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。

基于物联网的灌溉系统定量控制算法设计研究

精量节水灌溉成为农业生产发展的关键技术。为此,基于硬地育秧过程对土壤水分的精准化控制需求,设计了一种定量灌溉控制系统。同时,根据育秧过程中的土壤需水状况监测结果,设计定量灌溉控制算法,对育秧过程中的水分状况进行预警,实现了精准化灌溉控制。

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。

电气控制技术在节水灌溉装置中的应用研究

以节水灌溉装置自动控制为研究对象,基于电气控制技术对灌溉装置控制系统硬件电路进行了设计,并对节水灌溉装置系统自动控制流程软件进行设计。工作时,传感器对种植区域内的温度和湿度参数进行采集,控制系统根据参数信息进行灌溉操作,可有效提高种植过程中的水资源利用率。所设计的控制系统能够将种植区域内的环境参数信息进行实时显示,便于系统应用人员进行操作控制。

复合隔层对河套灌区盐碱土水盐运移的影响

河套灌区盐渍农田分布广、肥力质量差、生产力水平低,严重威胁粮食安全。为研究秸秆–保水剂复合隔层对河套灌区盐碱土的控盐及节水效果,通过室内土柱模拟试验,设置常规灌溉水量(10 L)和节水20%灌溉水量(8 L)2种灌溉水量下的2种隔层(秸秆隔层和复合隔层)以及对照组处理,对比研究了复合隔层与秸秆隔层在节水条件下对土壤水分入渗过程、蒸发过程以及盐分变化规律的影响。研究结果表明:入渗过程中,两种隔层均能延缓水分入渗,提高淋盐效果,相比秸秆隔层,复合隔层处理水分入渗时间延缓14.47%,对0~40 cm土层淋盐效果提升34.86%。蒸发过程中,复合隔层能够通过内部保水剂缓慢释水,对20~40 cm土层补水,其20~40 cm土层含水率较秸秆隔层提升10.90%~90.61%。节水20%的条件下,复合隔层处理在0~40 cm土层的灌溉淋盐效果及蒸发过程中的保水抑盐效果优于未进行节水处理的对照组。综合来看,秸秆–保水剂形成的复合隔层其淋盐效果、保水抑盐效果均优于秸秆隔层,在节水条件下仍具有较好的保水控盐效果。本研究可为河套灌区节水型盐碱障碍消减研究提供依据和参考。

面向绿洲安全和干旱区可持续发展的农业节水潜力研究

为确保用水总量控制下绿洲安全及干旱区可持续发展目标的实现,以新疆开孔河流域为例,提出基于用水总量控制指标、地下水安全等约束条件的干旱区灌溉节水潜力计算新方法。结果表明:1)开孔河流域现状年(2020年)地下水开采量为12.97亿m^(3),灌溉用水总量为34.85亿m^(3);传统节水模式下,流域中期规划年(2030年)节水潜力为0.74亿m^(3),远期规划年(2050年)节水潜力为5.02亿m^(3)。2)在节水潜力新内涵下,开孔河流域中期规划年没有节水潜力,且需要休耕18667 hm^(2),远期规划年节水潜力为1.77亿m^(3)。3)为防止干旱区次生盐渍化,实现水资源短缺的干旱区可持续发展,在节水后应控制绿洲地下水位在3.5~4.0 m之间。对于水土不均衡的干旱区灌区而言,传统节水思路对绿洲安全的重视程度不够,对节水潜力评价过高。

一种水肥一体机的可视化控制模块应用研究

以进一步提升水肥一体机的作业效率与监测效率为目标,选取可视化技术作为研究切入点,基于可视化控制模块的设计与应用展开讨论。通过充分理解水肥一体机的作业机理,建立用于整机可视化控制的数学模型,并进行可视化控制模块的软件程序设计与硬件组件配置,形成全新高效的可视化水肥一体机。进行可视化控制模块应用作业试验,结果表明:基于可视化机理及控制模型应用的水肥一体机较普通控制下的水肥一体机作业有一定优势,系统的监测准确率与系统响应效率得到明显提升;各水肥管路及水肥参数监测及时,确保整机各项指令与输出正确合理,整机节水率与整机节肥率分别提升了6.80%和7.40%,灌溉均匀度可达90.50%,有利于农作物种植栽培高效高产。

