基于物联网的精确灌溉控制技术研究

【目的】研究基于物联网的自动化灌溉控制系统,为规模种植区域自动控制精确灌溉提供可借鉴模式。【方法】通过ZigBee网络实现园区土壤墒情信息的共享,根据采集到的土壤墒情信息制定灌溉决策。选用可编程逻辑控制器作为核心控制器,分多种控制方式对灌溉进行控制,同时对首部输水管道进行恒压控制。通过建立可编程逻辑控制器和人机界面的交互平台,对灌溉模式进行选择并监控灌溉全过程,若系统发生故障进行报警提醒。【结果】设计了基于物联网的自动化灌溉控制系统,该系统界面友好且操作简单,与沟灌、波涌灌相比节约用水50%以上,与常规滴灌相比对灌水量、灌水时间以及施肥量的控制更为精确,节省了大量劳动力。【结论】基于物联网的灌溉控制系统将远程监控、精确灌概、数据共享、智能报警、自动控制统一起来实现节水灌溉,在规模化种植区有一定推广潜力。

田间管闸自动控制灌溉系统的研制与实践

田间管闸自动控制灌溉系统是利用管道入口处水量传感器的精准信号,通过工业控制电路的累加、运算、判读比较、时序发生等过程实现对田间管闸出水口的自动控制.为满足不同灌溉技术要求,运行模式可自由设定为单次灌溉模式、波涌灌溉模式或周期轮灌控制模式.实践证明在不同的控制模式下系统均具有较高的水量控制精确度和较为完善的自动控制过程.该系统设计思路新颖,电路简单,操作简便,运行维护费用低,扩容简单.

基于GSM网络的土壤湿度监测系统的设计

基于GSM网络的土壤湿度监测系统主要由89C51型微控制器、外围电路、TC35型无线模块和计算机应用程序构成.通过GSM通讯网络,应用RH10湿度传感器和相应的湿度测量算法实现了土壤湿度的监测,其原理简单,测量方便快捷,数据精度满足生产要求,可实现全球无缝连接,与传统的监控系统相比有着独特的优势.

水力学实验教学改革对学生创新能力培养的探讨

在水力学实验教学改革中,提出了实验教学必须做好转变思想观念、以人为本,确立学生在实验中的主体地位、进行课程内容和方法、实验课程化、实验教学内容分级化、建立和完善教学质量评估体系及建设高水平的实验教学队伍等方面进行改革,实现水力学实验教学向着多方位创新能力和创新意识培养的方向发展。

基于GPRS DTU的农业灌溉施肥智能化控制系统的应用研究

本文介绍一种智能化的灌溉施肥的控制系统,可以按照农作物的生长需求,对其进行智能化的灌溉。首先描述了整个系统的构成系统的核心控制器是HORNER OCS,通过核心控制器来构建出整个农业灌溉施肥控制系统。通讯模块使用的是GPRS DTU,变频器来保证整个系统的压力调节。经过研究,这种系统的功能是非常完善的,并且运行起来也比较稳定,可以有效地满足农业水肥的管理。

水肥调控对设施延后栽培葡萄产量和品质的影响

为合理施肥灌水，实现设施延后栽培葡萄的优质高产，就3个施肥水平（高肥、中肥、低肥）和4个灌水水平（丰水、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫）对“红地球”葡萄的产量和品质的影响进行了研究。结果表明：灌水量对葡萄纵横径和单粒重的影响达到极显著水平，水肥互作效应对果型指数呈显著水平，可溶性固形物随施肥量的增加先增加后减小，可滴定酸含量随施肥量的增加而增加，适量的施肥和适度的缺水可增加花色苷含量，提高糖酸比，葡萄产量随施肥量的增加而增加，随水分的亏缺先增大后减小。综合考虑产量和品质，中肥（N 、P 、K 分别为161．92、53．97 kg·hm -2和44．98 kg·hm -2 ）和中度胁迫（55％～60％田间持水量）处理组合产量最高，品质较佳。

