基于物聯(lián)網(wǎng)水肥控制系統(tǒng)的設(shè)施葡萄灌溉施肥模式研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-11 22:07
不合理的水肥施用成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要因素,尤其體現(xiàn)在水肥利用效率低下這一方面。開(kāi)展基于水肥一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)下設(shè)施葡萄種植應(yīng)用研究,探究不同水肥組合處理對(duì)葡萄果樹(shù)的生長(zhǎng)、耗水、光合、產(chǎn)量品質(zhì)及水肥利用的影響。通過(guò)主成分分析方法和多元回歸分析法對(duì)水肥施用量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),量化了不同水肥耦合下設(shè)施葡萄的產(chǎn)出及水肥利用效率,尋找適宜的設(shè)施葡萄栽培水肥組合及施用量,能夠充分發(fā)揮水肥一體化下的協(xié)同作用,提高水肥利用效率,為設(shè)施果樹(shù)灌溉施肥制度提供合理的參考與建議。以扎娜葡萄為試驗(yàn)材料開(kāi)展基于物聯(lián)網(wǎng)水肥控制系統(tǒng)下的溫室種植試驗(yàn),設(shè)置灌水和施肥2因素,每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平即灌水水平設(shè)為:50%ET0、75%ET0、100%ET0(分別標(biāo)記為W1、W2、W3),施肥水平(施肥總量)設(shè)為3個(gè)水平:450kg/hm2、600kg/hm2、900kg/hm2(分別標(biāo)記為F1、F
【文章來(lái)源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)圖
基于物聯(lián)網(wǎng)水肥控制系統(tǒng)的設(shè)施葡萄灌溉施肥模式研究14信息的同時(shí),對(duì)灌水量做出智能決策和自動(dòng)化控制。中央灌溉控制器具有無(wú)線(xiàn)通訊功能,能夠與無(wú)線(xiàn)采集控制節(jié)點(diǎn)通訊,實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)的數(shù)據(jù)采集和灌溉控制,同時(shí)中央灌溉控制器具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,實(shí)現(xiàn)與灌溉服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互,上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)解析并執(zhí)行來(lái)自服務(wù)的控制指令。遠(yuǎn)程灌溉監(jiān)測(cè)APP通過(guò)數(shù)據(jù)共享接口與灌溉服務(wù)器通訊,為用戶(hù)提供移動(dòng)端的遠(yuǎn)程灌溉監(jiān)測(cè)和控制。溫室智能灌溉決策控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-2Structurediagramofautomaticwaterandfertilizerintegratedcontrolsystem2.2物理層自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)的物理層主要是實(shí)時(shí)探測(cè)作物的生長(zhǎng)環(huán)境信息,在獲取信息的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)灌溉控制。物理層在收集相關(guān)信息后,及時(shí)向網(wǎng)絡(luò)層傳遞。物理層是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心,是信息采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要部分。本文所使用的信息感知器是采用基于Lora技術(shù)設(shè)計(jì)傳感器EP200為基礎(chǔ)距離溫室地面2m高的微型氣象站,用以采集溫室環(huán)境信息(包括空氣溫濕度、太陽(yáng)有效輻射等)。空氣溫濕度傳感器和光強(qiáng)度傳感器的簡(jiǎn)圖和技術(shù)參數(shù)如下所示。采集空氣溫濕度,太陽(yáng)有效輻射信息的傳感器
自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)15(a)空氣溫濕度傳感器(b)光強(qiáng)度傳感器圖2-3傳感器簡(jiǎn)圖Fig.2-3Sensorschematic將傳感器進(jìn)行組裝后形成的微型氣象站EP200傳感器實(shí)物圖如下:圖2-4微型氣象站EP200傳感器Fig.2-4EP200sensorsformicroweatherstationsEP-100無(wú)線(xiàn)閥門(mén)控制器與EP-300無(wú)線(xiàn)基站是一套簡(jiǎn)單、實(shí)用、易擴(kuò)展的無(wú)線(xiàn)灌溉控制設(shè)備。解決了灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)中布線(xiàn)復(fù)雜、施工困難的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了無(wú)布線(xiàn)的灌溉控制系統(tǒng)的目標(biāo)。圖2-5EP100無(wú)線(xiàn)閥門(mén)控制器和EP-300無(wú)線(xiàn)基站實(shí)物圖Fig.2-5EP100physicaldiagramofwirelessvalvecontrollerandEP-300wirelessbasestation為了精確的控制灌溉量,在支管帶的首段分別安裝了支持485通訊的高精度水表,無(wú)線(xiàn)采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)485讀取水表的實(shí)時(shí)讀數(shù)并上傳到中央灌溉控制器,作為灌溉停止的條件。采用uCOS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以多任務(wù)并行的方式實(shí)現(xiàn)灌溉控制器的主要功能。灌溉控制的硬件采用ARMM3內(nèi)核STM32F103作為中央處理,存儲(chǔ)單元采用EEPROM和FLASH
