基于物联网水肥控制系统的设施葡萄灌溉施肥模式研究
发布时间：2022-02-11 22:07
不合理的水肥施用成为制约我国农业生产的一个重要因素,尤其体现在水肥利用效率低下这一方面。开展基于水肥一体化自动控制系统下设施葡萄种植应用研究,探究不同水肥组合处理对葡萄果树的生长、耗水、光合、产量品质及水肥利用的影响。通过主成分分析方法和多元回归分析法对水肥施用量进行综合评价,量化了不同水肥耦合下设施葡萄的产出及水肥利用效率,寻找适宜的设施葡萄栽培水肥组合及施用量,能够充分发挥水肥一体化下的协同作用,提高水肥利用效率,为设施果树灌溉施肥制度提供合理的参考与建议。以扎娜葡萄为试验材料开展基于物联网水肥控制系统下的温室种植试验,设置灌水和施肥2因素,每个因素设置3个水平即灌水水平设为:50%ET0、75%ET0、100%ET0（分别标记为W1、W2、W3）,施肥水平（施肥总量）设为3个水平:450kg/hm2、600kg/hm2、900kg/hm2（分别标记为F1、F
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于物联网水肥控制系统的设施葡萄灌溉施肥模式研究14信息的同时，对灌水量做出智能决策和自动化控制。中央灌溉控制器具有无线通讯功能，能够与无线采集控制节点通讯，实现无线的数据采集和灌溉控制，同时中央灌溉控制器具有网络通讯功能，实现与灌溉服务器的数据交互，上传监测数据的同时解析并执行来自服务的控制指令。远程灌溉监测APP通过数据共享接口与灌溉服务器通讯，为用户提供移动端的远程灌溉监测和控制。温室智能灌溉决策控制系统的结构如图2-2所示。图2-2自动水肥一体化控制系统的结构示意图Fig.2-2Structurediagramofautomaticwaterandfertilizerintegratedcontrolsystem2.2物理层自动水肥一体化控制系统的物理层主要是实时探测作物的生长环境信息，在获取信息的基础上实现在线灌溉控制。物理层在收集相关信息后，及时向网络层传递。物理层是农业物联网的核心，是信息采集、远程监控的重要部分。本文所使用的信息感知器是采用基于Lora技术设计传感器EP200为基础距离温室地面2m高的微型气象站，用以采集温室环境信息（包括空气温湿度、太阳有效辐射等）。空气温湿度传感器和光强度传感器的简图和技术参数如下所示。采集空气温湿度，太阳有效辐射信息的传感器
自动水肥一体化控制系统15（a）空气温湿度传感器（b）光强度传感器图2-3传感器简图Fig.2-3Sensorschematic将传感器进行组装后形成的微型气象站EP200传感器实物图如下：图2-4微型气象站EP200传感器Fig.2-4EP200sensorsformicroweatherstationsEP-100无线阀门控制器与EP-300无线基站是一套简单、实用、易扩展的无线灌溉控制设备。解决了灌溉自动控制系统中布线复杂、施工困难的问题，实现了无布线的灌溉控制系统的目标。图2-5EP100无线阀门控制器和EP-300无线基站实物图Fig.2-5EP100physicaldiagramofwirelessvalvecontrollerandEP-300wirelessbasestation为了精确的控制灌溉量，在支管带的首段分别安装了支持485通讯的高精度水表，无线采集节点通过485读取水表的实时读数并上传到中央灌溉控制器，作为灌溉停止的条件。采用uCOS-II实时操作系统以多任务并行的方式实现灌溉控制器的主要功能。灌溉控制的硬件采用ARMM3内核STM32F103作为中央处理，存储单元采用EEPROM和FLASH
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国化肥减量增效的驱动因素探究[J]. 付浩然,李婷玉,曹寒冰,张卫峰. 植物营养与肥料学报. 2020(03)
[2]我国多类型水肥一体化技术进展[J]. 赵明,李从锋,钟大森,张昭. 作物杂志. 2020(01)
[3]浅埋滴灌水肥耦合对辽西半干旱区春玉米产量的影响[J]. 王士杰,尹光华,李忠,谷健,马宁宁,冯浩原,刘泳圻. 应用生态学报. 2020(01)
[4]水肥耦合对南皮小麦生长·产量及水分利用效率的影响[J]. 杨依凡,涂攀峰,张满义,尹功超,胡义熬,姬静华,邓兰生,张承林,程凤娴. 安徽农业科学. 2019(21)
[5]水肥耦合对设施蔬菜生产影响的研究进展[J]. 杨阳,刘云,宋炳彦,梁玉芹. 河北农业科学. 2019(05)
