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国内外智能节水灌溉技术的发展及趋势


不足之处:
1、国外灌溉控制器已趋于成熟,但价格昂贵。国内虽 引进一些,但多数是农业示范区、科研单位、高校。
2、国外生产的灌溉控制器性能优越,但没有考虑我国 特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素, 因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。
3、开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物 力的投入,需要多部门、多学科的融合,这在一定程
能量、人工等优点,并可基本消除在灌溉过程中人为因素造
成的不利影响,通过灌溉控制器适时、适量地灌水,提高农 作物产量,有利境保护也起到一定的作用。
几种灌溉方式见下图1、2。
漫灌、喷灌、 滴灌
人工智能在灌溉中的应用:
由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较 大,采用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果, 而人工智能技术在节水灌溉的应用中显示出广阔的前景,其 中包括用专家系统、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模, 使得灌溉控制器能及时、准确地预测环境参数,同时控制这 些参数使得它更适合于作物生长。模糊控制和神经网络在灌 溉控制器中的应用较多,这些系统一般以土壤湿度传感器测 土壤水分,同时还通过智能天气预报站估算出作物的蒸腾量, 然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器,模糊控制 器经模糊规则决策得出模糊输出,再把该模糊输出精确化传 送给执行机构,控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意 的结果,则可以通过神经网络来优化控制规则。
智能化中央计算机控制系统主要由中央计算机、 集群控制器(CCU)、田间控制器、电磁阀构成。 大体结构如下图3所示。
图3 节水灌溉智能
智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能:
1.智能采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET。 2.根据前一天的ET值智能编制当天灌溉程序并实施灌溉。 3.可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等
干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统。
4.连接流量传感器可智能监测、记录、警示由于输水管断裂 引起的漏水及电磁阀故障,最大限度利用管网输水能力。 5.智能记录、显示、储存各灌溉站的运行时间,智能记录、 显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序、系统
等。
国内外智能灌溉实例:
1、以色列利用智能浇灌,实现了荒漠上发展灌溉农业。
国内外智能节水灌溉技术的发 展及趋势
姓名:侯佳佳 学号:2010271013 专业:电子信息科学与技术
传统灌溉技术在田间,城市绿化,草场灌溉等方面都 很不科学,就算是近些年的管网供水、喷头喷洒的喷灌灌水 法等,大部分仍采用手动控制法。这种方法随意性大,常常 发生该灌水时,无人开阀,不该灌时又无人关阀,一边下雨 一边喷水,草地变人工湖,马路变排水渠的情况屡见不鲜。 采用这种方法,至少有40%~50%的水浪费掉。 智能灌溉控制模式与人工控制模式相比,具有节省水、肥、
度上限制了它的开发。
4、精确度有待提高,维修保养的解决困难。
谢谢!
2014/4/15
2、美国在城市中推广智能灌溉系统,每年节省8.52亿吨水。
3、智能化中央计算机灌溉控制系统大约在上世纪80年代 初由雨鸟、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功。全美平 均每个州安装有30套左右这种系统。其中著名的项目有: 迪士尼世界及迪士尼乐园、微软总部、英特尔总部、摩托 罗拉总部,全球最大的拉斯维加斯米高梅(MGM)大饭店, 斯坦福大学校园等。 4、相关系统已成功用于北京航空航天大学体育场,从投 入运行的情况来看,情况良好。
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