基于RISC-V的农田智能灌溉控制系统研究

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作者 王猛 王凯 +4 位作者 张杰 杨张青 赵巧丽 秦一浪 李国强 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期51-58,共8页

为提高农田灌溉水分利用率,明确不同土质对灌溉量的影响,利用RISC-V架构芯片构建了一种基于模型的灌溉控制系统。该系统以GD32VF103VBT6芯片为核心MCU,包括主控制器、通信、传感器、灌溉量计算和安全作业等功能模块。通过量化不同类型... 为提高农田灌溉水分利用率,明确不同土质对灌溉量的影响,利用RISC-V架构芯片构建了一种基于模型的灌溉控制系统。该系统以GD32VF103VBT6芯片为核心MCU,包括主控制器、通信、传感器、灌溉量计算和安全作业等功能模块。通过量化不同类型土壤水分运移动态的差异,依据土壤中沙粒、黏粒等组分比例,构建了适用于不同土壤质地的灌溉量估算模型。系统结合土壤墒情传感器获取的田间实时墒情数据,计算各轮灌区域最佳灌溉量,并根据灌溉量控制各灌区电磁阀开启时间,实现自动灌溉。该系统具有测墒灌溉、远程控制、水肥一体化灌溉、自动化轮灌等功能。研究结果表明:与传统农户经验灌溉方式相比,该系统能够显著降低作物灌溉量17.3%,但对籽粒产量的影响较小,仅降低了0.16%;与土壤水分动态平衡模型相比,该系统灌溉量降低了9.2%,产量提高了0.19%。此系统的研究和应用在保证作物产量稳定的前提下,能有效降低农田灌溉量,对发展智慧节水农业有重要意义。 展开更多

关键词 灌溉控制系统 RISC-V 土壤质地 节水灌溉 灌溉量模型

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基于模糊控制的智能灌溉控制系统 被引量：21

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作者 郭正琴 王一鸣 +2 位作者 杨卫中 冯磊 杨绍辉 《农机化研究》 北大核心 2006年第12期103-105,108,共4页

根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点,设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统。系统以土壤水分误差和误差变化率为输入,以灌溉时间长度为输出,通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策,获得了作物的灌溉时间长度。实际运行... 根据灌溉系统不易建立精确数学模型的特点,设计了基于模糊控制技术的智能灌溉控制系统。系统以土壤水分误差和误差变化率为输入,以灌溉时间长度为输出,通过对输入变量的模糊化、模糊推理和模糊决策,获得了作物的灌溉时间长度。实际运行表明,该系统能根据土壤水分适时、适量灌溉,有效地实现了节水灌溉。 展开更多

关键词 农业工程 智能灌溉控制系统 设计 模糊控制 土壤水分 工控机

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基于PC和C8051F的模糊灌溉控制系统 被引量：11

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作者 李家春 王永涛 +1 位作者 张萍 张桂艳 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第4期61-63,71,共4页

自行设计了一种基于PC机(上位机)和C8051F单片机(下位机)的灌溉控制系统,单片机植入MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制程序,模糊控制结果用SIMULINK仿真。PC机移植WINCE6.0嵌入式操作平台,采用C#进行软件开发,具备观测和数据库操作等功... 自行设计了一种基于PC机(上位机)和C8051F单片机(下位机)的灌溉控制系统,单片机植入MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制程序,模糊控制结果用SIMULINK仿真。PC机移植WINCE6.0嵌入式操作平台,采用C#进行软件开发,具备观测和数据库操作等功能。整个系统综合运用单片机技术与嵌入式技术来达到模糊模糊控制的目的。 展开更多

关键词 灌溉控制系统 SIMULINK仿真 模糊控制

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基于Modbus协议的无线灌溉控制系统研究 被引量：5

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作者 孙刚 郑文刚 +3 位作者 赵春江 申长军 周平 吴文彪 《节水灌溉》 北大核心 2009年第10期60-62,共3页

为了降低布线和施工成本,提出了一种基于Modbus协议的无线灌溉控制系统。该系统实现了监控中心与采集控制节点的无线通信,相互通信遵循Modbus协议。监控中心工控机上运行的灌溉控制系统软件对采集控制节点进行灌溉控制并实现现场传感器... 为了降低布线和施工成本,提出了一种基于Modbus协议的无线灌溉控制系统。该系统实现了监控中心与采集控制节点的无线通信,相互通信遵循Modbus协议。监控中心工控机上运行的灌溉控制系统软件对采集控制节点进行灌溉控制并实现现场传感器数据的采集。该系统已经在北京郊区安装使用,现场实际应用表明系统运行可靠,达到设计目的。 展开更多