节水灌溉联动控制系统

为了节约农田灌溉用水,提高水资源利用效率,实现自动灌溉控制,该文采用自主设计的灌溉控制设备和墒情监测设备,通过GSM网络传输数据,设计了一套集墒情监测、灌溉控制和专家决策支持的节水灌溉联动控制系统。该系统由就地控制柜、数据采集系统和自动控制软件三部分组成,实现了土壤墒情实时监测、专家知识管理及根据不同作物、不同生育期需水参数等进行自动灌溉控制等功能。在示范区的应用证明,该系统稳定可靠、操作方便、可广泛应用于规模化种植、温室大棚、精细农业等领域,对节水农业的实施具有重要的现实意义。

张掖市水资源利用存在的问题与对策

分析了张掖市水资源开发利用现状,针对存在的主要问题提出张掖市水资源合理开发利用的对策是:建立健全水资源统一管理体制,实现城乡水务一体化管理;强化农业节水,调整区域产业结构和布局;建立总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制;兴建必要的水库调蓄工程。

波涌灌溉对土壤温度的影响及其节水效果

通过大田试验，测定了地表下5、10、15、20、25cm处在8：00、14：00和18：00 3个时刻的土壤温度．并对温度特点进行了比较分析．结果表明：波涌灌溉可以调节土壤表层温度，使表层温度保持在一个相对稳定的状态．从而给作物创造了良好的生长环境．另外，对波涌灌溉的节水效果也进行了研究，发现波涌灌溉比连续灌溉可节水10％～20％．

基于ZigBee物联网的太阳能墒情采集系统研制

基于ZigBee无线物联网通讯技术，研制了太阳能墒情采集模块．由太阳能墒情采集模块组成的无线传感器网络（WSN）网关节点，即“点控机”及“站控机”，分布在被测区域，负责采集葡萄园各层土壤的温湿度．网关节点自行组网，透明通讯协议将信息发送到远端PC机，实现信息的实时动态显示及存储．系统通过单节点设备测试及网络测试证明，网关节点布置在20～120m传输距离内，系统运行稳定可靠．

基于ZigBee技术的恒压灌溉系统研究

基于ZigBee技术,采用HMI与PLC交互平台的模糊PID闭环控制系统,研制了一种可以自动实现精确控制灌溉水量和恒定管网压力的滴灌自动控制系统..该系统经甘肃农业大学葡萄园试用,运行稳定且操作方便.与常规滴灌相比,该灌溉系统可节水20%以上,节省劳动力90%以上.该系统集合精准灌溉、数据共享、恒压控制3种功能,可为规模种植区自动控制灌溉提供技术支持.

黄河上游刘、盐、八水库移民遗留问题及综合发展经济技术体系研究

黄河上游刘、盐、八水库移民问题经历了30多年,是一项复杂的系统工程。水库为区域经济和社会的发展作出了重大贡献,但水库移民遗留问题是多种要素复合作用的结果,既有当地环境因素的作用,又有区域经济发展水平的影响,还与移民本身的素质、当时的社会经济、政治体制和移民政策等有关。分析了移民在目前生产、生活等方面存在的一系列问题,其原因主要是由于人均耕地面积减少,灌溉水平低,移民生存、生活和发展经济受到限制所致。加大政府投资力度、加强基础设施建设,充分利用区位优势、调整农牧业结构、发展生产,加强科技扶持、提高移民素质是解决移民遗留问题的根本措施。

基于PLC与触摸屏模糊滴灌系统设计

滴灌是世界上节水效果最理想的节水灌水技术之一,考虑到我国一些滴灌设备功能简单,灌水系统不易建立精确数学模型的特点,设计基于PLC与触摸屏自动控制滴灌系统。分手动和自动控制两种方式。手动控制通过设置灌水量或灌水时间控制;自动控制通过建立模糊控制决策机制执行自动灌水命令,可在线修改隶属度函数,满足不同作物水分需求。该系统已经在甘肃农业大学葡萄园中运行,与常规滴灌相比,节水效率高达30%,为PLC和触摸屏技术在灌区自动化灌溉应用提供可借鉴模式。

塑料大棚双孢菇小型行走式喷雾系统灌溉研究

试验采用甘肃农业大学自行设计的小型行走式喷雾系统和当地传统固定式喷雾系统,分析比较这2种喷雾系统对塑料大棚内双孢菇灌溉后的土壤含水量、喷洒均匀度、双孢菇产量等的影响。结果表明,小型行走式喷雾系统对塑料大棚双孢菇土壤含水量、喷洒均匀度、双孢菇产量都有积极的影响,尤其对18～38 cm深度的土壤含水量及双孢菇总产量影响显著。

