基于STM32的连栋温室精准灌溉控制系统

以STM32F103芯片为控制核心,选用FDR型土壤水分传感器测定作物当前生长期的土壤水分含量,结合当前作物所需要的土壤含水量,实时计算出差值,给出当前作物所需要的灌溉量,通过PC机给出灌溉命令,控制恒压变频柜的运行和灌溉电磁阀的开关。同时控制器能将变频器和各个电磁阀的运行状态、当前灌溉量和实时的土壤含水量传输给PC机。该系统不仅能精确的自动控制灌溉,而且可以根据种植者的要求提供灌溉。该系统能实现多个温室的精准灌溉自动控制,具有结构简单、成本低和可靠性高,对于实现节水灌溉和发展高效农业具有指导意义。     

华北地区农业合理灌溉与节水措施对策研究

从数理经济学观点出发,研究了以资源边际产量为条件的经济用水定额,提出了华北地区不同水文年的各种作物经济用水定额.根据所研究的经济用水定额,针对华北地区农业灌溉用水现状,分析了华北地区农业灌溉用水节水潜力,提出了实现农业优化灌溉与进一步节水的对策.     

华北地区农业合理灌溉与节水措施对策研究

从数理经济学观点出发，研究了以资源边际产量为条件的经济用水定额，提出了华北地区不同水年的各种作物经济用水定额。根据所研究的经济用水定额，针对华北地区农业灌溉用水现状，分析了华北地区农业灌溉用水节水潜力，提出了实现农业优化灌溉与进一步节水的对策。     

建立健全评价监督体系推动节水灌溉持续发展

分析了节水灌溉发展中存在问题的成因。提出了应继续加强扶持力度;建立健全决策与评价、技术监督服务与保障体系;规划要尊重科学,遵循因地制宜原则;要科学设计,科学施工;企业要加大研发力度,积极与科研院所和高校联合,研发出更多适合国情的好产品、好设备等解决问题的途径。介绍了对解决问题可能有所帮助的一项宏观研究成果——“农业高效用水科技产业示范工程项目”中“农业高效用水技术服务支撑体系建设”专题的主要研究成果,并建议推广应用。     

基于改进的D-S证据理论的智慧灌溉决策分析

本文提出了一种基于改进的D-S证据理论的智慧灌溉决策方法.对土壤湿度、气孔导度以及作物水分胁迫指数(CWSI)三个决策因子,通过三角形隶属度函数为作物的灌溉状态分配基本概率,利用D-S证据理论对灌溉时机进行综合决策.当灌溉决策因子的基本概率出现冲突时,利用改进的D-S证据理论,通过证据间距离的方法来替换因子中冲突部分....     

建立健全评价监督体系推动节水灌溉持续发展

分析了节水灌溉发展中存在问题的成因.提出了应继续加强扶持力度;建立健全决策与评价、技术监督服务与保障体系;规划要尊重科学,遵循因地制宜原则;要科学设计,科学施工;企业要加大研发力度,积极与科研院所和高校联合,研发出更多适合国情的好产品、好设备等解决问题的途径.介绍了对解决问题可能有所帮助的一项宏观研究成果--“农业高效用水科技产业示范工程项目“中“农业高效用水技术服务支撑体系建设“专题的主要研究成果,并建议推广应用.     

河西灌区青贮玉米智能节水灌溉系统设计

针对河西地区青贮玉米灌溉系统依据农户经验判断灌溉时间和量,自动化程度低,导致不能精准灌溉和水资源浪费的问题。设计了一种基于作物生长模拟模型的智能节水灌溉系统,利用作物生长模拟模型可逐日动态预测土壤含水量变化对玉米产量影响的优势,嵌入式设计智能节水灌溉决策系统,实现玉米的智能化精准灌溉。该系统能对河西地区青贮玉米智能化生产的知识决策关键环节提供技术支持。     

作物根区局部控水无压地下灌溉技术大田试验研究

通过大田试验,分析了作物根区局部控水无压地下灌溉条件下不同孔径孔口出水规律和根区局部湿润状况.试验表明:无压灌溉的灌溉水量主要集中在出水孔周围20cm范围内,不同的孔口压力能够改变孔口出水量和0～30cm土壤储水量,从而实现对作物的限水灌溉;-4cm和-2cm供水水平相比,番茄的耗水量降低了24%,产量减少了35%,水分利用率降低了19%,说明-4cm水平的产量已经明显受到了土壤水分的限制.     

