摘要：新疆是全国最大的优质商品棉生产基地,而灌溉施肥在棉花生产中占据着极其重要的地位。为减少棉花实际生产中的水肥浪费,提高水肥利用效率,提出一种基于自适应理论以pH值为控制目标的控肥方法,设计了一套以PLC为控制器核心的水肥控制自适应系统。系统不仅具有灌溉、施肥、自清洗等基本功能,还可精准调控水肥混合比例和施肥量。研究为新疆棉花的种植提供了科学可行的水肥决策依据,也为用户提供了一套科学有效的灌溉施肥方案。

摘要：在现今新疆兵团农业生产中,已基本实现了滴灌系统的推广使用,但在滴灌系统中广泛使用的施肥罐,常常会出现肥料溶液浓度难以把握、时间不易控制的问题,国外先进的灌溉施肥设备在国内应用的生产效果并不理想,不适应我国的气候条件和种植生产环境,因此国内急需一种精确的水肥一体化自动控制系统,来解决这一弊端。针对这一现象,设计了一套基于模糊-PI复合控制的水肥EC值控制系统,结合模糊控制鲁棒性好和PI控制精度高的特点,通过控制母液罐电磁阀开启时长来调节水肥的EC值。用Matlab软件对模糊-PI复合控制下的系统进行了仿真,并依次对比了PI控制、模糊控制下的仿真,结果表明:相比于PI控制、模糊控制分别单独控制时,设计的模糊-PI复合控制下的系统的超调量和调节时间均明显缩短,动态性能更佳,可以用于滴灌棉田施肥系统的水肥EC值调控。

摘要：针对传统的棉田环境监测监测系统网络中传输距离短、功耗高、网络结构复杂、信号在传输过程中易受干扰等缺点,以Arduino开发板和NB-IoT无线传输技术为核心技术,设计了一种基于高度集成化、广覆盖、低功耗的棉田环境监测监测系统。系统以ATmega328P嵌入式芯片为主控制器,感知层通过终端节点采集温湿度及氮磷钾、电导率参数检测等环境数据,传输层使用移远通信的NB-IoT BC28模块将感知层数据输出到中国电信物联网云平台,应用层使用网页客户端和手机APP实时观看监测数据。测试结果表明:系统软硬件优化后,能够稳定运行,实时准确采集和上传相关数据,方便用户远程监测,为棉田环境监测系统监测提供了有力保障。

摘要：新疆棉田目前采取人工灌溉,且现有的棉田智慧灌溉系统存在传输距离短、功耗高、网络结构复杂和信号在传输过程中易受干扰等缺点。为此,设计了一款基于物联网的棉田智慧灌溉系统。该系统利用土壤墒情仪监测棉田的土壤信息,通过无线传输技术(LoRa)将采取的信息传输至上位机平台,通过对棉田不同时期灌溉模型的建立,根据实际情况进行科学有效的灌溉。系统硬件部分采用了E19-433M20SC模块,是基于SX1278为核心的无线通信模块,大大提高了系统的稳定性。该系统的研发减少了水资源的浪费,水资源的利用率提高至40%以上,棉田产量也得到了大幅提高。试验结果表明:系统的稳定性符合要求,数据传输精度高,一次通信失败率0.212%、二次通信失败率为0.054%。

摘要：新疆是全国最大的优质商品棉生产基地,但肥料施用方面仍主要依靠人工经验方式进行配施,每年不合理的施肥不仅造成了浪费,而且污染了土壤环境。新疆机采棉种植模式下自动施肥控制方面的研究还在探索阶段,目前尚没有成熟的系统。为此,设计了一套基于模糊-PID复合控制的水肥pH值控制系统,结合了PID控制稳态性能好和模糊控制动态性能好的优点,通过模糊控制与PID控制结合的方式来控制酸液罐电磁阀开启的时长,用以调节水肥的pH值。用MatLab软件对PID控制、模糊控制及模糊-PID复合控制下的系统进行了仿真对比,结果表明:模糊-PID复合控制阶跃响应追踪效果较好,相比于两个控制器单独控制时具有超调量更小、调节时间更短、稳定性更好的优势,可以实现水肥pH值的精确调控。