基于無線傳感器網絡的精準農業(yè)灌溉技術畢業(yè)論文(文件)
【正文】 益，并將于 2010 年前得到廣泛普及。耕地下面的濕度傳感器可以傳輸有關土壤濕度的信息，通過直接接觸植物的根部，傳感器系統(tǒng)根據檢測植物的莖和果實的直徑來決定植物的灌溉間隔。國內現(xiàn)狀隨著我國經濟和科技的發(fā)展，節(jié)水供水系統(tǒng)發(fā)展得也很快，但大多停留在以單片機控制為核心技術基礎上，與國外發(fā)達國家有一定的差距。美國等發(fā)達國家農業(yè)集約化程度高，側重于研究在“3S” (GPS、GIS、RS)技術支持體系下的大尺度精準灌溉技術，而我國目前農業(yè)集約化水平仍較低，“3S”技術支持體系尚未廣泛建立，因此開展田間尺度精準灌溉技術的研究更為迫切和重要。三、整體方案設計精準灌溉從最早的水力控制、機械控制, 到后來的機械電子混合協(xié)調式控制,到當前廣泛應用的計算機控制、模糊控制、神經網絡控制和無線傳感網絡控制等,控制精度和智能化程度越來越高, 可靠性越來越好。一個完整的基于無線傳感器網絡的精準灌溉控制系統(tǒng)基本結構示意圖如圖1所示，其實施過程如下：首先傳感器采集田間土壤墑情（土壤濕度），然后將采集的數(shù)據傳送至基站，再由基站傳送給灌溉專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)在接收到土壤墑情信息后，結合天氣情況和灌溉知識庫，制定灌溉決策，并形成灌溉控制指令通過基站發(fā)送給灌溉控制執(zhí)行機構，實現(xiàn)適量灌溉。該方法可以大大降低輸水過程中的滲透和蒸發(fā)，但是種植區(qū)的滲漏仍不可避免。此外，該方式下鋪管長度較短，一般一，支管用量大，成本很高。噴灌，利用整套的水管以及水泵加壓或由水的自然落差將水輸送到灌溉區(qū)的方式。噴灌系統(tǒng)的主要組成包括：（1）首部和水源，這部分是灌溉供水的來源，一般選擇井泉、湖泊、河流然后用水泵抽水加壓，若是在城市溫室的情況下，可以利用城市供水系統(tǒng)這樣可以免去水泵部分。（3）噴頭，用于把水分散成水滴均勻的撒在種植區(qū)。根據測量原理，大致可分為以下幾種:l)重量法，通過測定土樣的重量變化來確定含水量，如烘干法、比重法:2)電測法，通過測定土壤中的電學特性，如電阻、電容、介電常數(shù)等，間接地測量土壤含水量。6)遙感法，利用遙感技術測定土壤含水量，如紅外遙感技術。在精細農業(yè)中，烘干法主要用于標定檢驗。綜合考慮成本及測量精度，采用自主開發(fā)FDR（頻域反射法）傳感器的方式，測量土壤水分，以降低系統(tǒng)成本，同時保證水分采集的精度。自主開發(fā)FDR（頻域反射法）傳感器，降低成本的同時，保證采集精度。無線傳感器網絡傳輸協(xié)議采用國際標準結合自主開發(fā)的方式，綜合考慮網絡結構、節(jié)點部署、數(shù)據傳輸、低功耗及可靠性等各種因素，既具有一定的通用性，又滿足精準灌溉的需求。TDR是目前測量土壤含水量的主要方法之一，可對土壤進行快速、連續(xù)、準確的測量，測量范圍廣(0~100%)、分辨率高，且不需要標定，適合田間快速測量的要求。烘干法是把土壤放在105℃地烘箱內烘烤8一10小時，土壤樣本恒重后，計算土壤樣本烘烤前后的重量差，結果用重量含水率表示。4)射線法，通過測量射線在土壤中的衰減情況測量土壤含水量，如中子散射法、X射線法、丫射線法等。整個噴灌裝置如圖2所示。它是由不同管徑的管道主要分為主干管、支管和毛細管通過相應的管道連接件和閥門連接而成。該方式也可以減少滲透但是一般適合于大面積均勻灌溉如苗圃、園林、草坪等。該灌溉法不需要溝渠流水也無需噴頭噴水僅需要在重力和毛細管的作用下進入土壤，使作物主要根區(qū)的土壤能一直保持最佳含水率。物根部。圖1 基本結構示意圖四、技術路線噴灌裝置灌溉方式對作物最終的灌溉效果起著至關重要的作用，不同的灌溉方式不僅水的利用率大不相同，對于作物的生長影響也有很大的差別。雖然,將無線傳感網絡應用于精準灌溉系統(tǒng)中的技術尚不多見，但近幾年來，隨著無線傳感網絡的持續(xù)深入研究，利用無線傳感網實施農田精準
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