基于声发射农业智能灌溉系统

基于声发射技术判断农作物水分亏缺程度,综合生长需求及其他多种因素确定农作物是否需要灌溉及灌溉量,利用物联网技术,设计了智能农业灌溉系统。该系统可以随时精确获取作物环境因素、需水信息,并对不同种类农作物不同生长时期实现智能灌溉;具有稳定性好、可靠性高、成本低廉、扩展灵活、开放实用等优点。该研究为自动化农业节水高效生产做出了探索。     

基于需水模型的精细灌溉控制系统软件设计

针对农业生产过程中的水资源浪费问题,为提高用水效率,设计实现温室精细灌溉控制系统.以温室黄瓜为研究对象,分析其在不同生长阶段、不同气象状况下的需水模型,确立灌溉控制策略,现场控制器采集气象信息(包括空气温湿度,土壤温湿度,管网水流量等)并通过RS-485网络发送控制命令,以空气湿度、空气温度等作为输入量,作物的需灌溉水量作为输出量,实现对温室作物的实时精准灌溉.实验结果表明,该系统控制精细度高、通信稳定可靠,适于在中小型温室灌区推广.     

水联网全渠道控制系统设计及应用

为提高灌区水资源利用的效率和效益,实现水联网数字治水,基于水联网理论和技术体系,结合宁夏水利建设要求,调研宁夏秦汉渠管理处农场渠的渠道及设备特征和管理状况,设计、开发应用于自流灌区的水联网全渠道控制系统。系统由业务层、算法层、接口层和设备层构成,业务层包含调度控制、监控分析2条业务主线,主要实现需水计划管理、全渠道智能控制、渠道及闸门运行情况监控等功能。系统在农场渠灌溉生产中投入应用,2022年春灌完整1轮供水的运行应用表明：系统在需水计划调度、闸控指令执行、需水口目标达成耗时、流量偏差方面,通过稳定可靠性、高效便捷性验证,可保证取水口高效充分供水,帮助灌区优化水资源配送过程,实现精准灌溉,降低管理成本。     

基于树莓派和云平台的智能灌溉系统

针对目前农业灌溉用水浪费的情况,提出了一种以树莓派为主控器件、云平台为监控的智能灌溉系统.本文以农作物为灌溉对象,分析了模糊控制算法、树莓派4B、传感技术、HTTP协议、MySQL数据库和OneNET云平台等技术的特点,设计了一种能够根据环境状况自动灌溉的智能灌溉系统.系统的硬件部分能完成空气温湿度、土壤湿度的采集.软...     

一体化综合管控技术在茨淮新河灌区的建设研究

针对茨淮新河灌区信息化涉及多个专业、监控类型及对象多等问题,设计具有多元物联测控和低功耗的一体化综合管控硬件平台,研制智能装置与产品,实现灌区水情、闸泵站等多业务的综合监控,并建立集全面感知、精准配水、协同管控于一体的灌区一体化综合管控软件平台.在茨淮新河灌区通过一体化综合管控硬件和软件平台的应用,构建一个以灌区工程核...     

