節(jié)水灌溉 Water Saving Irrigation ISSN 1007-4929,CN 42-1420/TV 節(jié)水灌溉網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文 題目： 設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者： 杜太行，鄒軍軍，孫曙光，錢(qián)春陽(yáng)，劉德 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)日期： 2020-02-10 引用格式： 杜太行，鄒軍軍，孫曙光，錢(qián)春陽(yáng)，劉德設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)節(jié)水灌溉. http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.TV.20200210.1502.014.html 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)：在編輯部工作流程中，稿件從錄用到出版要經(jīng)歷錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿等階段。錄用定稿指內(nèi)容已經(jīng)確定，且通過(guò)同行評(píng)議、主編終審?fù)饪玫母寮?。排版定稿指錄用定稿按照期刊特定版式（包括網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)版式）排版后的稿件，可暫不確定出版年、卷、期和頁(yè)碼。整期匯編定稿指出版年、卷、期、頁(yè)碼均已確定的印刷或數(shù)字出版的整期匯編稿件。錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)稿件內(nèi)容必須符合出版管理?xiàng)l例和期刊出版管理規(guī)定的有關(guān)規(guī)定；學(xué)術(shù)研究成果具有創(chuàng)新性、科學(xué)性和先進(jìn)性，符合編輯部對(duì)刊文的錄用要求，不存在學(xué)術(shù)不端行為及其他侵權(quán)行為；稿件內(nèi)容應(yīng)基本符合國(guó)家有關(guān)書(shū)刊編輯、出版的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，正確使用和統(tǒng)一規(guī)范語(yǔ)言文字、符號(hào)、數(shù)字、外文字母、法定計(jì)量單位及地圖標(biāo)注等。為確保錄用定稿網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的嚴(yán)肅性，錄用定稿一經(jīng)發(fā)布，不得修改論文題目、作者、機(jī)構(gòu)名稱和學(xué)術(shù)內(nèi)容，只可基于編輯規(guī)范進(jìn)行少量文字的修改。 出版確認(rèn)：紙質(zhì)期刊編輯部通過(guò)與中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社有限公司簽約，在中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）出版?zhèn)鞑テ脚_(tái)上創(chuàng)辦與紙質(zhì)期刊內(nèi)容一致的網(wǎng)絡(luò)版，以單篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊發(fā)論文的錄用定稿、排版定稿、整期匯編定稿。因?yàn)橹袊?guó)學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）是國(guó)家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以簽約期刊的網(wǎng)絡(luò)版上網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文視為正式出版。 基金項(xiàng)目 ： 天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目（ 201901060）；天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（ 17YFZCNC00280）；青年科研人員創(chuàng)新研究與實(shí)驗(yàn)（ 2018009） 設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 杜太行 1，鄒軍軍 1，孫曙光 1，錢(qián)春陽(yáng) 2，劉 德 1 （ 1.河北工業(yè)大學(xué)人工智能與數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院，天津 300130； 2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息研究所，天津 300192） 摘要： 為解決傳統(tǒng)設(shè)施蔬菜種植由于灌溉技術(shù)落后導(dǎo)致的水資源利用系數(shù)低，灌溉效果不理想等問(wèn)題，采用 LabVIEW 平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套基于模糊控制的設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)。以土壤水勢(shì)為基礎(chǔ)搭建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)獲取土壤信息，融合 3G 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建集現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心相結(jié)合的無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系。采用實(shí)時(shí)土壤水勢(shì)與理想水勢(shì)差值以 及差值變化率作為模糊控制系統(tǒng)輸入，根據(jù)模糊控制算法得出最佳灌溉時(shí)長(zhǎng)。