淡水資源短缺是世界范圍內(nèi)最嚴(yán)峻的問(wèn)題之一。淡水資源主要消耗在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,而其中農(nóng)田灌溉用水占較大比重。因此采用合理有效的節(jié)水灌溉措施,使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)展開(kāi)智慧灌溉系統(tǒng)的研究工作,實(shí)現(xiàn)淡水資源合理利用是解決淡水資源供應(yīng)短缺的關(guān)鍵。本文以都江堰現(xiàn)代化示范性灌區(qū)建設(shè)項(xiàng)目為背景,結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,開(kāi)發(fā)了以實(shí)現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化為目標(biāo)的智慧灌溉系統(tǒng)。本文將采集到的大量土壤墑情數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析,分別用分類回歸樹(shù)、ARIMA、多元線性回歸算法建立土壤墑情預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)未來(lái)3小時(shí)內(nèi)的土壤墑情變化,通過(guò)誤差分析比較模型預(yù)測(cè)結(jié)果,得出分類回歸樹(shù)算法的實(shí)際效果較好,并將其應(yīng)用在智慧灌溉系統(tǒng)中。灌區(qū)內(nèi)的田間電磁閥會(huì)根據(jù)預(yù)測(cè)模型自動(dòng)調(diào)整,且系統(tǒng)中能自動(dòng)生成灌溉預(yù)案,從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量的自動(dòng)灌溉。本文通過(guò)前期的需求分析及調(diào)研,將系統(tǒng)劃分為田間設(shè)備管控、管道輸水計(jì)量監(jiān)控、灌溉數(shù)據(jù)展示、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、系統(tǒng)綜合管理和智慧灌溉分析六個(gè)模塊。其中田間設(shè)備管控模塊主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)控制、定時(shí)控制、自動(dòng)控制和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè);管道輸水計(jì)量監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)管道閥門的遠(yuǎn)程操作和運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);灌溉數(shù)據(jù)展示... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)拓?fù)潢P(guān)系圖

第五章智慧灌溉系統(tǒng)詳細(xì)實(shí)現(xiàn)39第五章智慧灌溉系統(tǒng)詳細(xì)實(shí)現(xiàn)智慧灌溉系統(tǒng)的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)一方面包括灌溉業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)安全控制、設(shè)備管理、系統(tǒng)綜合管理等；另一方面包括大數(shù)據(jù)分析的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，包括土壤墑情預(yù)測(cè)、灌溉用水量計(jì)算和灌溉決策。由于篇幅限制，下面將對(duì)部分具體功能點(diǎn)進(jìn)行描述。5.1系統(tǒng)安全控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)使用JSONWebToken實(shí)現(xiàn)token認(rèn)證，保證單點(diǎn)登錄從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全控制。用戶第一次登錄時(shí)獲取其用戶名、密碼和登錄的IP地址，驗(yàn)證用戶成功后生成token令牌并將用戶權(quán)限等相關(guān)信息存儲(chǔ)至Redis中，用戶每次在系統(tǒng)提出訪問(wèn)請(qǐng)求都需要在請(qǐng)求頭部中加上如下認(rèn)證：Bearer+空格+token。服務(wù)器通過(guò)該請(qǐng)求頭認(rèn)證用戶。用戶過(guò)一段時(shí)間后訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)可直接從緩存中獲取相關(guān)信息，而不需要再訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)登錄頁(yè)面效果如圖5-1所示。圖5-1智慧灌溉平臺(tái)登錄頁(yè)面效果圖系統(tǒng)安全控制的部分服務(wù)層代碼實(shí)現(xiàn)如下：@OverridepublicLoginResultPologin(StringloginName,Stringpassword,StringloginIp)throwsServiceException{try{StringMD5Password=DigestUtils.md5DigestAsHex(password.trim().getBytes());LoginUserPouserPo=cfgUserDao.login(loginName,MD5Password);if(userPo==null){thrownewServiceException("用戶不存在");}

第五章智慧灌溉系統(tǒng)詳細(xì)實(shí)現(xiàn)43例表示，如圖5-2展示的是設(shè)備圖層顯示效果，其中點(diǎn)位信息表示設(shè)備，底層的淺色區(qū)域表示每塊區(qū)域的種植作物，藍(lán)色折線表示具體的管道。圖5-2設(shè)備圖層顯示效果5.3設(shè)備實(shí)時(shí)控制實(shí)現(xiàn)智慧灌溉系統(tǒng)的一個(gè)核心功能點(diǎn)是設(shè)備的控制。一方面，遠(yuǎn)程控制設(shè)備，無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作設(shè)備是智能化的體現(xiàn)；另一方面，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，設(shè)置設(shè)備的自動(dòng)啟閉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智慧化調(diào)控。根據(jù)上一章的詳細(xì)設(shè)計(jì)，將設(shè)備控制劃分為實(shí)時(shí)控制、定時(shí)控制和自動(dòng)控制。下面以閘門控制為例說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)閘門自動(dòng)化控制，其他設(shè)備控制方法類似，在此不作描述。灌區(qū)的閘門共計(jì)四個(gè)，其中有三類閘門使用同一個(gè)接口實(shí)現(xiàn)控制，另一個(gè)閘門單獨(dú)控制。閘門控制模式可選恒定開(kāi)度控制、恒定流量控制和恒定閘前水位控制，控制類型分為普通控制和緊急控制，控制類型用type表示，type設(shè)置為1表示普通控制，type設(shè)置為0表示緊急控制。閘門控制通過(guò)調(diào)用閘門外供接口實(shí)現(xiàn)，為了系統(tǒng)安全性，將拼接的JSON字符串進(jìn)行加密等操作后再提供給前端調(diào)用，閘門控制的服務(wù)層代碼如下：publicStringgateControl(Stringtype,GateControlVovo)throwsServiceException{try{StringBufferurl=newStringBuffer();url.append(gateUrl);Stringresult=null;JSONObjectjson=newJSONObject();json.put("token",gateToken);

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2948218