目前在我國,農(nóng)業(yè)灌溉用水比重非常大,但用水效率卻不高。有些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域過量灌溉導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、損害土壤養(yǎng)分,有些地方則嚴(yán)重缺水使得作物無法正常生長。我國安徽黃山地區(qū)特產(chǎn)猴魁茶葉,當(dāng)?shù)胤N植大量茶樹,區(qū)域內(nèi)降水量充足,但灌溉的效率仍然并不高,茶園種植管理仍有待改進(jìn)。本文的實驗選用噴灌和滴灌結(jié)合的灌溉方式,能適應(yīng)各種復(fù)雜地形,很適合茶樹的種植灌溉。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化發(fā)展也成為必然趨勢。本文依托安徽黃山猴魁茶園實驗基地,將無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于茶園實時信息的采集,設(shè)計基于模糊控制的智能灌溉決策控制器,開發(fā)了茶園微滴灌監(jiān)控系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)了茶園環(huán)境信息和茶樹生長信息的實時監(jiān)控,基本實現(xiàn)了茶園的智能化管理,為當(dāng)?shù)夭璁a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐。茶園微滴灌監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合了無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模糊控制技術(shù),依據(jù)茶學(xué)專家系統(tǒng)的支持,開發(fā)了遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺,實現(xiàn)了實時遠(yuǎn)程監(jiān)控茶樹的智能灌溉和茶園的信息化管理。論文的主要研究內(nèi)容包括三方面:(1)茶園環(huán)境信息采集。該部分主要設(shè)計了茶園多傳感器的分布網(wǎng)絡(luò)和采集信息的實時遠(yuǎn)程傳輸。根據(jù)茶學(xué)專家系統(tǒng)分析茶樹的生長環(huán)境,結(jié)合茶樹生長相關(guān)的關(guān)鍵因素,布置相應(yīng)的多點及不同深度的傳感器對茶樹生長信息包括土壤信息和氣象信息進(jìn)行采集,利用中央控制器編寫采集程序,使用GPRS遠(yuǎn)程傳輸模塊對采集到的信息進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸,最終由系統(tǒng)監(jiān)控平臺實時顯示。(2)茶園灌溉模糊控制器的設(shè)計。模糊控制是智能控制技術(shù)的一種,以茶學(xué)專家知識作為決策的依據(jù)之一,用模糊推理的方法制定智能灌溉決策規(guī)則,實現(xiàn)茶園的智能灌溉。模糊控制器的設(shè)計主要包括輸入和輸出變量的選取、變量的模糊化處理、隸屬函數(shù)的選擇、解模糊化處理,最終獲得精確的控制規(guī)則。(3)茶園微滴灌監(jiān)控系統(tǒng)平臺的開發(fā)。系統(tǒng)平臺開發(fā)的目的是為采集信息的實時顯示提供支持,后臺服務(wù)器應(yīng)用MySQL作為接收和存儲信息的數(shù)據(jù)庫,根據(jù)茶園生產(chǎn)、管理的關(guān)鍵信息設(shè)計前端展示內(nèi)容,并用直觀的曲線圖顯示各項信息的實時數(shù)據(jù)和歷史變化趨勢,為灌溉模糊控制器的優(yōu)化和茶園的科學(xué)管理提供信息化支持。
【學(xué)位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S571.1;S274.2
【部分圖文】：

山太平猴魁茶園，茶園位于黃山北麓，常年長需求。實驗基地占地約 1 畝，已配備了基本了基礎(chǔ)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)部分主要是采集茶園的傳感器、中央控制器、GPRS 傳輸模塊。多組器節(jié)點。將多傳感器布于茶樹種植區(qū)，分別采集度、土壤 pH 值，及茶樹生長環(huán)境的光照強度在植物根系附近布置灌溉管道帶對茶樹進(jìn)行灌現(xiàn)滴灌和噴灌的灌溉設(shè)備[44-45]。本文中央處理器制器，置于傳感網(wǎng)絡(luò)的中心位置，用于采集傳感息和氣象信息兩方面，經(jīng)由中央控制器中的 GP控平臺。監(jiān)控平臺通過模糊控制算法對采集到的，并對作物生長過程中的環(huán)境信息進(jìn)行實時監(jiān)長情況，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息共享。如圖 2-1 所。

溫濕度傳感器相同。正常工作環(huán)境為溫度-40~80℃，濕度：0~200RH。該傳感器的量范圍為 0~200,000 lx，并可自動轉(zhuǎn)換量程。該傳感器密封性能好、測量精準(zhǔn)性高、有較強的可靠性。茶園環(huán)境常年濕度較高，光照和雨水充足，故選用該型號傳感器適宜長期放置于室外，以保證參數(shù)采集的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。使用時，將傳感器固定中央處理器支架頂端，保證其不被異物遮擋，能準(zhǔn)確測量光照強度。（4）氣象信息。氣象信息測量選用陽光氣象科技有限公司 PC-4 自動氣象數(shù)據(jù)采集站設(shè)備，采集的信息參數(shù)主要包括空氣溫度、空氣濕度、降雨量等。該氣象站體積小、功耗低，用 RS485 數(shù)據(jù)傳輸方式，穩(wěn)定性較高，適宜室外使用，方便安裝。使用時將氣象站安裝于中央處理器旁 20 厘米處固定支架端，用于監(jiān)測茶園相關(guān)環(huán)境信息。2.3 信息采集和傳輸采集到的數(shù)據(jù)流向如圖 2-2 所示，土壤信息和氣象信息分別由傳感網(wǎng)絡(luò)采集后通過 GPRS 模塊無線傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。最終由系統(tǒng)監(jiān)控平臺遠(yuǎn)程顯示采集到的項環(huán)境信息數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的采集和傳輸。

圖 2- 4 數(shù)據(jù)雙向傳輸模擬實驗流程Fig.2-4 The experimental process of data bidirectional transmission實驗步驟如下：（1）布置傳感器。將各個傳感器置于有不同屬性的環(huán)境中，例如不同深度、濕度、溫度的土壤，不同深度、溫度的水中，不同光照強度的環(huán)境中，以確保傳感器可以在不同量程范圍內(nèi)正常工作。（2）控制器編寫采集、控制程序。多傳感器采集程序，選擇對多從站地址的輪詢訪問進(jìn)行參數(shù)采集，為測試傳感器的靈敏度，設(shè)置較短的采集時間間隔。（3）程序運行監(jiān)控。運行的結(jié)果可以通過計算機本地監(jiān)控和系統(tǒng)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控兩種方式顯示。本地監(jiān)控通過 RJ45 接口將控制器與計算機連接，設(shè)置 IP 地址為同一網(wǎng)段，即可上傳數(shù)據(jù)至計算機。遠(yuǎn)程監(jiān)控通過 GPRS 傳輸模塊傳輸至設(shè)置的服務(wù)器地址和相應(yīng)的端口，后臺接收后進(jìn)行解析、存儲，保存至數(shù)據(jù)庫，再由系統(tǒng)平臺顯示。（4）結(jié)果驗證。通過系統(tǒng)平臺遠(yuǎn)程發(fā)送操作指令給控制器，可以改變執(zhí)行器的啟、停狀態(tài)，再通過手動改變執(zhí)行器的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)變量的變化，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。采集信息的模擬量信息狀態(tài)和數(shù)字量信息狀態(tài)均可以通過計
【參考文獻(xiàn)】

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