經(jīng)測(cè)試該系統(tǒng)可以在無(wú)人值守下完成對(duì)作物的精準(zhǔn)灌溉，農(nóng)戶遠(yuǎn)程也能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)田間數(shù)據(jù)和進(jìn)行灌溉控制。 關(guān)鍵詞： 智能灌溉；信息采集；無(wú)線通信； LabVIEW；模糊控制 中圖分類號(hào)： S24;TP273+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1002-1841(2017)00-0000-00 Design of Irrigation Irrigation Control System for Facility Vegetable DU Tai-hang1,ZOU Jun-jun1,SUN Shu-guang1,QIAN Chun-yang2,LIU De1 (1.School of Artificial Intelligence, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.Information Institute, Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300192, China) Abstract: In order to solve the problems of low utilization coefficient of water resources and unsatisfactory irrigation effect caused by backward irrigation technology in traditional facility vegetable planting, an intelligent irrigation control system for facility vegetable based on fuzzy control was designed on LabVIEW platform. Based on the soil water potential, a wireless sensor network was built to acquire soil information, and a wireless monitoring network system constructed by on-site centralized control computer and remote monitoring center was built combining 3G network. The difference between real-time soil water potential and ideal water potential and the change rate of the difference are used as input of the fuzzy control system, and the optimal irrigation time is obtained according to the fuzzy control algorithm. After testing, the system can complete precise irrigation of crops under unattended condition, and farmers can monitor field data and control irrigation in real time remotely. Key words: Intelligent irrigation; information acquisition; wireless communication; LabVIEW; fuzzy control 0 引言 隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展， 互聯(lián)網(wǎng)和新興技術(shù)的融合不斷促進(jìn)著國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并進(jìn)一步演化為智慧農(nóng)業(yè)。近年來(lái)，智慧農(nóng)業(yè)在國(guó)內(nèi)受到越來(lái)越多的關(guān)注。智慧農(nóng)業(yè)將最新的信息技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和人機(jī)交互應(yīng)用于各種農(nóng)業(yè)活動(dòng)，并成為全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式改革的重要趨勢(shì) 1。 設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，也是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任 務(wù)。大棚智能控制作為設(shè)施蔬 菜種植過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，是保障農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量、提高水分利用率的重要舉措 2。 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉用水量占總用水量的 60%以上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的節(jié)水灌溉已成當(dāng)務(wù)之急 3。傳統(tǒng)的依賴于農(nóng)戶通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判斷是否需要灌溉和漫灌、噴灌等灌溉方式是導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的主要原因 4。以往所設(shè)計(jì)的智能灌溉控制系統(tǒng)中，主要以檢測(cè)到的土壤當(dāng)前濕度和最佳濕度作為對(duì)比，當(dāng)實(shí)時(shí)濕度小于最佳濕度下限時(shí)則對(duì)植株網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間：2020-02-10 16:13:14網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/42.1420.TV.20200210.1502.014.html進(jìn)行適當(dāng)灌溉從而達(dá)到節(jié)水目的，但由于不同地區(qū)的土壤成分差異，濕度不能反映出土壤水分對(duì)植物的有效性，土壤水勢(shì)則具有更廣泛的適用性 5。