[6]水肥耦合下温室番茄养分动态变化及与生物量和产量的关系[J]. 王虎兵,曹红霞,郝舒雪,潘小燕. 干旱地区农业研究. 2019(05)
[7]水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律及作物系数影响[J]. 侯裕生,王振华,李文昊,窦允清,张继峯,温越. 水土保持学报. 2019(02)
[8]果树水肥一体化高效利用技术研究进展[J]. 刘思汝,石伟琦,马海洋,王国安,陈清,徐明岗. 果树学报. 2019(03)
[9]滴灌条件下水肥耦合对酿酒葡萄生长发育及果实品质的影响[J]. 史星雲,李强,张军,金娜,王鑫,王多文,牟德生,徐珊珊. 西北农业学报. 2019(02)
[10]不同肥水耦合对黄瓜产量品质及肥料偏生产力的影响[J]. 蒋静静,屈锋,苏春杰,杨剑锋,余剑,胡晓辉. 中国农业科学. 2019(01)
博士论文
[1]西北旱区春玉米滴灌施肥水肥耦合效应研究[D]. 邹海洋.西北农林科技大学 2019
[2]温室精准灌溉施肥系统关键技术研究[D]. 刘永华.南京农业大学 2015
[3]苹果幼树水肥耦合效应及高效利用机制研究[D]. 周罕觅.西北农林科技大学 2015
[4]中国化肥产业政策对粮食生产的影响研究[D]. 李宇轩.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]水肥耦合对吐哈盆地滴灌葡萄生理生长及产量品质影响效应研究[D]. 侯裕生.石河子大学 2019
[2]水肥一体化模式对马铃薯生理、产量及水肥利用的影响[D]. 刘坤雨.内蒙古农业大学 2019
[3]水分亏缺和施氮对河西地区春小麦生长和水氮利用的影响[D]. 闻磊.西北农林科技大学 2019
[4]陕北风沙区设施葡萄水肥一体化灌水施肥制度与品质调控研究[D]. 张兴国.西北农林科技大学 2019
[5]基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统研究[D]. 吕途.华北水利水电大学 2019
[6]自动施肥灌溉系统在小麦水肥一体化上的设计与实现[D]. 石玉娟.安徽大学 2019
[7]大棚膜下滴灌水肥耦合对葡萄生长发育、产量和品质的影响[D]. 王程翰.吉林农业大学 2016
[8]水氮耦合对日光温室黄瓜生理特性及水氮利用效率的影响[D]. 刘学娜.山东农业大学 2016
[9]渭北旱塬苹果及葡萄水肥一体化技术研究[D]. 章伟.西北农林科技大学 2016
[10]基于物联网的农业温室智能管理系统的设计与实现[D]. 卢冠男.吉林大学 2015
本文编号：3621023
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
基于物联网水肥控制系统的设施葡萄灌溉施肥模式研究14信息的同时，对灌水量做出智能决策和自动化控制。中央灌溉控制器具有无线通讯功能，能够与无线采集控制节点通讯，实现无线的数据采集和灌溉控制，同时中央灌溉控制器具有网络通讯功能，实现与灌溉服务器的数据交互，上传监测数据的同时解析并执行来自服务的控制指令。远程灌溉监测APP通过数据共享接口与灌溉服务器通讯，为用户提供移动端的远程灌溉监测和控制。温室智能灌溉决策控制系统的结构如图2-2所示。图2-2自动水肥一体化控制系统的结构示意图Fig.2-2Structurediagramofautomaticwaterandfertilizerintegratedcontrolsystem2.2物理层自动水肥一体化控制系统的物理层主要是实时探测作物的生长环境信息，在获取信息的基础上实现在线灌溉控制。物理层在收集相关信息后，及时向网络层传递。物理层是农业物联网的核心，是信息采集、远程监控的重要部分。本文所使用的信息感知器是采用基于Lora技术设计传感器EP200为基础距离温室地面2m高的微型气象站，用以采集温室环境信息（包括空气温湿度、太阳有效辐射等）。空气温湿度传感器和光强度传感器的简图和技术参数如下所示。采集空气温湿度，太阳有效辐射信息的传感器
