摘要：为了实现滴灌系统中灌溉与施肥的精确控制和同步进行,应用单片机控制与变频调节技术设计、开发了高精度的灌溉施肥自动控制系统,并通过硬件和软件的优化组合,进行了灌溉施肥自动控制系统的自主设计和制造.根据不同作物的不同需要,对灌溉液的电导率和酸碱度进行精确控制和实时调节,利用单片机技术开发了自动施肥控制系统,降低了系统成本.该系统采用模块化设计,其结构紧凑,使用简单,有利于推广使用.

摘要：为提高大田施肥精度和水肥利用效率,进一步促进灌溉施肥技术在大田中的应用,设计了大田移动式精量配肥灌溉施肥一体机并进行样机试验。首先,对一体机的移动式行走架、精量配肥装置和首部枢纽装置进行机械设计。其次,基于作物不同生长期所需水肥量,结合实时测定土壤墒情信息,设计3段式全自动灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态计算方法;建立母液浓度动态调控数学模型,针对不同类型颗粒肥溶解时间差异问题,设计一种含Smith预估器的PID切换控制方法快速稳定母液浓度,并通过Simulink对控制方法进行仿真验证;在此基础上,设计并实现一体机的中央控制系统,集成灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态调控方法,实现全自动灌溉施肥功能和母液浓度精准调控;最后,在大田环境中对试制样机开展灌溉施肥试验,测定注肥口电导率(EC)响应曲线并进行分析,结果表明:EC响应曲线呈3段式变化,表明一体机能够按设计的时间分配模型对大田作物进行全自动作业;施肥阶段EC值平稳,误差波动幅度小,过渡时间短、坡度陡、超调量小,表明针对不同类型的颗粒肥,提出的切换控制方法可以快速稳定母液浓度。

摘要：针对作物灌溉施肥不均匀,存在多施少施,肥料浓度过高等现象严重,该文设计了一种能实现自动灌溉、施肥、配方、混肥为一体的球混式水肥灌溉系统。该文详细描述了灌溉施肥系统的装置结构、自动控制系统、上位机软件设计,研究了配肥子系统特点和控制算法。根据不同作物的不同需要,对营养液的EC值(电导率间接反映营养液的浓度)和p H值(酸碱度)进行精确控制和实时调节,并利用嵌入式技术、变频技术、自动控制技术以及计算机信息技术开发灌溉施肥自动控制系统,实现灌区的自动灌溉施肥。试验证明,该系统EC、p H值调节品质好,性能稳定可靠,组装简便,操作人性化,实用性强,有利于推广使用。该研究为精准灌溉施肥系统的进一步研究提供了参考。

摘要：随着自动化技术在农业生产应用中的不断深入,自动灌溉施肥技术在农业灌溉中的应用越来越广泛,但在实际使用过程中,由于无法准确获取农田含水量和肥料含量,容易造成水资源的浪费及农田肥料匮乏或过饱和,影响农业生产。为此,设计了基于PLC的自动灌溉施肥监控系统,对自动灌溉施肥系统的工作原理进行简要分析,完成了自动灌溉施肥监控系统总体结构的设计,并通过硬件设计,确定了合理可靠的功能模块,最后完成了自动灌溉施肥监控系统的软件流程设计。实际应用表明:监控系统能够实时检测农田的含水量和含肥量,并根据需求供给水分和肥料,确保农田作物能够时刻保持充足的水分和足够的营养,且可在农田缺水状态或农作物缺肥状态下进行报警。该监控系统功能齐全、控制精度高,在较大程度上节约了水资源和农业生产成本,提高了自动灌溉施肥效率,具有一定的推广价值。

