【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉施肥技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化成為當(dāng)今乃至未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重中之重,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)設(shè)備將成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。在這樣的農(nóng)業(yè)發(fā)展背景下,本文在研究以色列水肥一體化灌溉系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,著眼于灌溉施肥生產(chǎn)過(guò)程,研發(fā)了一套農(nóng)業(yè)水肥一體化智能監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)行了以下方面的研究。針對(duì)基于傳統(tǒng)PID控制的水肥濃度控制策略的不足之處,本文提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的水肥濃度控制策略。對(duì)該控制策略分別進(jìn)行了仿真對(duì)比試驗(yàn)和實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證與分析,仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的PID控制,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID對(duì)水肥濃度的控制更加精確,超調(diào)量更小,調(diào)節(jié)時(shí)間更短。水肥一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由水肥一體機(jī)、嵌入式控制器和監(jiān)控中心組成。水肥一體機(jī)為系統(tǒng)的灌溉施肥提供硬件基礎(chǔ),監(jiān)控中心和嵌入式控制器通過(guò)控制水肥一體機(jī),完成灌溉施肥過(guò)程。監(jiān)控中心與嵌入式控制器之間通過(guò)TCP通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。嵌入式控制器采用STM32+μCOS-II的嵌入式構(gòu)架完成多任務(wù)管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、灌溉施肥和TCP通訊任務(wù),提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。監(jiān)控中心使用C#語(yǔ)言在Visual Studio 2015平臺(tái)上自主開發(fā)了一套上位監(jiān)控軟件,監(jiān)控軟件可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)查詢、實(shí)時(shí)曲線顯示和故障報(bào)警等功能。通過(guò)引用Matlab中生成的.dll控件,可以完成水肥濃度的精準(zhǔn)配比;并結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù),完成灌溉任務(wù)的執(zhí)行、灌溉配方的管理、灌溉過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及灌溉數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。最后的試驗(yàn)結(jié)果表明,本文研發(fā)的水肥一體化智能監(jiān)控系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定、響應(yīng)速度快等特點(diǎn),灌溉施肥過(guò)程中可以精準(zhǔn)的為作物提供水分和肥料,滿足智能化灌溉施肥的要求,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水肥濃度的精準(zhǔn)控制。在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、節(jié)省資源等方面具有重大意義。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S365;TP277
【圖文】：

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本文編號(hào)：2756599