关键词 MODBUS 灌溉控制系统 数据采集

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喀斯特坡地灌溉控制系统的研究及应用 被引量：3

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作者 王永涛 陈玲 +1 位作者 张小明 张和喜 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第7期13-16,共4页

针对喀斯特坡地特征,设计了一种基于ZigBee网络的灌溉控制系统。该系统下位机节点采用太阳能供电,可按照作物需水规律进行灌溉,并同步测量出各级管道流量。按照本文提及的等腰三角形(B型)布置灌溉点和对角5点形式布置传感器,对农作物进... 针对喀斯特坡地特征,设计了一种基于ZigBee网络的灌溉控制系统。该系统下位机节点采用太阳能供电,可按照作物需水规律进行灌溉,并同步测量出各级管道流量。按照本文提及的等腰三角形(B型)布置灌溉点和对角5点形式布置传感器,对农作物进行了喷灌实验,并对管道流量进行了测量。 展开更多

关键词 喀斯特坡地 ZigBee灌溉控制系统 太阳能

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灌溉控制系统中基于植物本体的检测技术综述

6

作者 李克新 宋文龙 朱良宽 《节水灌溉》 北大核心 2011年第7期45-49,共5页

基于植物本体的检测技术由于能够实时监测植物体内的水分状态,近年来在灌溉控制系统中得到了广泛的应用。从检测方式分类、检测方法、检测参数、检测仪器以及各种检测方法优缺点等方面综述了植物本体检测技术进展。首先,针对传感器与植... 基于植物本体的检测技术由于能够实时监测植物体内的水分状态,近年来在灌溉控制系统中得到了广泛的应用。从检测方式分类、检测方法、检测参数、检测仪器以及各种检测方法优缺点等方面综述了植物本体检测技术进展。首先,针对传感器与植物有无物理接触将其分为接触式和非接触式检测;其次,针对植物本体有无物理损伤分为破坏性和非破坏性检测;再次,针对测量参数不同分为实时检测技术(植物器官的测量)和非实时检测技术(植物生理响应测量);最后,对各种方法的优缺点予以比较并指出基于植物本体的检测技术是在线灌溉控制系统未来的发展方向。 展开更多

关键词 节水灌溉 植物信息 灌溉控制系统

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精确灌溉控制系统在日光温室番茄上的应用

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作者 张益民 《宁夏农林科技》 2013年第12期38-39,共2页

从精确灌溉控制技术设备组成、番茄水分管理和肥料使用及空时系统的维护等方面详细介绍了精确灌溉控制系统在日光温室番茄上的应用,并对其综合效益进行分析,以期为该系统的推广应用提供参考。

关键词 日光温室 番茄 精确灌溉控制系统

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基于ARM和电力线载波的智能灌溉控制系统研究 被引量：8

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作者 李国强 王猛 +3 位作者 张杰 周蕊 张建涛 郑国清 《节水灌溉》 北大核心 2021年第12期61-64,69,共5页

针对当前灌溉设备控制系统智能化水平低等问题,设计了一种基于ARM嵌入式系统和电力线载波的智能灌溉控制系统。该系统由5个模块组成:数据处理控制模块、数据通讯模块、数据采集模块、控制驱动模块和人机交互模块。数据处理控制模块的中... 针对当前灌溉设备控制系统智能化水平低等问题,设计了一种基于ARM嵌入式系统和电力线载波的智能灌溉控制系统。该系统由5个模块组成:数据处理控制模块、数据通讯模块、数据采集模块、控制驱动模块和人机交互模块。数据处理控制模块的中央处理器采用基于ARM Cortex-M3架构的32位微处理器STM32F103CBT6。数据通讯模块的电力线载波采用总线主站控制器PB620芯片搭建。软件采用实时操作系统μC/OS-II,内核版本V2.91。基于土壤实时墒情数据、短期气象预报等多源数据,构建土壤水分盈亏量预测模型和灌溉量估算模型,分别用于估算土壤墒情和作物适宜灌溉量。结果表明,该系统实现了土壤墒情监测、灌溉量智能计算和自动轮灌等功能。电力线载波实现了土壤墒情传感器、电磁阀供电和通讯功能,并节省了通信电缆。网络通信丢包率均值为0.09%,电力线载波误码率小于0.01%,电磁阀响应时间均值为0.497 s。在籽粒产量不降低情况下,模型生成方案比传统灌溉方案节水31.37%。相比设置灌溉上下限参数的自动化灌溉控制系统,该系统具有设备操作简单,安装成本低,运行可靠稳定,灌溉量自动估算和调节等特点,有效提高了大田灌溉效率和用水效率,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 灌溉控制系统 智能灌溉 灌溉策略 物联网 电力线载波 ARM嵌入式系统

