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基于無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測與智控灌溉系統(tǒng)設(shè)計研究

文檔作者：丁筱玲，楊翠翠，吳玉紅，李培建，劉豐愷，趙立新文檔來源：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2023年03月19日
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文章編號：１００７‐ ４９２９ （２０１５）０７‐００８６‐０４
基于無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測與智控灌溉系統(tǒng)設(shè)計研究
丁筱玲，楊翠翠，吳玉紅，李培建，劉豐愷，趙立新
（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院山東省園藝機(jī)械與裝備重點(diǎn)實驗室，山東泰安２７１０１８）
　　摘　要：結(jié)合建設(shè)現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)與節(jié)水型社會的需求，設(shè)計一種基于GPRS 和LabView 的遠(yuǎn)程智控灌溉系統(tǒng)。
利用單片機(jī)K６０ 做下位機(jī)，采集溫濕度等多種環(huán)境參數(shù)，GPRS 做數(shù)據(jù)傳輸中介，通過Internet 網(wǎng)絡(luò)，將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸
到上位機(jī)。該系統(tǒng)通過引入模糊控制，實現(xiàn)了智能節(jié)水灌溉，為更深入地研究農(nóng)作物生長起到重要作用。仿真試驗結(jié)
果表明，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，上位機(jī)界面友好，能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計目的和要求。
　　關(guān)鍵詞：GPRS ；LabView ；節(jié)水灌溉；數(shù)據(jù)采集；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；模糊控制
　　中圖分類號：S２７５ ．６ 　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
Environmental Monitoring and Intelligent Irrigation System Based on Wireless Network
DING Xiao-ling ，YANG Cui-cui ，WU Yu-hong ，LI Pei-jian ，LIU Feng-kai ，ZHAO Li-xin
（Mechanical &amp;amp; Electronic Engineering College ，Shandong Agricultural University ，
Shandong Provincial Key Laboratory of Horticultural Machineries and Equipments ，Tai＇an ２７１０１８ ，Shandong Province ，China）
Abstract ：Combining with the requirements of modern precision agriculture and water-saving society construction ，this paper designs
a remote irrigation system based on GPRS and LabView ．The k６０ is used as lower moniter to get the parameters of temperature ，humidity
and other environmental parameters ．Then the lower moniter sends data by the transmission medium of GPRS to the host
computer through the internet network ．At the same time ，the intelligent water-saving irrigation is realized by introducing the fuzzy
control system ．It plays an important role in further studying on the wheat growth ．The test results show that the system is simple ，
predictable and reliable ．The interface is friendly ．It is able to meet the system requirements with high practicability ．
Key words ：GPRS ；LabView ；water saving irrigation ；data acquisition ；wireless sensor networks ；fuzzy control
收稿日期：２０１５‐０２‐１０
基金項目：“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃專項子課題（２０１１BAD３２B０２-０５-２） ；國家公益性行業(yè)（氣象）科研專項子課題（GYHY２０１１０６０２４-２-２） 。
作者簡介：丁筱玲（１９６５-） ，女，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事模式識別與智能控制、自動化儀器儀表與裝置和農(nóng)業(yè)電氣化與自動化等方面的教
學(xué)科研工作。E-mail ：xlding１０３＠ １６３ ．com 。
通訊作者：趙立新（１９６４-） ，男，碩士，碩士生導(dǎo)師，從事機(jī)電裝備智能設(shè)計、機(jī)電一體化技術(shù)及傳感器技術(shù)等教學(xué)研究。E-mail ：yuanshuozh＠
１６３ ．com 。
　　節(jié)水灌溉對于保障中國經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會持續(xù)發(fā)展有著重
大意義，是實現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)建設(shè)的戰(zhàn)略措施。２０ 世紀(jì)８０ 年代開
始，以色列、美國等發(fā)達(dá)國家，在土壤墑情預(yù)報、作物生長環(huán)境
監(jiān)測中已經(jīng)成功運(yùn)用了遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等［１ － ３］ 。在我
國，精確灌溉技術(shù)起步較晚，一般用定時灌溉的方式，無論土壤
是否需水都會按時間予以灌溉，水資源利用率較低且浪費(fèi)嚴(yán)
重，雖然大水粗放的現(xiàn)象基本得到控制，但能實際投入應(yīng)用的
控制灌溉器比較少見，因此農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)還需要進(jìn)一步提
高［４ － ７］ 。該項目旨在通過傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、虛擬儀器
技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，將環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制引入無線網(wǎng)絡(luò)［８ ，９］ ，實
現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、實時采集、顯示及存儲。系統(tǒng)可根據(jù)土壤
含水量的變化及不同時期作物的需求，采用手動控制電磁閥和
自動控制電磁閥兩種模式來自行切換，實現(xiàn)智能監(jiān)控灌溉。數(shù)
據(jù)曲線可以方便地看出參數(shù)的變化，信息采集量大，能滿足大
范圍滴灌的精確控制需求［１０ － １３］ 。系統(tǒng)加入模糊控制，有效地
減少浪費(fèi)，增強(qiáng)控制系統(tǒng)的適應(yīng)能力，實現(xiàn)一定智能水平。
1 　總體方案
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為下位機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模
塊、上位機(jī)監(jiān)控軟件模塊等３ 部分，如圖１ 所示。在監(jiān)控點(diǎn)設(shè)
置傳感器，實地測量當(dāng)前的流量數(shù)據(jù)，將其通過GPRS DTU 遠(yuǎn)
程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以便上位機(jī)進(jìn)行實時監(jiān)控，并以數(shù)據(jù)庫方
８６ 節(jié)水灌溉 ? ２０１５ 年第 ７ 期

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