基于时变非线性特征和状态变量的农田灌溉节水控制方法

常规的农田灌溉节水控制,主要采用影响因子分析模拟农田灌溉精度得出农田灌溉节水控制方案,忽略了实际农田土壤的液限和塑限变量对控制方案造成的影响,导致节水控制结果的节水系数较低。提出了基于时变非线性特征和状态变量的农田灌溉节水控制方法。该方法计算农田土壤的基础参数分析时变非线性特征,根据分析所得的特征计算约束条件,建立目标约束函数,构建出农田灌溉的节水控制模型,计算农田土壤液限和塑限的状态变量重新演化模型的目标约束条件,得出最终的农田灌溉节水控制方案。试验结果表明,所提方法应用后得出的节水控制结果,表现出节水系数较高,均值达到0.477,节水效果较好,满足农田灌溉的现实应用需求。

基于新型技术的梨树滴灌装置设计研究

较落后的农业灌溉技术和用水不合理导致水资源的极大浪费,而农业如何节约水资源、实现精准灌溉成为现阶段的重要问题。基于此,文章以新型滴灌装置为研究对象,对国内外现状进行了分析,总结了滴灌装置设备在使用技术、方法、效用等方面的常见问题,建议采用新型节水滴灌装置的规划设计与安装。并以宿迁白酥梨为实验对象,进行设备的技术创新与开发,做到高效节水的同时促进现代农业的发展。

基于末端无线智能压力监测技术在供水系统中的应用

为实现小区水压控制系统的恒定,供水通常采用PID算法来调节泵出口压力。这种模式主要适用小区用水波动较小且水管网路压降接近的情况,在小区水管网路差异较大且用水具有分时段特性的情况使用不是很理想。本文结合大数据分析,将控制目标设定为稳定末端压力,周期性地调整泵房供水压力的控制策略。为提高管路末端压力的平稳性,提升整体用水满意度,提供了一种新的解决方案。

基于PLC控制的智能节水灌溉系统设计

设计一种智能节水灌溉系统,并对其进行性能评估。首先,分析现有灌溉系统,确定设计目标和要求。其次,使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)作为系统的控制中心,采用传感器网络实时监测土壤湿度、气温和降水量等参数,实现自动化的灌溉控制。最后,采用模糊控制算法调整灌溉流量,以满足不同作物的生长需求。实践结果表明,与传统定时灌溉系统相比,基于PLC控制的智能节水灌溉系统能够显著减少水资源的浪费,提高灌溉效率,并且能够根据环境条件和作物需求进行智能化的灌溉调整。

自动巡航无人机在亭子口灌区水利工程建设期项目管理中的应用

详细介绍了可远程操控的自动巡航无人机技术的原理和功能,以及其在亭子口灌区一期水利工程建设期项目管理中的应用。鉴于该水利工程线路长、高大渡槽多,项目部利用工程地理信息数据进行航线规划、远程操控无人机在工程建设区域定点定线自动巡航飞行,将远程收集到的影像资料应用到项目建设管理过程中,对工程质量、安全、进度、环水保等多专业维度实现高效管理,所取得的应用成果可为类似水利工程项目以及其他类型的线性工程项目建设管理提供参考和借鉴。

论述InTouch软件在水务系统中的应用

本文介绍了InTouch软件具有的功能特性,以及如何在实际的工程项目中灵活地使用InTouch软件。特别是InTouch软件在深圳市东江水源工程管理处供水工程自动化监控系统中的应用,实现了对现场设备进行"现地"或"远程"监控和管理,降低了开发和使用成本,提高了经济效益。

一种船式垃圾收集装置设计

【目的】针对传统人工打捞和机动船只打捞水面垃圾漂浮物存在效率低、成本高、作业范围有限的问题,研发设计出一种船式垃圾收集装置。【方法】该装置动力部分采用水下电机驱动螺旋桨来实现三自由度运动,传动部分采用链式传动与带式传动互补结合,依靠输送带完成垃圾输送,收集部分采用超声波测距控制结合曲柄摇杆机构来完成垃圾收集清洁工作,并通过太阳能追光模块,为装置实时供能。【结果】经实践检验,该装置成功解决了水环境传统治理方式的缺点,并具有智能化、便捷性、多功能性等特点。【结论】该装置的应用,不仅节约了人力和物力,还提高了工作效率,拓宽了工作范围,为投入实际生产研发奠定坚实基础。

智能温室大棚卷帘与湿帘控制及精准灌溉技术概述

智慧农业是世界农业发展的主流趋势之一,随着科学技术的快速发展,智能化、无人化的农业生产模式得到社会各界的关注与认可,传统温室大棚栽培、经营模式正逐渐向智能温室大棚发展。智能温室大棚的应用具有显著的技术特征和配套优势,重点介绍了卷帘与湿帘控制中的透光增温模块与增湿降温模块技术及原理,分析了精准灌溉技术在智能温室大棚中的技术应用形式与结构组成,研究结果对于提升智能温室大棚的室内环境控制质量具有积极作用。