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基于大棚作物的多路远程灌溉控制系统设计 被引量：2

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作者 牛涛 王一涯 +1 位作者 陈曙光 王宪菊 《现代农业科技》 2017年第2期147-148,共2页

在利用大棚进行农作物培育时,土壤湿度是影响其生长、发育的关键因素之一,因此对大棚进行多点土壤湿度检测,根据各点土壤湿度对农作物实现精准灌溉显得尤为重要。本文设计了一种基于单片机的土壤多点灌溉控制系统。系统中选用SM2801B土... 在利用大棚进行农作物培育时,土壤湿度是影响其生长、发育的关键因素之一,因此对大棚进行多点土壤湿度检测,根据各点土壤湿度对农作物实现精准灌溉显得尤为重要。本文设计了一种基于单片机的土壤多点灌溉控制系统。系统中选用SM2801B土壤水分传感器作为测量土壤湿度元件,以STM32F429单片机为控制核心,进行多点土壤湿度检测并以电磁阀为执行元件实现农作物的定点灌溉。同时,通过串口与PC机进行通信,并以VB编写的上位机界面将各点土壤湿度以曲线的形式显示出来,通过上位机界面进行远程定点灌溉操作。 展开更多

关键词 SM2801b 灌溉控制系统 土壤湿度 VB 单片机

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基于云平台智能灌溉控制系统的油茶苗水分管理研究 被引量：2

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作者 王为 雷俊杰 +1 位作者 简佶沛 王利宝 《现代农业科技》 2023年第20期110-113,121,共5页

为实现苗木培育过程中按需供水和提高水分利用效率,进而促进苗木生长、提高苗木质量,本文设计出一套可视可控的智能灌溉控制系统,应用于一年生油茶苗的水分管理,通过测定不同供水条件下油茶苗生长和生理指标的变化规律,验证云平台智能... 为实现苗木培育过程中按需供水和提高水分利用效率,进而促进苗木生长、提高苗木质量,本文设计出一套可视可控的智能灌溉控制系统,应用于一年生油茶苗的水分管理,通过测定不同供水条件下油茶苗生长和生理指标的变化规律,验证云平台智能灌溉控制系统在苗木水分管理上的应用价值。结果表明:当灌溉阈值设置为30%时,有利于油茶苗高、地径的生长,显著促进了光合色素的合成;油茶苗净光合速率达到最大,为4.04μmol/(m2·s);可溶性渗透调节物质含量显著下降,丙二醛含量达到最低,为19.18μmol/g;抗氧化酶活性显著降低。对于一年生油茶苗来说,采用智能灌溉控制系统对油茶苗进行精准水分管理时,灌溉阈值应设置为30%,可使油茶苗水分利用效率达到最佳。 展开更多

关键词 云平台 智能灌溉控制系统 油茶 水分管理

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物联网技术视角下温室蔬菜智能灌溉控制系统分析 被引量：5

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作者 杨帆 李江龙 +1 位作者 鲍义东 李云婷 《南方农机》 2021年第14期4-5,8,共3页

本项目提出了一种基于物联网技术的温室蔬菜智能灌溉控制系统,此系统可以通过无线传感器智能采集温室内空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度的环境参数信息,并可以通过无线传输协议实现各类环境参数的自动化获取、传输以及... 本项目提出了一种基于物联网技术的温室蔬菜智能灌溉控制系统,此系统可以通过无线传感器智能采集温室内空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度的环境参数信息,并可以通过无线传输协议实现各类环境参数的自动化获取、传输以及执行控制。实践结果表明,温室蔬菜智能灌溉控制系统可以根据土壤温湿度情况,自动控制滴灌设备进行自动化滴灌,相对于常规滴灌设备来说,温室蔬菜智能灌溉控制系统可以达到15%~20%的节水效果。 展开更多

关键词 物联网技术 温室大棚 智能灌溉控制系统

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基于互联网的农业自动灌溉控制系统数据实时推送设计与开发

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作者 刘啸风 《现代农业科技》 2015年第19期344-346,349,共4页