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)化肥減量增效的驅(qū)動(dòng)因素探究[J]. 付浩然,李婷玉,曹寒冰,張衛(wèi)峰. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]我國(guó)多類(lèi)型水肥一體化技術(shù)進(jìn)展[J]. 趙明,李從鋒,鐘大森,張昭. 作物雜志. 2020(01)
[3]淺埋滴灌水肥耦合對(duì)遼西半干旱區(qū)春玉米產(chǎn)量的影響[J]. 王士杰,尹光華,李忠,谷健,馬寧寧,馮浩原,劉泳圻. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]水肥耦合對(duì)南皮小麥生長(zhǎng)·產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J]. 楊依凡,涂攀峰,張滿(mǎn)義,尹功超,胡義熬,姬靜華,鄧蘭生,張承林,程鳳嫻. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(21)
[5]水肥耦合對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)影響的研究進(jìn)展[J]. 楊陽(yáng),劉云,宋炳彥,梁玉芹. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(05)
[6]水肥耦合下溫室番茄養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化及與生物量和產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 王虎兵,曹紅霞,郝舒雪,潘小燕. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2019(05)
[7]水肥耦合對(duì)極端干旱區(qū)滴灌葡萄耗水規(guī)律及作物系數(shù)影響[J]. 侯裕生,王振華,李文昊,竇允清,張繼峯,溫越. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]果樹(shù)水肥一體化高效利用技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉思汝,石偉琦,馬海洋,王國(guó)安,陳清,徐明崗. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]滴灌條件下水肥耦合對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 史星雲(yún),李強(qiáng),張軍,金娜,王鑫,王多文,牟德生,徐珊珊. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2019(02)
[10]不同肥水耦合對(duì)黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)及肥料偏生產(chǎn)力的影響[J]. 蔣靜靜,屈鋒,蘇春杰,楊劍鋒,余劍,胡曉輝. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(01)
博士論文
[1]西北旱區(qū)春玉米滴灌施肥水肥耦合效應(yīng)研究[D]. 鄒海洋.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]溫室精準(zhǔn)灌溉施肥系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉永華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]蘋(píng)果幼樹(shù)水肥耦合效應(yīng)及高效利用機(jī)制研究[D]. 周罕覓.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
[4]中國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)政策對(duì)糧食生產(chǎn)的影響研究[D]. 李宇軒.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]水肥耦合對(duì)吐哈盆地滴灌葡萄生理生長(zhǎng)及產(chǎn)量品質(zhì)影響效應(yīng)研究[D]. 侯裕生.石河子大學(xué) 2019
[2]水肥一體化模式對(duì)馬鈴薯生理、產(chǎn)量及水肥利用的影響[D]. 劉坤雨.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]水分虧缺和施氮對(duì)河西地區(qū)春小麥生長(zhǎng)和水氮利用的影響[D]. 聞磊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[4]陜北風(fēng)沙區(qū)設(shè)施葡萄水肥一體化灌水施肥制度與品質(zhì)調(diào)控研究[D]. 張興國(guó).西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
[5]基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)研究[D]. 呂途.華北水利水電大學(xué) 2019
[6]自動(dòng)施肥灌溉系統(tǒng)在小麥水肥一體化上的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 石玉娟.安徽大學(xué) 2019
[7]大棚膜下滴灌水肥耦合對(duì)葡萄生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D]. 王程翰.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]水氮耦合對(duì)日光溫室黃瓜生理特性及水氮利用效率的影響[D]. 劉學(xué)娜.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[9]渭北旱塬蘋(píng)果及葡萄水肥一體化技術(shù)研究[D]. 章偉.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)溫室智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 盧冠男.吉林大學(xué) 2015
本文編號(hào):3621023
【文章來(lái)源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)圖