本文以最佳土壤水勢(shì)為依據(jù)，控制電磁閥的啟停時(shí)間，可以推廣至不同地區(qū)土壤的蔬菜種植，并基于此設(shè)計(jì)了設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)。 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 該系統(tǒng)主要針對(duì)設(shè)施蔬菜的智能灌溉控制，通過(guò)傳感器技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù)、人工智能技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田數(shù)據(jù)采集功能、無(wú)線傳輸功能、智能決策功能、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和灌溉執(zhí)行功能，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)溫室大棚進(jìn)行智能化灌溉。系統(tǒng)共分為 4 個(gè)模塊，總體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 溫室大棚傳感器節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心云端PC A c ces s Smart + 網(wǎng)口S 7 - 2 0 0 s mart PL CG RM 5 0 0My SQ LL A B SQ L現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)RS 4 8 5電磁閥灌溉執(zhí)行模塊數(shù)據(jù)采集模塊智能決策模塊遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 2 數(shù)據(jù)采集模塊 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)作為整個(gè)智能控制系統(tǒng)的感知層，具備感知核心信息的能力。為了避免現(xiàn)場(chǎng)布線帶來(lái)的各種問(wèn)題，本系統(tǒng)采用自主設(shè)計(jì)的無(wú)線土壤水勢(shì)測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x采用低功耗太陽(yáng)能輔助鋰電池供電，集成短距離無(wú)線傳輸模塊，并具有數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)功能。土壤水勢(shì)是指從土壤中吸取單位水分所需要引起的能量，土壤水分飽和，水勢(shì)為零，含水量低于飽和狀態(tài)，水勢(shì)為負(fù)值，通過(guò)傳感器頂端陶瓷頭表面細(xì)小而均勻的孔隙來(lái)透過(guò)水溶液而阻隔土壤顆粒，使儀器內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓值，以此來(lái)表示土 壤 含 水 狀 況 。 測(cè) 量 儀 采 用 TI 公司STM32F103RCT6 芯片作為 MCU，具有體積小、性能強(qiáng)、成本低、功耗少等優(yōu)點(diǎn)， STM32 內(nèi)部集成了16 通道 12 位 ADC，可滿足一般情況下對(duì)于 A/D 功能的要求 。單片機(jī)內(nèi)部對(duì)儀器內(nèi)部負(fù)壓信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差剔除后存儲(chǔ)在 TF卡中，有效減少了外界環(huán)境的影響，避免人工讀數(shù)帶來(lái)的誤差。 為了解決田間多點(diǎn)位監(jiān)測(cè)的需要，測(cè)量?jī)x使用短距離無(wú)線數(shù)傳模塊 APC240 將采集到的數(shù)據(jù)封裝成幀，然后通過(guò)射頻天線上傳至系統(tǒng)內(nèi)。 APC240采用半雙工信道，可快速實(shí)現(xiàn)星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接，工作頻段為 433 MHz 和 470 MHz，傳輸距離可達(dá)700 m，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。此外，嵌入的低功耗射頻芯片 sx1212 和 ST 單片機(jī)，發(fā)射頻率僅為10 mW，有效保證了續(xù)航時(shí)間，上位機(jī)采用 MySQL作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，接收和存儲(chǔ)土壤水勢(shì)測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)。土壤水勢(shì)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 S T M 32F 1 0 3 R C T 6I / O 輸入輸出模塊土壤水勢(shì)傳感器A / D 轉(zhuǎn)換模塊電源管理模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊A P C 2 4 0 無(wú)線數(shù)傳模塊圖 2 土壤水勢(shì)測(cè)量?jī)x硬件結(jié)構(gòu)圖 3 智能決策模塊 3.1 智能決策流程 智能灌溉決策的功能主要由現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)集控中心一體機(jī)硬件配置如下： CPU：Intel(R) Core(TM)i5-3317U 1.70GHz；安裝內(nèi)存（ RAM）： 8.00GB；系統(tǒng)類型： Win7 64 位操作系統(tǒng)；硬盤(pán)容量： 250G 。