水力学课程教学方法探讨

从如何做好水力学课程的教学入手,阐述了水力学的教学要以课堂教学为主,根据教学内容应用多种教学方法、教学手段及时化解难点内容,学期初合理安排教学进度,通过课堂氛围的理解及时调整教学进程,课后习题的布置增加选做题来适应不同层次学生能力培养要求的思想,对促进水力学课程教学改革进行了初步探讨。

J-4醋酸菌液态发酵产酸的研究

通过正交试验探讨了J-4醋酸菌液态发酵产酸的最佳配方和最佳工艺。

几种不同边界附近水井的渗流计算模式

本文针对具有边界附近的水井 ,引进了流体力学映射法来研究几种边界附近完全井的渗流计算。用不同的边界条件 ,得出不同的有压、无压完全井的涌水量计算模式 。

碧口水库移民遗留问题及综合发展经济技术体系研究

碧口水库移民遗留问题经历了30多年,是一项复杂的系统工程。总结了移民安置后生活、生产等方面存在的一系列问题,其原因主要是由于移民后人均耕地面积减少,移民生存、生活和发展经济受到限制所致。针对当地的主要问题和实际情况,作者指出,加大政府投资力度,加强基础设施建设;充分利用区位优势,发展第二、三产业;加强科技扶持,提高移民素质是解决移民遗留问题的根本措施。此外,还分析了采取以上措施在经济、社会、生态方面的效益,并指出了处理移民遗留问题时需要注意的一些问题。

不同生育期水分调亏对设施延后栽培葡萄叶片保护系统及产量品质的影响

为寻找到合理的葡萄灌溉制度,实现设施延后栽培葡萄的优质高产,以葡萄5个生育阶段萌芽、新梢生长、开花、浆果膨大及着色成熟,每个生育阶段设3个灌水水平(丰水、轻度胁迫、中度胁迫)条件下,对葡萄叶片保护系统及产量品质的影响进行研究。结果表明,水分胁迫会使葡萄叶片中的SOD和POD酶活性显著下降,萌芽期及新梢生长期调亏复水后SOD和POD酶活性补偿明显,到开花期末恢复至接近CK对照水平,开花期轻度调亏复水补偿明显,在膨大期中期恢复至接近CK对照水平,开花期中度调亏处理复水回补后依旧低于CK对照水平,浆果膨大期及着色成熟期各调亏处理SOD和POD酶活性补偿有限。水分胁迫会使葡萄叶片中MDA和ABA含量增加,各调亏处理复水后变化情况与SOD和POD酶补偿情况接近但有一定的延迟效应。萌芽期中度调亏处理产量及水分生产率最大,着色成熟期轻度调亏处理可溶性固形物及总糖含量显著高于CK对照,综合考虑,最佳设施延后栽培葡萄水分调亏处理为着色成熟期轻度调亏处理。

膜下滴灌水分调控对甜椒生长和产量的影响

为了探究膜下滴灌水分调控对大田甜椒生长状况、水分利用效率、产量和经济效益的影响,在张掖市灌溉试验站开展了甜椒膜下滴灌水分调控试验,试验共设4个膜下滴灌水分调控处理(充分灌水处理(T4)、轻度胁迫灌水处理(T3)、中度胁迫灌水处理(T2)及重度胁迫灌水处理(T1))和1个膜垄沟灌对照处理(CK)。结果表明:(1)甜椒坐果期,处理T4的株高和茎粗均显著高于处理T1,且该生育期平均日耗水强度和耗水模系数均达到最大,依次为3.28mm/d和31.55%,故坐果期为甜椒需水量最大时期。(2)与处理CK相比,处理T4增产9.27%,水分生产效率(WUE)和灌溉水利用效率(IWUE)分别提高25.33%和24.62%;膜下滴灌不同处理间,充分灌水处理T4分别比水分胁迫处理T1、T2和T3增产79.46%,71.11%和33.83%,WUE依次提高26.21%,32.23%和17.01%,IUWE依次提高8.22%,14.19%和16.60%。故膜下滴灌充分灌水处理为甜椒最适灌水模式,即最佳土壤含水下限为70%田间持水量(70%θf),上限为100%θf。