设施农业水肥一体化精准控制技术研究

摘要

随着我国科学技术的提高，我国现代化农业飞速成长，设施农业已经成为我国农业的首要生产方式。设施农业解决了传统农业中土地利用率低、生产周期长、技术含量低、作业环境差等缺点。但是水资源匮乏和肥料利用率低等问题困扰着我国现代化农业的发展，为了解决以上问题，引进了水肥一体化控制技术。但是随着我国农业科技化程度的提高，最初采用的简易粗放的水肥配比灌溉方式已经不能满足当前农业的生产需求，精准化成为了现代农业发展的核心，因此将现有的水肥一体化控制技术提升为水肥一体化精准控制技术是刻不容缓的。
　　本文研究以作者的校外导师所在公司研发的水肥一体化控制系统为基础，以该公司水肥一体化控制技术从普通控制技术到精准控制技术的发展为引线，主要以作者参与研发的最新一代的水肥一体化精准控制系统为研究对象，对水肥一体化精准控制技术进行研究。
　　本文的主要研究内容如下:
　　(1)介绍了本文的研究背景、目的和意义，并对国内外水肥一体化技术与系统的发展现状进行分析。以设施农业为研究对象，以农作物种植知识和农业信息化技术为基础，以水肥一体化精准控制技术为支撑，研发出一套水肥一体化精准控制系统。
　　(2)分析了系统的总体架构及工作流程。该系统的组成部分分为数据采集模块、农作物专家管理模块和农作物水肥一体化施肥灌溉控制模块，并对数据采集模块和农作物专家管理模块进行了简单介绍。
　　(3)详细介绍了农作物水肥一体化施肥灌溉控制模块的设计和研发。该模块由计算机控制中心和施肥灌溉系统组成，计算机控制中心由PLC设备、触摸屏设备和控制模块芯片相结合组成，施肥灌溉系统由施肥设备和灌溉设备组成。对构成该模块的软件开发和硬件选取进行了详细的分析研究，并介绍了该模块与数据采集模块、农作物专家管理模块之间的关系。
　　(4)最后介绍了系统的实现和应用。通过对设施农业水肥一体化精准控制技术的研究，因地制宜地设计了一套可实现精准灌溉与施肥的自动水肥一体化控制系统，并在全国多个地方进行了落地使用，不仅节水省肥，而且提高了农作物的产量和质量，与此同时减少了人员的投入，对环境的保护也起到了一定作用。

目录

声明

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究的内容

1．4 研究的技术路线

1．5 本文的组织

2 水肥一体化精准控制系统的设计

2．1 水肥一体化精准控制技术

2．2 水肥一体化精准控制系统的整体设计

2．2．1 设计原则

2．2．2 设计原理

2．3 数据采集模块

2．4 专家管理模块

2．5 本章小结

3 施肥灌溉控制模块的设计

3．1 施肥灌溉控制模块设计原理

3．2 计算机控制中心

3．2．1 用户显示层

3．2．2 业务逻辑层

3．2．3 数据库层

3．2．4 计算机控制中心硬件

3．3 施肥灌溉系统

3．3．1 施肥模块

3．3．2 灌溉模块

3．4 本章小结

4．1 系统的实现

4．1．1 系统平台的实现

4．1．2 系统硬件的搭建

4．2 应用实例

4．3 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

研究生期间发表的论文

作者简介

致谢