基于物联网数据的冬小麦精确灌溉决策系统研发

摘要

我国作为一个农业大国，灌溉是农业生产过程中的重要环节之一。精确灌溉则是满足作物生长过程中对灌水时间、灌溉水量、灌溉位置等的精确要求，可以最大限度地提高水的利用效率，并保护农业生产环境，实现农业水资源的可持续利用。
　　本文在对小麦精确灌溉相关问题展开了深入研究的基础上，开发了一个基于物联网数据的冬小麦精确灌溉决策系统。查阅相关文献，结合整理的与小麦生长发育相关的水分条件及多学科的理论与方法，建立小麦灌溉管理的规则决策模型与数学决策模型。首先查阅文献资料并对其进行提炼获得专家知识，利用收集到的专家知识经验构建了基于知识的规则决策模型；然后对彭曼公式和水量平衡原理的相关理论进行研究，结合田间试验和小麦生长不同生育期的需水规律，利用气象参数和土壤墒情信息构建了小麦灌溉的数学决策模型并对模型进行验证。
　　在对知识规则模型与数学决策模型进行了充分的研究之后，通过数据库技术、网络技术、物联网技术等，对小麦精确灌溉决策系统进行设计实现，实现了冬小麦灌溉管理的动态决策。系统具有以下几个功能：数据管理功能，主要负责对采集到的田间数据等相关信息的管理，具体包括气象数据管理、田地管理、灌溉管理等；基于知识的规则决策模型的实现，包含关于冬小麦灌溉的专家知识经验，通过编码实现推理决策；基于彭曼公式和水量平衡方程的数学决策模型，通过导入或者输入相关的气象参数和土壤墒情参数，对小麦需水量与缺水量进行精确计算，并根据计算结果做出相应的决策，为用户提供决策依据。
　　本研究完成了冬小麦灌溉决策系统的研发，实现了基于物联网数据的小麦灌溉实时动态决策，为小麦节水灌溉提供了参考，具有实际意义，同时为小麦生产的智能化、数字化和现代化管理决策奠定了基础。但系统仅考虑了灌溉，未涉及施肥等与灌溉息息相关的农事活动使得系统具有一定的局限性。

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1引言

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究进展

1.3研究内容、方法与技术路线

2小麦需水量模型构建

2.1数据资料统计及数据来源

2.2小麦需水量计算原理

2.3农田水量平衡原理

2.4数据获取与分析

3 知识规则模型实现

3.1 CLIPS简介

3.2 CLIPS规则推理原理

3.3知识处理技术

3.4知识规则推理实现

4 系统分析与实现

4.1系统需求分析

4.2设计原则与总体架构

4.3功能设计

4.4系统主要功能实现

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