控制灌溉对水稻生长性状及产量的影响

明确控制灌溉对水稻生长及产量的影响,可以为天津滨海地区盐碱化土壤条件下水稻节水高产提供理论依据。以水稻品种津原89为研究对象,灌溉方式设控灌1、控灌2、控灌3和淹灌(CK)4个处理,研究了控制灌溉对水稻株高、分蘖数、产量及其构成要素、灌溉水利用效率的影响。结果表明:不同灌溉处理下,水稻株高均呈先增长后趋于稳定的趋势变化,但控灌处理的株高均CK(10923.80 kg/hm^(2))和控灌3处理(10674.49 kg/hm^(2));用水量差异较大,其中,控灌1、控灌2、控灌3处理分别较CK节约用水15%、18%和21%,灌溉水利用效率分别为2.40、2.38和2.33 kg/m^(3)且均>CK。综合分析认为,控灌2处理较好,该处理下,水稻生长性状、产量和灌溉水利用效率与最高产量处理(控灌1)相比差异均不显著,但可节水3百分点,生态效益更高。

节水智慧化管理在江都水利枢纽工程中的实践与思考

为加强节约用水管理,提高管理效率,开展节水机关建设并巩固成效,江都水利工程管理处以物联网为体系架构,建设了节水监管平台,节水管理工作更加智能。该平台能够实时监管各用水单元数据,及时发布预警信息,远程控制绿化浇灌系统,实现节水动态管理,降低了运维管理成本,保障了节水管理常态化,做到了节水智慧化管理,扎实推进了节约用水工作。

不同节水灌溉模式对水稻分蘖、株高及产量的影响

通过两年试验对黑龙江省主要稻区现行的3种节水灌溉模式及淹水灌溉进行综合研究,重点分析了灌溉模式对水稻分蘖、株高及产量指标的影响,得出了以下结论:4种灌溉模式中,湿润灌溉有效分蘖率最高,淹灌最低,控制灌溉与间歇灌溉相差不大;各灌溉模式株高变化趋势相同,都在乳熟期达到最大值,之后略微有所下降,在拔孕期以前,淹灌株高一直大于其余3种灌溉模式株高。在抽开期、乳熟期及黄熟期,则是湿润灌溉株高大于其余3种灌溉模式,而淹灌株高则小于其余3种灌溉模式;湿润灌溉的最终的产量最高,间歇灌溉次之,淹灌最低。

节水灌溉模式对稻田CH_4排放规律的影响

基于水稻节水灌溉技术和密闭静态箱技术田间原位采集甲烷气样,试验研究了水稻节水控制灌溉模式对稻田CH4排放规律的影响.结果表明,控制灌溉稻田CH4排放呈现明显的下午极大值型日变化,CH4排放高峰主要出现在下午13:00,淹水处理CH4排放峰值在1 d中各个时刻的出现具有一定的随机性.控制灌溉稻田CH4排放呈现明显的单峰型季节排放规律,排放高峰发生在分蘖前期,比淹水处理提前了10 d.所以,控制灌溉模式在水稻返青期后的水分调控及生产性用水等水管理措施对稻田CH4排放的影响至关重要.控制灌溉水稻全生育期的稻田CH4排放总量为24.46 g.m-2,比淹水稻田减少了39%,平均排放率为7.96 mg.(m2.h)-1,但返青期和分蘖前期的CH4平均排放率比淹水稻田高,在以后的各个生育阶段均低于淹水稻田.

灌溉排水耦合调控稻田水分转化关系

该文利用装配有地下水位自动控制系统的蒸渗仪,分析节水灌溉与旱地控制排水技术耦合调控对于稻田水分转化关系的影响。结果表明,灌排耦合调控在小幅减少水稻产量的同时,显著减少了稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量,最终显著增加了水稻水分生产效率。与常规灌排稻田相比,灌排耦合调控稻田水稻产量减少1.9%,灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量分别显著减少41.7%、49.9%及24.9%,水分生产效率增加30.5%。随着控灌稻田排水控制限的提高,稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量减少,水稻产量保持稳定,使得水稻水分生产效率进一步增加。提高控灌稻田的排水控制限,减缓了稻田土壤水分的衰退速度,并增加稻田地下水位低于排水控制限的比例,稻田灌溉次数与发生地下排水的时段均减少,使得控灌稻田灌溉水量与地下排水量下降,两者综合作用下控灌稻田水稻蒸发蒸腾量减少。在采用控制灌溉模式的基础上,适当提高稻田排水控制限,可以较好地实现水稻生产中水分的高效利用,研究结果可为优化稻田水管理模式提供依据。