Development of an interval-valued fuzzy linear-programming method based on infinite α-cuts for water resources management

An interval-valued fuzzy linear-programming (IVFL) method based on infinite α-cuts is developed for water resources management in this study. The introduction of interval parameters and interval-valued fuzzy parameters into the objective function and constraints makes it possible for dealing with individual uncertainty and dual uncertainties existing in many real-world cases. A two-step infinite α-cuts (TSI) solution method is communicated to the solution process to discretize infinite α-cuts to interval-valued fuzzy membership functions. Application to an agricultural irrigation problem indicates that interval-valued fuzzy sets can represent dual uncertainties in modeling parameters, and the solution method is able to generate decisions with enhanced reliability. It is also indicated that the objective (i.e. system net benefit) can be increased with the growth of violation risk, in association with a set of different allocation schemes. As the key segment of interval-valued fuzzy membership functions that could significantly affect system performance can be identified through the analysis of decision alternatives under different risk levels of constraint violation, the IVFL method provides decision makers flexibility in selecting an appropriate decision scheme according to their preference and practical conditions.     

灌区计量率定物理试验研究方法探析及应用

目前灌区渠道计量方式多采用水位-流量法,部分渠道受制于渠道结构复杂多变及率定条件不理想等,难以准确测定水位-流量关系。针对实践中大量灌区结构条件较好但率定条件不理想的渠道,探索采用单一物理模型试验研究的方法,实现对多渠道水位-流量关系的精确率定。构建包含矩形、梯形及复式断面的规则渠道单一物理模型,采用动态比尺方式实现水位-流量关系模型到原体的还原;通过现场可测的少量水位流量数据对物理模型进行率定,然后由全工况物理模型试验,确定多组外包的水位流量,通过相关分析实现对水位-流量关系的插补外延。经实际验证,由该方法及现场监测水位推算的流量与实际值平均相差不超过5%,可为规则渠道的水位-流量关系率定提供借鉴和参考。     

Classical and fuzzy-genetic autopilot design for unmanned aerial vehicles

In this paper, an efficient strategy is proposed to design the altitude hold mode autopilot for a UAV which is non-minimum phase, and its model includes both parametric uncertainties and unmodeled nonlinear dynamics. This work has been motivated by the challenge of developing and implementing an autopilot that is robust with respect to these uncertainties. By combination of classic controller as the principal section of the autopilot and the fuzzy logic controller to increase the robustness in a single loop scheme, it is tried to exploit both methods advantages. The multi-objective genetic algorithm is used to mechanize the optimal determination of fuzzy logic controller parameters based on an efficient cost function that comprises undershoot, overshoot, rise time, settling time, steady state error and stability. Simulation results show that the proposed strategy performances are desirable in terms of the time response characteristics for both phugoid mode and short period mode, the robustness, and the adaptation of itself with respect to the large commands.     

Irrigation control based on model predictive control (MPC): Formulation of theory and validation using weather forecast data and AQUACROP model

This research proposes A THEORETICAL FRAMEWORK based on model predictive control (MPC) for irrigation control to minimize both root zone soil moisture deficit (RZSMD) and irrigation amount under a limited water supply. We (i) investigate means to incorporate direct measurements to MPC (ii) introduce two Robust MPC techniques – Certainty Equivalence control (CE) and Disturbance Affine Feedback Control (DA) – to mitigate the uncertainty of weather forecasts, and (iii) provide conditions to obtain two important theoretical aspects of MPC – feasibility and stability – in the context of irrigation control. Our results show that system identification enables automation while incorporating direct measurements. Both DA and CE minimize RZSMD and irrigation amount under uncertain weather forecasts and always maintain soil moisture above wilting point subject to water availability. The theoretical results are compared against the model AQUACROP, weather data and forecasts from Shepparton, Australia. We also discuss the performance of Robust MPC under different water availability, soil, crop conditions. In general, MPC shows to be a promising tool for irrigation control.     

一种广义模糊神经网络的参数解耦学习算法

对于强非线性系统采用分段建模十分有效,广义模糊神经网络能实现这种思想。在此基础上,给出一种模糊规则前、后件参数可分别进行学习的算法,仿真结果表明该方法拟合能力强、学习效率高。