自动水肥一体化控制系统15（a）空气温湿度传感器（b）光强度传感器图2-3传感器简图Fig.2-3Sensorschematic将传感器进行组装后形成的微型气象站EP200传感器实物图如下：图2-4微型气象站EP200传感器Fig.2-4EP200sensorsformicroweatherstationsEP-100无线阀门控制器与EP-300无线基站是一套简单、实用、易扩展的无线灌溉控制设备。解决了灌溉自动控制系统中布线复杂、施工困难的问题，实现了无布线的灌溉控制系统的目标。图2-5EP100无线阀门控制器和EP-300无线基站实物图Fig.2-5EP100physicaldiagramofwirelessvalvecontrollerandEP-300wirelessbasestation为了精确的控制灌溉量，在支管带的首段分别安装了支持485通讯的高精度水表，无线采集节点通过485读取水表的实时读数并上传到中央灌溉控制器，作为灌溉停止的条件。采用uCOS-II实时操作系统以多任务并行的方式实现灌溉控制器的主要功能。灌溉控制的硬件采用ARMM3内核STM32F103作为中央处理，存储单元采用EEPROM和FLASH
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国化肥减量增效的驱动因素探究[J]. 付浩然,李婷玉,曹寒冰,张卫峰. 植物营养与肥料学报. 2020(03)
[2]我国多类型水肥一体化技术进展[J]. 赵明,李从锋,钟大森,张昭. 作物杂志. 2020(01)
[3]浅埋滴灌水肥耦合对辽西半干旱区春玉米产量的影响[J]. 王士杰,尹光华,李忠,谷健,马宁宁,冯浩原,刘泳圻. 应用生态学报. 2020(01)
[4]水肥耦合对南皮小麦生长·产量及水分利用效率的影响[J]. 杨依凡,涂攀峰,张满义,尹功超,胡义熬,姬静华,邓兰生,张承林,程凤娴. 安徽农业科学. 2019(21)
[5]水肥耦合对设施蔬菜生产影响的研究进展[J]. 杨阳,刘云,宋炳彦,梁玉芹. 河北农业科学. 2019(05)
[6]水肥耦合下温室番茄养分动态变化及与生物量和产量的关系[J]. 王虎兵,曹红霞,郝舒雪,潘小燕. 干旱地区农业研究. 2019(05)
[7]水肥耦合对极端干旱区滴灌葡萄耗水规律及作物系数影响[J]. 侯裕生,王振华,李文昊,窦允清,张继峯,温越. 水土保持学报. 2019(02)
[8]果树水肥一体化高效利用技术研究进展[J]. 刘思汝,石伟琦,马海洋,王国安,陈清,徐明岗. 果树学报. 2019(03)
[9]滴灌条件下水肥耦合对酿酒葡萄生长发育及果实品质的影响[J]. 史星雲,李强,张军,金娜,王鑫,王多文,牟德生,徐珊珊. 西北农业学报. 2019(02)
[10]不同肥水耦合对黄瓜产量品质及肥料偏生产力的影响[J]. 蒋静静,屈锋,苏春杰,杨剑锋,余剑,胡晓辉. 中国农业科学. 2019(01)
博士论文
[1]西北旱区春玉米滴灌施肥水肥耦合效应研究[D]. 邹海洋.西北农林科技大学 2019
[2]温室精准灌溉施肥系统关键技术研究[D]. 刘永华.南京农业大学 2015
[3]苹果幼树水肥耦合效应及高效利用机制研究[D]. 周罕觅.西北农林科技大学 2015
[4]中国化肥产业政策对粮食生产的影响研究[D]. 李宇轩.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]水肥耦合对吐哈盆地滴灌葡萄生理生长及产量品质影响效应研究[D]. 侯裕生.石河子大学 2019
[2]水肥一体化模式对马铃薯生理、产量及水肥利用的影响[D]. 刘坤雨.内蒙古农业大学 2019
[3]水分亏缺和施氮对河西地区春小麦生长和水氮利用的影响[D]. 闻磊.西北农林科技大学 2019
[4]陕北风沙区设施葡萄水肥一体化灌水施肥制度与品质调控研究[D]. 张兴国.西北农林科技大学 2019
[5]基于物联网的水肥一体化智能灌溉系统研究[D]. 吕途.华北水利水电大学 2019
[6]自动施肥灌溉系统在小麦水肥一体化上的设计与实现[D]. 石玉娟.安徽大学 2019
[7]大棚膜下滴灌水肥耦合对葡萄生长发育、产量和品质的影响[D]. 王程翰.吉林农业大学 2016
[8]水氮耦合对日光温室黄瓜生理特性及水氮利用效率的影响[D]. 刘学娜.山东农业大学 2016
[9]渭北旱塬苹果及葡萄水肥一体化技术研究[D]. 章伟.西北农林科技大学 2016
[10]基于物联网的农业温室智能管理系统的设计与实现[D]. 卢冠男.吉林大学 2015
本文编号：3621023
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/3621023.html
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