排灌机械工程学报
   首页  学报介绍  编 委 会  作者园地  征订启事  编校法规  编读往来  录用公告  广告合作   行业新闻  留  言  English 
排灌机械工程学报  2011, Vol. 29 Issue (4): 364-368    DOI: 10.3969/j.issn.1674—8530.2011.04.018
节水灌溉工程 最新目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 Previous Articles  |   
基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统
王新忠, 顾开新, 刘飞
( 江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室/江苏省农业装备与智能化高技术研究重点实验室,江苏 镇江 212013)
Hill orchard irrigation control system based on wireless sensor networks
Wang Xinzhong,Gu Kaixin,Liu Fei
 (Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology,Ministry of Education & Jiangsu Province,High-tech Key Laboratory of Agricultural Equipment & Intelligentization of Jiangsu Province,Jiangsu University,Zhenjiang,Jiangsu 212013,China)
 全文: PDF (445 KB)   HTML (1 KB)   输出: BibTeX | EndNote (RIS)      背景资料
摘要 为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明:系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉.
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
王新忠
顾开新
刘飞
关键词丘陵果园   无线传感器网络   灌溉   土壤含水率   控制     
Abstract: In order to solve existing problems of excessive irrigation and waste water in hill orchard,a technology of water-saving irrigation was studied.A design of hilly orchard irrigation control system based on wireless sensor networks was proposed combined with wireless sensor network technology.It took single-chip ATmega128L as the control core,including host computer,sink node,wireless sensor node,soil moisture sensor and solenoid valves.Soil moisture sensor and solenoid valves were connected to wireless sensor node.Data was transmitted by wireless style between sink node and wireless sensor node.Sink node was connected to host computer by RS-232 serial cable.The system can monitor real-time soil moisture of grapes.The system judges whether grape is water shortages according to soil moisture,then send out the irrigation instructions to implement the precise irrigation of grapes.The irrigation automation control of vineyard is achieved.When the soil moisture is reduced to 26.6% in the depth of 25 cm,the irrigation is started for the grape.When the soil moisture is achieved to 45.5% in the depth of 50 cm,the irrigation is stopped for the grape.The experiment shows that the system has achieved precise irrigation and realized water-saving irrigation combining with the survival threshold of grapes.
Key words hill orchard   wireless sensor networks   irrigation   soil moisture content   control   
收稿日期: 2011-02-24; 出版日期: 2011-07-30
基金资助:

江苏省科技支撑计划资助项目(BE2010347,BE2008323);江苏高校优势学科建设工程资助项目(苏财教[2011]8号);昆山市农业科技项目(KN1037)

通讯作者: 王新忠( 1969-) , 男, 河北石家庄人, 副教授( wangxinzhong@ gmail.com) , 主要从事农业机械系统监测与控制方面研究.   
作者简介: 顾开新( 1986-) , 男, 江苏盐城人, 硕士研究生( gu19862600@163.com) , 主要从事农田环境信息无线传感器监测研究.
引用本文:   
王新忠, 顾开新, 刘飞. 基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(4): 364-368.
WANG Xin-Zhong, Gu-Kai-Xin, Liu-Fei. Hill orchard irrigation control system based on wireless sensor networks[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin, 2011, 29(4): 364-368.
 