摘要：采用二次通用旋转组合设计 ,在辽西半干旱区褐土上进行了长期田间试验 ,研究不同的灌水、施氮、施磷和施秸秆水平对土壤钾含量的影响。结果表明 ,土壤全钾含量随着氮、磷和秸秆施用量的增加而增加 ,随着灌水量的增加而降低 ,其中 ,施磷对土壤全钾含量的增加效果最明显 ,其次是施秸秆量。土壤速效钾含量随着灌水和氮、磷施用量的增加而降低 ,随着秸秆施用量的增加而增加 ,其中 ,施秸秆对土壤的速效钾含量影响最明显 ,其次是施用磷肥的影响。另外 ,施肥和灌水在提高土壤全钾含量的同时可能使速效钾含量降低 ,两者的变化表现为一定的负相关。

摘要：中国的化肥使用率常年居世界首位,且农业用水利用率较低,依靠个人经验的方法不仅造成了肥料和水资源的浪费,而且使当地生态环境也受到污染。由于管路运输等原因,节水灌溉施肥系统具有模型的时变性、非线性与时滞性的特点,普通控制器很难对节水灌溉施肥系统的流量进行精准控制。针对上述问题,设计了一种基于BP神经网络PID的控制器,以期实现节水灌溉施肥系统对液体肥流量的精准控制;同时,与传统PID控制器进行对比,用MatLab软件进行仿真分析,得到阶跃响应曲线。研究结果表明:基于BP神经网络PID的控制器具有优异的控制效果,可以满足节水灌溉施肥系统精准控制的实际要求。

摘要：设施农业灌溉施肥智能化能够对农作物生长所需的水肥实时程序控制,节水、节肥,还能解决精准度难于把握的难题,效益非常明显。然而,如果没有一个友好的人机界面,操作者不容易接受,将影响其效能的发挥和利用。作者研制了一套基于PLC和触摸屏控制的设施农业灌溉施肥智能化的软件,结合设施农业灌溉施肥要求的特点,主要介绍了作为人机界面的触摸屏部分的设计开发过程和功能。结果表明,人机界面合理友好的设计为充分发挥系统的功能提供了有力的工具。

摘要：介绍了一套能够按照作物生长所需施行灌溉施肥的智能控制系统。首先详细阐述了系统的总体组成,以组态王6.55和测控中心软件为开发平台,HORNER OCS为核心控制器,构建了农业灌溉施肥控制系统,通讯模块采用GPRS DTU,系统压力调节是通过变频器来完成的。其次介绍了系统的通信协议、端口映射、动态域名与花生壳软件等相关技术,完成了系统的软件开发、数据库设计和基于Internet的发布。系统测试结果表明:系统功能完善,运行稳定,满足了农业水肥管理的实际需求。

摘要：在水肥一体控制器中,PID控制算法易引起超调,产生振荡;Fuzzy-PID控制算法由于参数基于人为经验设定,控制欠细腻。针对上述问题,研究并设计了一种基于GA-Fuzzy-PID算法的控制器,以期实现施肥灌溉系统的精准控制。在不同目标EC设定值下,对PID算法、Fuzzy-PID算法和GA-Fuzzy-PID算法进行仿真对比。结果表明:基于GA-Fuzzy-PID的控制器具有优异的控制效果,更能满足施肥灌溉系统精准控制的要求。

摘要：【目的】传统果园灌溉施肥存在水肥利用率差、自动化程度低、劳动强度大等问题,研究设计一套智能精准灌溉施肥控制系统具有重要现实意义。【方法】结合果园果树在不同生长周期对水肥的需求,设计了一套智能精准灌溉施肥控制系统。该控制系统以PLC作为核心控制器,实时采集果园环境及土壤参数,通过PID控制算法自动调整水泵变频器运行频率、施肥电动阀开度,同时支持手动/自动控制调节、手机App监控、历史曲线查询等功能。此外,该系统还进行了多次定水、定肥、定时实验。【结果】该智能精准灌溉施肥控制系统利用可编程控制技术、传感器技术、通信技术及PID控制技术等,实现了果园的精准灌溉施肥,节水效率达81%、肥料利用率达90.1%。【结论】该系统稳定性好、施肥精度高、响应速度快,具有较强的应用价值,有助于提高农业灌溉效益、优化果树生长环境、节约资源成本及保护生态环境,可促进农业灌溉与环境的和谐发展。