[J]. 劉夢(mèng),羅玉峰,汪文超,何軍,崔遠(yuǎn)來. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[4]基于B/S模式的灌區(qū)工情管理信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J]. 李增煥,汪文超,崔遠(yuǎn)來. 中國農(nóng)村水利水電. 2017(06)
[5]基于eCharts的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)圖表繪制技術(shù)研究[J]. 宋佳慧,劉遠(yuǎn)剛,林琳,李紳弘,許帆. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2017(12)
[6]PHP技術(shù)在網(wǎng)站后臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用分析[J]. 李顯娜. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(03)
[7]大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的實(shí)測(cè)研究[J]. 劉思妍. 低碳世界. 2016(21)
[8]高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交稻寧秈優(yōu)8號(hào)特征特性及栽培技術(shù)要點(diǎn)[J]. 張亞東,趙慶勇,朱鎮(zhèn),陳濤,周麗慧,姚姝,趙凌,趙春芳,王才林. 中國稻米. 2016(02)
[9]節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J]. 池麗敏,張倩,陳丹. 城市道橋與防洪. 2016(03)
[10]遼寧省水稻灌溉用水基本定額研究[J]. 盧丹. 河南水利與南水北調(diào). 2015(06)
本文編號(hào):3095507
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2客戶端和服務(wù)器信息傳輸結(jié)構(gòu)圖??
??如圖2-3所示,灌溉區(qū)域采用ZigBee技術(shù)建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),ZigBee??網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備組成。傳感器節(jié)點(diǎn)分布在田間,采集的數(shù)據(jù)通過無線路??由節(jié)點(diǎn)發(fā)送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器通過MODBUS?RTU串口將數(shù)據(jù)傳送給PLC,再通過無線擴(kuò)??頻通信網(wǎng)絡(luò)傳送至信息中心,在監(jiān)控系統(tǒng)中存儲(chǔ)并顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2-4所示。??|?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?監(jiān)控主機(jī)?丨??/?腿郝233??i^i??i?k????i??ZigBee無線?ZigBee無線??cma?傳陣器?點(diǎn)?pjjjjw傳感器??庇?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??無線通道?^3|?一?■■監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??產(chǎn)?1359?^^*^-^-.?.?mm??ZigBee無線?丁、傳感器??ES9軸節(jié)點(diǎn)?酬傳感器?馨?\\^監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??冒!監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?萄?鼸??ZigBee無線?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?ZigBee無線?/?傳感器??路由節(jié)^監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??無線通道?ISH??J?^?4?^?\?m??hi?,?'?hi?\?監(jiān)'測(cè)1"節(jié)點(diǎn)??傳感器BHBH?傳感器?傳感器HI??監(jiān)卿點(diǎn)^?3監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?讓點(diǎn)SS?專氣??傳。右?zhèn)鞲衅?傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)?監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)??圖2-4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D??2.4系統(tǒng)硬件組成??I、可編程控制器??可編程控制器(PLC)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中被作為下位機(jī)廣泛應(yīng)用,本課題采用西門子??S7-200?SMART系列的PLC,?CPU型號(hào)為CPU?SR60,該系列的PLC具有RS-485通信端??口和I/O擴(kuò)展模塊
加擴(kuò)展單元EMDR32和EMAE04,EMDR32用于擴(kuò)展PLC的開關(guān)量輸入輸出接線,EM??AE04用于擴(kuò)展PLC的模擬量輸入輸出接線,PLC的I/O接口對(duì)應(yīng)如表2-1所示,其中,??模擬量的輸入地址如圖2-6所示。???表2-1?PLC的I/O接口對(duì)應(yīng)表???輸入接口?輸出接口??手/自切換?10.0?2#閥全關(guān)?13.3?Q0.0?2#閥關(guān)顯示?Q3.3??急停按鈕?10.1?3#閥全開?丨3.4?(^2)?Q〇.丨?3#閥開顯示?Q3.4??泵啟動(dòng)?10.2?3#閥全關(guān)?13.5?(^3)?Q°-2?3#閥關(guān)顯示?Q3.5??泵停止?10.3?4#閥全開?13.6?報(bào)聱輸出?Q0.4?4#閥開顯示?Q3.6??泵狀態(tài)?10.4?4#閥全關(guān)?13.7?栗啟動(dòng)?Q0.5?4#閥關(guān)顯示?Q3.7??總電源狀態(tài)?10.5?5#_全開?14.0?栗停止?Q0.6?5#閥開顯示?Q4.0??變頻器故障?10.6?5#閥全關(guān)?14.1?備用?Q0.7?5#閥關(guān)顯示?Q4.1??雨量計(jì)脈沖?10.7?6#丨瑪全開?14.2?1#閥開?Q1.0?6#闊開顯示?Q4.2??1#閥開?11.0?6#閥全關(guān)?丨4.3?1#閥關(guān)?Q1.1?6#閥關(guān)顯示?Q4.3??1#閥關(guān)?11.1?7#閥全開?15.0?2#閥開?Q1.2?7#閥開顯示?Q5.0??2#閥開?11.2?7#閥全關(guān)?15.1?2#閥關(guān)?Q1.3?7#閥關(guān)顯示?Q5.1??,?1灶壤含水?ni?a丨吐壤含水:量?no??2#W關(guān)?1丨_3?量傳感器?丨5.2?3#網(wǎng)開?Q1.4?傳感器?Q5-2??_開?II.4?丨5_3?3_關(guān)?Q1.
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[7]大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)的實(shí)測(cè)研究[J]. 劉思妍. 低碳世界. 2016(21)
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[10]遼寧省水稻灌溉用水基本定額研究[J]. 盧丹. 河南水利與南水北調(diào). 2015(06)
本文編號(hào):3095507
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