基于物联网农业灌溉系统精准控制模型的研究

为进一步提升我国农业灌溉系统的综合作业效率,体现灌溉的先进性与科学性,提出以精准控制模型为切入点,以物联网技术为主体支撑平台,针对其作业系统展开设计与优化。通过引入物联网强大的系统性架构,规范与强化各网络节点的部署与协作关系,科学搭建用于实现精准灌溉控制的数学模型,同时导入合理的系统软件设计程序与硬件功能组件配置,形成完整集成式的农业智能灌溉系统。结果表明:基于物联网平台技术的精准控制模型应用后,整体的作业效率得到显著提升,系统精准度、系统响应率分别相对提高了6.25%和7.68%,动作延迟率相对降低了2.72%,灌溉节水效率提升至91.50%。物联网平台下的精准控制模型应用效果良好,设计理念正确,可为灌溉领域实施节能降耗提供参考。

无线灌溉控制系统的设计与试验

南疆的温带大陆性气候为棉花生长提供了良好的自然条件,该地区棉花种植范围广,但干旱少雨。为解决传统灌溉方式自动化程度低、水资源浪费严重等问题,本文以LoRa无线通信、传感器、远程控制等技术,设计了一套基于LoRa通信技术的农业灌溉控制系统。该系统采用高精度土壤墒情传感器,远程在线采集土壤温湿度,远程控制电磁阀开关等控制方式,获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量。试验结果表明:应用该系统进行灌溉后,灌溉效率有了显著提高,灌溉均匀度可达95%以上,效果良好,可为大田灌溉提供参考。

直播稻苗期自动灌排系统的设计与试验

【目的】提高直播稻成苗率,依据直播稻苗期田面水分的农艺要求,设计一种适用于直播稻苗期的自动灌排系统,并验证其田间应用效果。【方法】设计适用的微喷灌溉方案和排水装置,通过LoRa通信对各设备进行无线组网控制,基于模糊控制算法制定了适用于直播稻苗期的灌排制度,从而实现自动灌排系统的各项功能;以控制系统性能指标、排水装置性能指标、苗期田面湿润状况和成苗率作为评价指标验证其应用效果。【结果】①控制系统设备动作延迟为0.398 s、系统决策时间为1.348 s、系统信息监测偏差为±1.48%;②自动排水装置启闭时间4~6 s、待机电流21.7 mA;③采用本研究的方法进行自动灌排,在苗期(播种后的15 d内)土壤水分保持在85%以上,田间成苗率达到83.9%。【结论】直播稻苗期自动灌排系统在保证高效低功耗的情况下实现了精准控制田面土壤水分,可保持田面湿润并达到合格的成苗率,有较好的田间应用效果。

农田灌溉渠道衬砌施工质量控制

农田渠道混凝土衬砌技术在渠道建设工程中可以有效减少水资源的浪费,提高灌溉质量。本文从材料、设计和人员3个方面分析了灌溉渠道衬砌施工中待改进之处,探究了灌溉渠道衬砌施工前、施工过程和工程验收的质量控制途径,并总结工程质量保证措施,以提高工程质量,保障工程的安全性和可靠性。

物联网在多肉植物园艺中的应用

近年来,随着多肉植物园艺的兴起,如何提高管理效率和保证植物生长质量成为业界关注的焦点。以物联网技术为切入点,探讨其在多肉植物园艺中的关键应用、面临的挑战与解决方案以及未来发展方向,旨在为多肉植物的园艺管理提供科学的决策依据,并推动该领域的创新与发展。

淮河流域新建排灌站钢板桩围堰施工技术研究

旨在深入探讨淮河流域新建排灌站钢板桩围堰施工技术,确保其能满足项目的技术需求与社会需求。首先介绍了项目的背景和目标,接着采用全面的分析方法,对施工工艺技术进行了详细探讨,同时对施工保证措施进行了深入探索,涵盖了材料质量与机械设备保证、施工过程中的质量控制和安全保证措施等方面。结果表明,该研究为新建排灌站的施工提供了全面且科学的技术支持,确保了工程的有效实施和高质量完成。

水肥气灌溉智能控制技术研究

针对传统农业灌溉效率低、浪费多等问题,根据农作物生长需求,综合应用传感器技术、智能控制技术、计算机网络技术和恒压变频技术等,设计高效的水肥气灌溉智能控制系统。通过传感器、检测仪对天气、土壤等实时数据采集,结合农作物各生长期的营养需求,智能控制系统进行综合采集、分析和处理,进而实现灌溉控制的智能决策与精准灌溉。该系统能够满足水肥气灌溉所需的高精密监测系统和动态过程中表现出来的性能,能够为智慧农业发展提供有效的技术支撑。

