【摘要】：當(dāng)前我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展面積雖然居于全國首位,但是農(nóng)業(yè)產(chǎn)量卻遠遠低于農(nóng)業(yè)發(fā)達國家的平均水平。造成這一結(jié)果的原因是因為我國的灌溉施肥技術(shù)相對落后很多,缺乏相應(yīng)的科學(xué)化、信息化、統(tǒng)一化管理。隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展,智慧農(nóng)業(yè)將是農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。作物的需水量和需肥量控制必須依據(jù)科學(xué)的決策,而不是人為的經(jīng)驗去決定。本課題圍繞智慧農(nóng)業(yè)信息化管理技術(shù)和精準水肥配制技術(shù),主要進行了以下方面的研究:(1)分析國內(nèi)外水肥一體化智能配肥控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題,搭建了物聯(lián)網(wǎng)管理平臺,采用分層設(shè)計思想,將平臺分為4個層次:物理感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、信息決策層和應(yīng)用控制層。依據(jù)此平臺可解決智能配肥過程中的多維信息采集,智能決策、遠程控制指導(dǎo)灌溉施肥作業(yè)。(2)結(jié)合水溶性肥料市場的快速發(fā)展,研制了一種可以完成固體肥料配制的智能水肥一體機。采用模塊化的思想,設(shè)計研發(fā)了基于STM32微控制器的智能配肥控制系統(tǒng),并加入了灌溉施肥控制算法,實時閉環(huán)反饋,保證水肥溶液配制的精確性。采用觸摸屏技術(shù),設(shè)計了良好的人機交互界面,基于ModBus協(xié)議實現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)管理平臺的雙向通信。(3)利用嵌入式技術(shù),研制了一種自動反沖洗過濾器控制系統(tǒng),該系統(tǒng)基于STM32微控制器可實現(xiàn)自動反沖洗控制任務(wù),并可將過濾、反沖洗過程的關(guān)鍵信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)管理平臺,對關(guān)鍵信息進行綜合分析處理,遠程接收反沖洗指令,實現(xiàn)智慧節(jié)水。(4)針對智能配肥控制系統(tǒng)水肥濃度控制的非線性問題,設(shè)計了模糊控制器。運用模糊控制理論制定了配肥控制系統(tǒng)的變量論域和模糊控制規(guī)則,通過測試驗證了該模糊控制器的優(yōu)越性。通過以上研究工作,最終完成了智能配肥控制系統(tǒng)的開發(fā),通過實際測試證明了該系統(tǒng)可滿足實際控制要求。
【圖文】：

圖１－１肥滴美（Ｆｅｒｔｉｍｉｘ）逡逑

自主研發(fā)的灌溉施肥機，可將灌溉水和肥料充分混合，并且實時調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的Ｐ逡逑Ｈ值和ＥＣ值，，通過噴灌或滴管設(shè)備實現(xiàn)施肥［１３］。ＮｕｔｒｉＦｌｅｘ為其中的一個系列，逡逑如圖１－２所示，該水肥機通過電磁閥和文丘里施肥器將多種營養(yǎng)液吸入混合罐進逡逑行混合，其灌溉流量最大可達８０ｍ３／ｈ。逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S224.2;TP273

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本文編號：2687358