一體機(jī)采用 Labview2013作為軟件平臺(tái)，應(yīng)用第三方數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具包LabSQL 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，其中 ADO Connection Open 模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接驗(yàn)證和訪問(wèn)， SQL Execute 模塊對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢和修改，現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)的智能決策流程如圖 3 所示。 系統(tǒng)初始化定時(shí)采集土壤水勢(shì)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)L A B VI E W 調(diào)用輸入量模糊化模糊推理判定是否需要灌溉開(kāi)啟指定電磁閥YN解模糊計(jì)算誤差和誤差變化率圖 3 智能決策流程圖 3.2 模糊控制器設(shè)計(jì) 由于土壤大慣 性、非線性的特征，很難確定具體的數(shù)學(xué)模型，所以采用模糊控制的方法，在專家的灌溉建議和大量灌溉經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上以自然語(yǔ)言的形式表現(xiàn)在控制規(guī)則上 6。 選擇雙輸入單輸出的Mamdani 型模糊控制器作為推理機(jī)，實(shí)時(shí)土壤水勢(shì)與理想水勢(shì)差值 （ E） 和差值變化率（ EC）為輸入量，最佳灌溉時(shí)長(zhǎng)（ U）作為輸出量。模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，先把算得的兩個(gè)輸入量映射至模糊域，再輸入到模糊控制器中，根據(jù)規(guī)則庫(kù)進(jìn)行模糊推理，最后解模糊得到電磁閥開(kāi)啟時(shí)間。利用模糊控制器分析處理土壤水勢(shì)數(shù)據(jù)，配合規(guī)則庫(kù)中豐富的種植經(jīng)驗(yàn)，有效提高了灌溉決策的 準(zhǔn)確性，以土壤水勢(shì)為測(cè)量參數(shù)的方式也廣泛適用于各地區(qū)不同類型土壤的智能灌溉。 模糊推理隸屬度函數(shù)電磁閥模糊化土壤水勢(shì)差值土壤水勢(shì)目標(biāo)值差值變化率規(guī)則庫(kù)解模糊模糊量清晰化方法清晰量+土壤水勢(shì)實(shí)時(shí)值-土壤水勢(shì)傳感器圖 4 模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同作物在不同生長(zhǎng)生理期對(duì)水分的需求量也有差別 7，本文以經(jīng)濟(jì)作物黃瓜結(jié)果期的模糊決策為例進(jìn)行探討。黃瓜根系分布于基質(zhì)下 25 cm 范圍內(nèi)，屬于淺根類植物，水分需求量大，不耐旱，綜合考慮結(jié)果期產(chǎn)量和水分利用率因素，土壤水勢(shì)在 -10 kPa 至 -5 kPa 時(shí)既能節(jié)約灌溉用水，又能達(dá)到單株最大產(chǎn)量 8。設(shè)置土壤水勢(shì)目標(biāo)值為 -5 kPa，土壤水勢(shì)下限為 -10 kPa，晴天條件下實(shí)驗(yàn)測(cè)得土壤水勢(shì)由 -5 kPa 下降至 -10 kPa 時(shí)間約為 70 小時(shí)，最大差值變化率為 6%。溫室環(huán)境內(nèi)不會(huì)受到外界降水的影響，且作物灌溉過(guò)于頻繁會(huì)加劇病蟲(chóng)害發(fā)生，所以模糊控制器每 70 h 工作 1 次，以保證黃瓜生長(zhǎng)在最佳土壤濕度，土壤水勢(shì)從 -10 kPa 到 -5 kPa 電磁閥需要開(kāi)啟的時(shí)間為 15 分鐘。 土壤水勢(shì)差值 E 的物理論域?yàn)?0,5,模糊語(yǔ)言變量分 7 個(gè)等級(jí)，記為 NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB,模糊論域?yàn)?0,1,2,3,4,5,6。土壤水勢(shì)差值變化率 EC和電磁閥開(kāi)啟時(shí) 間 U 的物理論域分別為 0,6%和0,15 ，模糊語(yǔ)言變量分成 6 個(gè)等級(jí)，記為NM,NS,ZE,PS,PM,PB，模糊論域?yàn)?0,1,2,3,4,5。三角形隸屬度函數(shù)在坐標(biāo)軸上呈線性分布，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、輸出平滑的特點(diǎn) 9，因此 E、 EC 和 U 均采用三角形隸屬度函數(shù)， E 的隸屬度函數(shù)如圖 5 所示。EC 和 U 的隸屬度函數(shù)與 E 類似。 圖 5 輸入量 E 隸屬度函數(shù) 根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)及前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)得出模糊控制規(guī)則如表 1 所示。 表 1 模糊控制規(guī)則 E 論域 隸屬度 EC E NB NM NS ZE PS PM PB NM NM NM NS ZE ZE PS PM NS NM NM NS ZE PS PS PM ZE NM NS ZE PS PS PM PB PS NM NS ZE PS PM PM PB PM NS NS PS PS PM PB PB PB NS ZE PS PM PB PB PB 為檢驗(yàn)控制效果，將上述輸入和輸出的隸屬度函數(shù)及分布和模糊控制規(guī)則寫(xiě)入 LabVIEW 的 fuzzy system designer 內(nèi)，雙輸入單輸出控制器的語(yǔ)言式規(guī)則采用如 “if E is NB AND EC is NM THEN U is PM”表示。 Mamdani 型控制器以最小運(yùn)算法為模糊蘊(yùn)含關(guān)系方法進(jìn)行模糊推理，隸屬度函數(shù)最大原則選擇控制量，清晰化方法為面積重心法。輸出特性曲面如圖 6 所示，可以發(fā)現(xiàn)該控制器響應(yīng)速度快，輸出精細(xì)，變化平緩。 