基于物聯(lián)網(wǎng)水肥控制系統(tǒng)的設(shè)施葡萄灌溉施肥模式研究14信息的同時(shí),對(duì)灌水量做出智能決策和自動(dòng)化控制。中央灌溉控制器具有無(wú)線(xiàn)通訊功能,能夠與無(wú)線(xiàn)采集控制節(jié)點(diǎn)通訊,實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)的數(shù)據(jù)采集和灌溉控制,同時(shí)中央灌溉控制器具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,實(shí)現(xiàn)與灌溉服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互,上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)解析并執(zhí)行來(lái)自服務(wù)的控制指令。遠(yuǎn)程灌溉監(jiān)測(cè)APP通過(guò)數(shù)據(jù)共享接口與灌溉服務(wù)器通訊,為用戶(hù)提供移動(dòng)端的遠(yuǎn)程灌溉監(jiān)測(cè)和控制。溫室智能灌溉決策控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-2Structurediagramofautomaticwaterandfertilizerintegratedcontrolsystem2.2物理層自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)的物理層主要是實(shí)時(shí)探測(cè)作物的生長(zhǎng)環(huán)境信息,在獲取信息的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)灌溉控制。物理層在收集相關(guān)信息后,及時(shí)向網(wǎng)絡(luò)層傳遞。物理層是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心,是信息采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控的重要部分。本文所使用的信息感知器是采用基于Lora技術(shù)設(shè)計(jì)傳感器EP200為基礎(chǔ)距離溫室地面2m高的微型氣象站,用以采集溫室環(huán)境信息(包括空氣溫濕度、太陽(yáng)有效輻射等)。空氣溫濕度傳感器和光強(qiáng)度傳感器的簡(jiǎn)圖和技術(shù)參數(shù)如下所示。采集空氣溫濕度,太陽(yáng)有效輻射信息的傳感器
自動(dòng)水肥一體化控制系統(tǒng)15(a)空氣溫濕度傳感器(b)光強(qiáng)度傳感器圖2-3傳感器簡(jiǎn)圖Fig.2-3Sensorschematic將傳感器進(jìn)行組裝后形成的微型氣象站EP200傳感器實(shí)物圖如下:圖2-4微型氣象站EP200傳感器Fig.2-4EP200sensorsformicroweatherstationsEP-100無(wú)線(xiàn)閥門(mén)控制器與EP-300無(wú)線(xiàn)基站是一套簡(jiǎn)單、實(shí)用、易擴(kuò)展的無(wú)線(xiàn)灌溉控制設(shè)備。解決了灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)中布線(xiàn)復(fù)雜、施工困難的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了無(wú)布線(xiàn)的灌溉控制系統(tǒng)的目標(biāo)。圖2-5EP100無(wú)線(xiàn)閥門(mén)控制器和EP-300無(wú)線(xiàn)基站實(shí)物圖Fig.2-5EP100physicaldiagramofwirelessvalvecontrollerandEP-300wirelessbasestation為了精確的控制灌溉量,在支管帶的首段分別安裝了支持485通訊的高精度水表,無(wú)線(xiàn)采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)485讀取水表的實(shí)時(shí)讀數(shù)并上傳到中央灌溉控制器,作為灌溉停止的條件。采用uCOS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以多任務(wù)并行的方式實(shí)現(xiàn)灌溉控制器的主要功能。灌溉控制的硬件采用ARMM3內(nèi)核STM32F103作為中央處理,存儲(chǔ)單元采用EEPROM和FLASH
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)化肥減量增效的驅(qū)動(dòng)因素探究[J]. 付浩然,李婷玉,曹寒冰,張衛(wèi)峰. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2020(03)
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[7]水肥耦合對(duì)極端干旱區(qū)滴灌葡萄耗水規(guī)律及作物系數(shù)影響[J]. 侯裕生,王振華,李文昊,竇允清,張繼峯,溫越. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]果樹(shù)水肥一體化高效利用技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉思汝,石偉琦,馬海洋,王國(guó)安,陳清,徐明崗. 果樹(shù)學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]滴灌條件下水肥耦合對(duì)釀酒葡萄生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 史星雲(yún),李強(qiáng),張軍,金娜,王鑫,王多文,牟德生,徐珊珊. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2019(02)
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[1]水肥耦合對(duì)吐哈盆地滴灌葡萄生理生長(zhǎng)及產(chǎn)量品質(zhì)影響效應(yīng)研究[D]. 侯裕生.石河子大學(xué) 2019
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[9]渭北旱塬蘋(píng)果及葡萄水肥一體化技術(shù)研究[D]. 章偉.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)溫室智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 盧冠男.吉林大學(xué) 2015
本文編號(hào):3621023
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