[1] Jennifer Yick, Biswanath Mukherjee, Dipack Ghosal. Wireless sensor network survey[ J ]. Computer Networks, 2008,52(12) : 2292 -2330.
[2] Jr Blonquist J M ,Jones S B, Robinson D A. Precise irri- gation scheduling for turfgrass using a subsurface electro-magnetic soil moisture sensor [ J ].Agricultural Water Magement, 2006,84 : 153 - 165.
[3] S Nemall Krishna, van lersel Marc W. An automatedsvstem for controlling drought stress and irrigation in potted plants [J]. Science Horticulture, 2006, 110:292 -297.
[4] V ellidis G,Tucker M, Perry C,et al. A real-time wirelesssmart sensor array for scheduling irrigation [ J ]. Compu- ters and Electronics in. Agriculture,2008,61:44- 50.
[5] 刘根深.GPS节水灌溉系统的研究[J].农业工程学报,:.
[6] 曹成茂,夏萍,朱张青.无线数据传输在节水灌溉自动控制中的应用[J].农业工程学报,2005,21(4):127-130.
[7] Acevedo - Opazo C, Ortega - Farias S, Fuentes S. Effects of grapevine ( Vitis vinifera L. ) water status on waterconsumption, vegetative growth and grape quality :An ir rigation scheduling application to achieve regulated defi- cit irrigation [ J ]. Agricultural Water Management, 2010, 97 : 956 - 964.
[8] Cardenas-Lailhacar B, Dukes M D. Precision of soilmoisture sensor irrigation controllers under field condi- tions [ J ]. Agricultural Water Management, 2010, 97 :666 - 672.
[9] MeCready M S, Dukes M D, Miller G L. Water conserva- tion potential of stuart irrigation controllers on St. Au-gustinegrass[ J ]. Agricultural Water Management,2009, 96 : 1623 - 1632.
[10] 李正明,侯佳佳,潘天红等.基于ZigBee与GPRS的无线水文监测系统设计[J].排灌机械,2009,27(3):184-189.
[11] 杨艳芬,王全九.极端干旱区滴灌条件下葡萄生长发育特性[J].农业工程学报,2009,25(12):45-50.
[12] 杜太生,康绍忠,夏桂敏,等.滴灌条件下不同根区交替湿润对葡萄生长和水分利用的影响[J].农业工程报,2005,21(11):43-48.
[1] 操信春1, 2, 吴普特1, 2, 3, 王玉宝1, 2, 赵西宁2, 3, 张宝庆1. 中国灌溉水粮食生产率及其时空变异[J]. 排灌机械工程学报, 2012, 30(3): 356-361.
[2] 张林, 吴普特, 朱德兰, 范兴科. 多点源滴灌条件下土壤水分运移模拟试验研究[J]. 排灌机械工程学报, 2012, 30(2): 237-243.
[3] 刘小飞, 张寄阳, 孙景生, 申孝军, Uzokwe Pauline Adaobi. 自动补水蒸发皿装置的原理及应用[J]. 排灌机械工程学报, 2012, 30(1): 80-84.
[4] 陈红勋, 刘卫伟, 见 文, 魏培茹, 朱 兵. 基于流动控制技术的低比转速离心泵叶轮研发[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(6): 466-470.
[5] 刘竹青,郭 聪,严海军. 水泵启动时间对灌溉水力旋流器性能的影响[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(6): 492-496.
[6] 盛 平,王玉秀,郭洋洋,王雷强. 基于ZigBee和3G的多污水处理厂监控系统设计[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(6): 503-507.
[7] 高胜国,黄修桥,贾艳辉,李中生,段福义. 地下水与地表水联合调度智能监控系统[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(6): 542-547.
[8] 洪添胜, 冯瑞珏, 李加念, 叶智杰, 卢加纳. 单节干电池供电的滴灌控制器的设计与试验[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(5): 455-460.
[9] 赵延风, 王正中,方兴, 刘计良, 洪安宇. 半立方抛物线形渠道正常水深算法[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(3): 241-245.
[10] 陈树人, 尹东富, 魏新华, 裴文超 . 变量喷药自适应神经模糊控制器设计与仿真[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(3): 272-276.
[11] 杜文勇, 何雄奎, 胡振方, Zia S., Muller J.. 不同灌溉技术条件对冬小麦生产的影响[J]. 排灌机械工程学报, 2011, 29(2): 170-174.
[12] 严海军, 姚培培, 王 敏. 灌溉用压力调节器性能试验与受力分析[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(6): 548-552.
[13] 陈新明, Jay Dhungel, Surya Bhattarai, Manouchehr Torabi, David J Midmore. 加氧灌溉对菠萝根区土壤呼吸和生理特性的影响[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(6): 543-547.
[14] 贾瑞宣, 徐 鸿. 基于先进控制流理论的偏置叶片优化方法[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(5): 402-406.
[15] 范永申, 黄修桥, 李金山, 汪唐锦, 段福义. 喷灌和软管灌溉两用轻小机组洒水车稳定性分析[J]. 排灌机械工程学报, 2010, 28(3): 256-259.

江苏大学梦溪校区(镇江市梦溪园巷30号)图书馆5楼 0511-84440893 传真0511--84440033
Copyright 江苏大学杂志社 2010-2015 All Rights Reserved