設(shè)施西瓜智能灌溉系統(tǒng)的研究.pdf

1、設(shè)施西瓜作為園藝作物中重要的經(jīng)濟(jì)作物，種植面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)戶為了追求產(chǎn)量，盲目地對(duì)西瓜進(jìn)行灌溉，造成水資源的大量浪費(fèi)。為了解決設(shè)施西瓜的灌溉問題，提高灌溉水的利用率，本文對(duì)設(shè)施西瓜智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)智能灌溉系統(tǒng)通信方式和灌溉策略的選擇。分析了幾種常見無線通信方式的覆蓋范圍、傳輸速率、功耗、成本等特點(diǎn)，最終確定ZigBee為智能灌溉系統(tǒng)的通信方式;通過對(duì)比模糊控制和傳統(tǒng)灌溉策略的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇模糊控

2、制為智能灌溉系統(tǒng)的決策方案。
　　(2)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測。分析了西瓜對(duì)水分需求的特點(diǎn)，基質(zhì)濕度和空氣相對(duì)濕度是影響西瓜水分需求的重要環(huán)境因子，選取JZH-004采集基質(zhì)濕度，JZH-021采集空氣相對(duì)濕度，KL-H1100為協(xié)調(diào)器，共同完成西瓜環(huán)境因子的監(jiān)測。
　　(3)灌溉策略分析與確定。綜合考慮不同生長階段、基質(zhì)濕度、空氣相對(duì)濕度對(duì)西瓜水分需求的影響，設(shè)計(jì)了一個(gè)二級(jí)推理機(jī)制的灌溉策略，第一級(jí)推理以西瓜定植時(shí)間為輸入量，通過

3、查表法，確定最佳基質(zhì)濕度，第二級(jí)推理以當(dāng)前基質(zhì)濕度與最佳基質(zhì)濕度差值和本周期采集的基質(zhì)濕度與上周期采集的基質(zhì)濕度差值為輸入變量，以灌溉時(shí)間為輸出變量，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)建立了模糊控制規(guī)則庫，利用模糊邏輯推理得出灌溉時(shí)間，最后根據(jù)當(dāng)前空氣相對(duì)濕度判斷是否適合灌溉。
　　(4)上位機(jī)監(jiān)控軟件。上位機(jī)軟件利用Visual Studio2012作為開發(fā)環(huán)境，C＃作為編程語言，上位機(jī)通過Modbus TCP協(xié)議與協(xié)調(diào)器傳遞信息，上位機(jī)軟件將協(xié)

4、調(diào)器上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能夠顯示的數(shù)據(jù)界面;設(shè)計(jì)了智能灌溉和手動(dòng)灌溉兩種灌溉方式，用戶能夠根據(jù)需求自主選擇;編寫了歷史數(shù)據(jù)查詢界面，用戶能夠根據(jù)需求對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析、管理;設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫，能夠儲(chǔ)存?zhèn)鞲衅鞑杉沫h(huán)境因子、灌溉情況等信息，為歷史數(shù)據(jù)的查詢提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ);編寫了智能灌溉推理界面，能夠根據(jù)定植時(shí)間、基質(zhì)濕度、空氣相對(duì)濕度推理出灌溉時(shí)間。
　　為了驗(yàn)證智能灌溉系統(tǒng)對(duì)西瓜的影響，在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家蔬菜改良中心華中蔬菜分中心大