基于Web的自动灌溉控制系统是当前农业节水信息技术发展的主流趋势，针对基于Web的应用程序在实时性上表现较差而难以满足应用需求这一问题。首先分析了基于Web的自动灌溉控制系统的结构和数据传输实时性瓶颈，提出了通过数据推送模式... 基于Web的自动灌溉控制系统是当前农业节水信息技术发展的主流趋势，针对基于Web的应用程序在实时性上表现较差而难以满足应用需求这一问题。首先分析了基于Web的自动灌溉控制系统的结构和数据传输实时性瓶颈，提出了通过数据推送模式提高实时性的方案，并对数据层与逻辑层、逻辑层与表现层之间的具体数据推送模式进行了设计。通过编程开发完成基于web的灌溉控制系统的构建，实现了数据实时推送的机制，并对系统数据采集和控制指令发送过程的实时性进行测试。结果表明：数据采集平均延时为1676ms，控制数据从发送到结果返回的平均延时为3378ms，基本能够满足其设备控制和灌溉决策的需要：软件系统内采集和控制过程的数据库至客户端数据传输的平均延时分别为124ms和118ms，消除了数据拉取模式中的延时因素．对提高系统实时性起到了重要作用。该研究为基于Web的实时监测与控制系统的开发提供了方法参考。 展开更多

关键词 互联网 自动灌溉控制系统 数据采集 数据推送 观察者模式 设计 开发

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基于ET和水量平衡的日光温室实时精准灌溉决策及控制系统 被引量：25

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作者 顾哲 袁寿其 +3 位作者 齐志明 王新坤 蔡彬 郑珍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第23期101-108,共8页

为提高日光温室的灌溉水利用效率,充分发挥现有灌溉决策理论的指导作用,该文构建了基于ET和水量平衡方法的实时精准灌溉决策及控制系统。以句容布戴庄村樱桃番茄温室为试验对象,给出了利用ET和水量平衡方法的灌溉决策实施过程,即当田间... 为提高日光温室的灌溉水利用效率,充分发挥现有灌溉决策理论的指导作用,该文构建了基于ET和水量平衡方法的实时精准灌溉决策及控制系统。以句容布戴庄村樱桃番茄温室为试验对象,给出了利用ET和水量平衡方法的灌溉决策实施过程,即当田间蒸发蒸腾总量大于土壤中可供作物利用水分时触发灌溉,灌水量等于自上一次灌溉起蒸散量的总和。采用Java语言开发了灌溉决策软件ETSch,可实现以温室内气象数据为基础对不同地点的灌溉决策项目进行管理;设计了温室精准滴灌系统并研制了基于单片机的灌溉控制器软硬件,通过ETSch软件与控制器的连接,建立了从田间气象信息获取到灌溉决策软件运行,再到灌溉及控制系统的集成化自动精准灌溉模式。试验结果表明,该实时精准灌溉决策及控制系统的平均灌水总量控制平均误差为1.1%,系统运行稳定,节约人工;尽管采用ET和水量平衡方法低估了实际土壤含水率,但总体趋势一致,能实现合理有效的灌溉决策。该研究可为实现灌溉决策和控制系统的集成提供参考,为进一步提高灌溉效果和用水效率提供借鉴。 展开更多

关键词 灌溉 控制 土壤水分 实时精准灌溉 灌溉决策 灌溉控制系统 水量平衡 决策软件

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基于GPRS网的节水灌溉远程控制系统研究 被引量：11

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作者 胡钢 吴正阳 任平 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第8期1395-1397,共3页

提出了一种基于GPRS网的节水灌溉远程控制系统。利用Winsock网络编程技术和GPRS网的资源实现了数据远程无线传输与现场控制;采用ADO数据库访问技术和SQL数据库实现了数据管理与处理。现场计算机控制软件采用模糊控制理论,可实现无人化... 提出了一种基于GPRS网的节水灌溉远程控制系统。利用Winsock网络编程技术和GPRS网的资源实现了数据远程无线传输与现场控制;采用ADO数据库访问技术和SQL数据库实现了数据管理与处理。现场计算机控制软件采用模糊控制理论,可实现无人化灌溉管理作业;重点研究了客户机、中心服务器和下位机之间的数据通信流程、通信帧协议及软件设计。该系统为科学实现农田节水提供了一条途径。 展开更多

关键词 节水灌溉远程控制系统 GPRS网 互联网 ADO 模糊处理

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基于Mega16的灌溉自动控制系统的设计 被引量：4

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作者 陈海波 区颖刚 +1 位作者 胡均万 甄文斌 《农机化研究》 北大核心 2008年第4期99-101,104,共4页

为了降低灌溉自动控制系统的成本,增强其实用性,研究设计了一种基于Mega16的灌溉自动控制系统。在3种质地不同的土壤中,对自制的基于电导原理的土壤水分传感器进行了标定试验。结果表明,在同一土壤类型和同样的耕作条件下,土壤的含盐量... 为了降低灌溉自动控制系统的成本,增强其实用性,研究设计了一种基于Mega16的灌溉自动控制系统。在3种质地不同的土壤中,对自制的基于电导原理的土壤水分传感器进行了标定试验。结果表明,在同一土壤类型和同样的耕作条件下,土壤的含盐量保持基本不变,土壤的电导率和土壤的体积含水率之间近似成线性关系。该灌溉自动控制系统能实时监测土壤水分,并进行及时和足量的灌溉。 展开更多