基于玉米膜下滴灌系统的药液扩散与除草效果研究

利用膜下滴灌系统,开展膜下滴灌土壤封闭式除草剂施用技术与田间杂草防除效果的关系研究,旨在探明滴灌系统应用除草剂的可能性,为玉米田间滴灌除草技术的合理应用及丰富滴灌施药理论提供科学依据。在三个不同滴灌带间距下,以三种方式滴施40%乙·莠悬乳剂,滴施后对不同分布区域土壤样品进行除草剂浓度检测,在杂草发生期调查防效。结果表明,施用后除草剂在土壤中的分布与滴灌带铺设间距无关,与末次施药后清水冲洗时间相关,冲洗时间越长乙草胺在土壤中的浓度越低,垂直沉降明显,径向扩散距离缩短。通过滴施,以滴灌清水15 min-滴灌药液30 min-滴清水冲洗5 min对杂草的株防效和鲜生物量防效最佳。本研究认为,覆膜玉米田随滴灌水施用土壤封闭除草剂是可行的,省时省工省力,可为玉米田早期杂草的防除提供新方法,实际应用中需要针对不同药剂类型和药剂性质开展实用技术优化研究。

基于物联网的智慧灌溉系统与控制技术研究

以温室大棚智能节水灌溉系统为研究对象,分析其在数据采集、无线传输、智能决策、实时监控、管理平台设计方面的功能需求,建立了由远程监控中心、数据中心、LabView控制器、无线网络节点及灌溉设备组成的智慧灌溉系统,探索了智能控制技术和算法,包括土壤墒情预测、灌溉需水量预测、智慧灌溉决策及系统监控图像去模糊算法,达成了智慧灌溉项目的技术目标。

Overview of emerging technologies in sprinkler irrigation to optimize crop production

Water saving is an essential part of sprinkler irrigation owing to the impact of climate change and rising energy costs.This review highlights the technologies that are emerging in sprinkler irrigation to optimize crop production.While there have been notable advances in irrigation,the continued progress has occurred by the combination of current status with the postulation of new ideas such as conversion of high-pressure sprinkler to low-pressure ones,incorporation of smart controllers in sprinkler irrigation systems.To enhance the adoption of these technologies,research on the dispersion device is needed to improve the performance of impact sprinklers to efficiently operate at low-pressure conditions.It is also important to study how water savings estimates based on water use,irrigated area,longevity of saving,and level of wasteful irrigation prior to the retrofit obtained from field trials can be extrapolated to other areas with different conditions.Research in the development of optimized method for irrigation scheduling is necessary.This review emphasizes that the status of technologies should be considered a continuum,building on earlier knowledge and progress,and hopefully leading toward optimized crop production in sprinkler irrigated areas.

智能灌溉关键技术及应用前景分析

为解决传统农业灌溉用水量大、水资源利用率低、劳动成本高的问题,研究智能灌溉系统通过对灌溉土壤的数据采集,结合物联网技术、网络异构融合技术实现水肥一体化灌溉远程控制,整个过程为网络实时闭环控制,过程可靠性、精准性高。智能灌溉系统可结合不同作物的具体需求设定相对应的灌溉目标和任务,能有效减少水资源、肥料、劳动力等相关成本。对于我国这样的农业大国,智能灌溉技术可为未来实现农业用水高效利用、节约人力成本提供有效的技术支撑。

基于PLC的山茱萸智能微灌系统设计

生态条件中水分状况是保证山茱萸生长的关键因素之一,传统灌溉模式自动化程度低、效率低,依据PLC强大的控制功能,将采集到的土壤根部的湿度与山茱萸生长的最佳湿度比较,自动控制电机和球阀的启闭,实现智能化灌溉,从而提高山茱萸的种植产量。

无线通信网络在智能灌溉系统中的应用

农业是一个国家经济发展的命脉,节水灌溉则在农业发展中具有非常重要的作用,特别是对于我国这样的农业大国而言,更是如此。当前,随着我国农业用水量越来越多,而水资源利用率不高等问题的出现,采用先进技术提高农业生产效率就成了迫在眉睫的重要问题。而随着无线通信网络的产生,基于无线通信网络的智能灌溉系统,不仅可以有效提升水资源的利用率,还可以让水资源短缺的问题得到一定程度的缓解,促进农作物产量和质量的提高,降低种植成本,极大地促进了灌溉的有效性与准确性。为此,对无线通信网络在智能灌溉系统中的应用问题进行探究,具有重要的意义和价值。基于此,文中首先对当前智能灌溉系统中无线通信网络技术的应用进行了介绍,之后分别从总体目的、具体目标、基于无线通信技术的智能灌溉系统的总体功能结构、基于无线通信技术的智能灌溉系统设计等方面,阐述了基于无线通信技术在智能灌溉系统中的应用。

水稻蓄水控灌的节水效应

根据4年小区试验结果,分析了蓄水控灌模式对水稻灌排定额、灌排次数和产量的影响.结果表明：现有的常规灌溉和浅水勤灌模式（对照处理）,其雨后蓄水深度可适当提高.蓄水控灌处理在不减产的前提下,与常规灌溉相比,灌排定额分别降低21.3%-47.0%和13.1%-83.9%,灌排次数分别减少2-9次和2-3次;与浅水勤灌相比,灌排定额分别降低6.7%-22.9%和21.9%-100%,灌排次数分别减少1-4次和2次.在保持现有节水模式较低灌水下限的前提下,适度提高雨后蓄水深度,水稻仍可以获得高产,但雨后蓄水深度过大则引起小幅减产.这说明蓄水控灌模式具有良好的节水、减排和省工效果,适于南方地区应用.