关键词 农业工程 灌溉自动控制系统 设计 土壤电导 单片机

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智能灌溉施肥控制系统在温室中的应用 被引量：4

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作者 钟诗恩 《广东农机》 2003年第1期9-10,共2页

节水灌溉技术应用在农田、温室灌溉时,常用灌溉时间程序控制器及注肥泵来实现灌溉自动化,但该方式不能对灌溉系统进行监控以及实现准确、有效的灌溉.

关键词 智能灌溉施肥控制系统 温室 应用 系统流程

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自动控制灌溉系统介绍 被引量：2

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作者 楼豫红 《四川农机》 2003年第1期25-25,共1页

关键词 自动控制灌溉系统 组成 设备 控制器 自动阀 控制线

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半沙化地区农业节水灌溉自动控制系统的设计

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作者 魏宏波 《农机化研究》 北大核心 2007年第8期56-58,61,共4页

由于陕、甘、宁等半沙化地区气候干燥、日照强度大和水资源缺乏,使许多地方土地出现了沙化现象,水土流失严重,影响农作物的生长,阻碍了沙漠治理的进程。为了缓解这种状况,设计了半沙化地区农业节水灌溉自动控制系统,介绍了系统的组成及... 由于陕、甘、宁等半沙化地区气候干燥、日照强度大和水资源缺乏,使许多地方土地出现了沙化现象,水土流失严重,影响农作物的生长,阻碍了沙漠治理的进程。为了缓解这种状况,设计了半沙化地区农业节水灌溉自动控制系统,介绍了系统的组成及运行原理。该系统综合运用计算机测控技术,达到了节约用水、提高经济效益的目的。 展开更多

关键词 农业工程 节水灌溉自动控制系统 设计 半沙化地区

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一种模拟农场环境监测与灌溉控制的教育物联网系统实现 被引量：8

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作者 陶林 瞿少成 +2 位作者 易宇凡 杨军文 郝超 《电子测量技术》 2019年第24期81-85,共5页

目前环境监测和植物自动灌溉技术已经开始应用于现代农业,但较少引入到基础教育。针对基础教育中"情景教育"的实际需求,设计了一种模拟农场环境监测与灌溉控制的教育物联网系统。首先,利用土壤多合一传感器与风力风向传感器... 目前环境监测和植物自动灌溉技术已经开始应用于现代农业,但较少引入到基础教育。针对基础教育中"情景教育"的实际需求,设计了一种模拟农场环境监测与灌溉控制的教育物联网系统。首先,利用土壤多合一传感器与风力风向传感器等构建了环境数据采集系统;其次,基于STM32单片机、GPRS无线传感器与水泵阀门设计了环境监测与灌溉控制物联网系统;同时,利用JavaWeb和Mina通信框架开发了网页端和手机App控制页面,用于环境数据的实时展示和灌溉控制。经系统测试与实际使用表明,该系统运作稳定,能有效检测农场环境与实时灌溉控制,取到了较好地科普作用,具有一定推广价值。 展开更多

关键词 环境监测与灌溉控制物联网系统 STM32 GPRS JavaWeb

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基于PLC的柑橘根部灌溉施肥控制系统的设计与研究 被引量：2

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作者 曾文果 蒋世雨 +4 位作者 张永磊 吴庆干 杨鹏 黄兆波 杨彦鑫 《现代农业科技》 2016年第23期295-297,300,共4页

本文介绍了一种基于可编程控制器(PLC)设计的柑橘根部灌溉施肥控制系统。该系统通过土壤湿度传感器检测高、中、低位的柑橘根部土壤含水量,可以实现全自动的根部灌溉和施肥,同时具有手动灌溉模式,能够单独控制各块试验地的灌溉施肥。该... 本文介绍了一种基于可编程控制器(PLC)设计的柑橘根部灌溉施肥控制系统。该系统通过土壤湿度传感器检测高、中、低位的柑橘根部土壤含水量,可以实现全自动的根部灌溉和施肥,同时具有手动灌溉模式,能够单独控制各块试验地的灌溉施肥。该系统采用控制面板和HMI实现控制,具有简单、可靠等特点。 展开更多

关键词 PLC 柑橘根灌 灌溉施肥控制系统 设计 I/O分配 控制面板

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