基于生命需水信息的作物高效节水调控理论与技术

在分析我国水资源紧缺状况与农业节水发展趋势的基础上,依据作物生长冗余调控与缺水补偿效应理论、根冠通讯理论、作物控水调质理论和有限水量最优分配理论,分析了基于生命需水信息的作物高效节水调控的理论基础。对作物生命需水信息的采集与监测方法及时空尺度转换技术进行了探讨。概括出了基于生命需水信息的作物高效节水调控技术八个方面的研究内容,分析了基于生命需水信息的作物高效节水调控理论与技术研究的难点和创新点以及进一步研究的趋向。

基于工控机的日光温室灌溉自动控制系统的开发

针对日光温室微灌设备设计了一种基于工控机的灌溉自动控制系统。系统以工控机为核心,采用分布式远程模块完成数据的采集与控制信号的发送。系统底层的控制程序由VB开发,通过DDE与“组态王”开发的人机界面进行数据交换,控制算法采用专家决策系统。为此,对系统的硬件配置、上位机应用软件设计进行了较详细地讨论。

膜下滴灌棉花随水根施多效唑的效果分析与化控技术的探讨

膜下滴灌棉花随水根施多效唑具有明显的增产效果,比对照增产10%～20%,群体结构合理,株高适宜,平均比对照低5～7.5cm,降低10%～15%。叶面积减小,叶倾角增大,散射光透过率增强,通风透气性好。第一果枝高度降低,单株结铃数增多,铃质量增加,营养生长和生殖生长相协调。植株中后期叶绿素含量高值持续期长,膜相对透性小,抗早衰。适宜纯多效唑浓度范围为36～72g/hm2(合有效成分15%的多效唑240～480g/hm2),最适为54g/hm2左右。理论上第一次化控偏重于浓度上限,第二次偏重于中下限,生产上要根据棉株长势和土壤肥力具体决定。对于土壤肥力高,棉株长势过旺的棉田应相应加大浓度,但最大不能超过90g/hm2。此外,该文对在大田条件下滴灌棉花的化控技术进行了探讨,提出了"上喷兼下施"(空间上)和"前促中控后促"(时间上)的新方法。

基于ZigBee技术的农田节水灌溉系统

结合我国的农业现状,介绍了基于Zigbee技术的农田节水灌溉系统及其实现方法和应用前景。Zigbee是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议,系统采用以CC2430芯片为核心的无线数字通信模块,实现对农田灌溉进行无线监测与控制。系统利用工控机与第一层网络协调器进行有线通信,实现了对整个网络运行的集中监控和数据信息的存储。

基于Web技术的农田恒压灌溉远程监控系统测试研究

为了解决农村灌溉质量不高,能源利用率低等问题,基于物联网技术、控制技术以及互联网技术,研究设计了1套农田恒压灌溉远程监控系统.该监控系统主要包括了现场感知层、网络层以及应用层.现场感知层主要通过Zigbee无线通信模块构建了星形感知网络,利用PLC与单片机2大核心节点以主从模式实现了现场泵站设备的控制、田间环境参数的采集和电磁阀节点控制等;利用改进后的粒子群算法对农田灌溉出口压力进行了PID优化控制;应用层主要利用以太网通信,借助于西门子PC Access软件作为OPC Server,从而以B/S模式,采用Java语言结合Java Bean组件开发了基于Web技术的远程灌溉网络监控应用软件.系统目前应用于江苏省太仓市某一标准化农田灌溉,不仅数据采集准确,压力控制平稳,节能效果好,与阀门控制达到恒压的系统相比,可以节电20%左右,而且该系统的抗干扰能力强,当外界设定压力发生变化时,能够在10 min左右进行快速调节达到预置压力;另外该系统远程与就地控制设备灵活可靠,状态监测实时,人机交互便利,节省劳动力达到90%.

生态经济型防风治沙体系优化配置技术规程研究

通过对景电灌区农林业生产状况、自然环境条件、以及风沙危害程度的实地调查，应用系统工程学和生态经济学原理，研究提出：景电灌区防风治沙工作应该走系统工程和生态经济相结合的道路，以封沙育林草为主导措施发展沙区自然植被系统，进一步建立和健全工程治沙系统，并营造和发展人工生态经济型林草植被系统。通过这三大子系统的合理搭配和联合交互作用，使新灌区形成新型的生态经济型防风治沙体系。