圖 6 輸出特性曲面 4 遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊 實(shí)時(shí)監(jiān)控分為現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)采用Labview 訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中各溫室土壤水勢(shì)的歷史記錄。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心是農(nóng)戶與灌溉系統(tǒng)交互的接口，為了方便農(nóng)戶在家中也能實(shí)時(shí)接收田間 數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程端在 MySQL 授權(quán)下以 root 用戶登錄到服務(wù)器，輸入對(duì)應(yīng)的用戶名密碼即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控。農(nóng)戶可以遠(yuǎn)程控制灌溉的實(shí)施離不開(kāi)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸功能，本文選用 GRM500 作為智能遠(yuǎn)程控制終端，支持 Modbus 通訊協(xié)議，與PLC 通過(guò) RS485 相連，工業(yè)級(jí)嵌入式 ARM 處理器具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，支持 WCDMA 協(xié)議，利用運(yùn)營(yíng)商 3G 網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端實(shí)時(shí)通訊，傳輸距離不受限制。 5 灌溉執(zhí)行模塊 為保障灌溉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行，本文選取微處理器為 ST30 的西門(mén)子 S7-200 SMART 作為現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯控制器 來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥。該 PLC 的 CPU模塊集成一個(gè) RS485 接口和一個(gè)以太網(wǎng)端口，支持TCP/IP 協(xié)議，可同時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)和無(wú)線傳輸端發(fā)來(lái)的指令。 S7-200 SMART 具有 18 個(gè)輸入點(diǎn)和 12個(gè)輸出點(diǎn)，每個(gè)輸出點(diǎn)可以控制一個(gè)電磁閥，現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)在 PC Access SMART 創(chuàng)建西門(mén)子的OPC Server，并在 Labview 中綁定變量實(shí)現(xiàn)對(duì) PLC的變量輸出操作。同理為了進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，建立無(wú)線傳輸端和 PLC 之間的地址映射，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和智能控制可切換的控制模式。 電磁閥選取型號(hào)為順綠 SLPGA 的直流常閉電磁閥，該 電磁閥具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。額定電壓 12 V，工作壓力 0.1 1.04 MPa，最大流速 30 hm/3 ， 額定功率為 4.5 W，采用雙重過(guò)濾防止堵塞電磁線圈，耐久度良好。灌溉方式選用滴灌法，結(jié)合施肥可使水分利用率達(dá)到 95%，肥效提高 1 倍以上 10。 6 智能灌溉控制系統(tǒng)測(cè)試 控制系統(tǒng)運(yùn)行后，現(xiàn)場(chǎng)集控計(jì)算機(jī)界面顯示各溫室大棚作物的理想水勢(shì)，并以柱狀圖形式顯示出實(shí)時(shí)水勢(shì)，無(wú)人干預(yù)下系統(tǒng)自主做出決策。當(dāng)某個(gè)大棚的電磁閥開(kāi)啟灌溉時(shí)，相應(yīng)的狀態(tài)燈也會(huì)亮起， 用戶也可以手動(dòng)選擇灌溉或停止灌溉?？刂葡到y(tǒng)的界面如圖 7 所示。 圖 7 智能灌溉控制系統(tǒng)界面7 結(jié)束語(yǔ) 本文在掌握我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)智能灌溉發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以適用性更加廣泛的土壤水勢(shì)作為控制目標(biāo)， LabVIEW 為平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套基于模糊控制方法的設(shè)施蔬菜智能灌溉控制系統(tǒng)，以相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了田間土壤水勢(shì)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸、智能灌溉決策、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。在以后的研究中，還需在系統(tǒng)中增加空氣溫濕度、光照、二氧化碳含量等傳感器及相應(yīng)的無(wú)線通訊模塊，完善針對(duì)不同作物各個(gè)生長(zhǎng)周期的模糊控制規(guī)則，提高控制系統(tǒng)的精確度，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。 參考文獻(xiàn)： 1 劉 麗偉，高中理 .“互聯(lián)網(wǎng) +”促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的路徑研究 基于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈視角 J.世界農(nóng)業(yè) .2015(12)： 18-23 2 中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心全國(guó)“十三五”高效節(jié)水灌溉規(guī)劃思路報(bào)告 R.北京 : 中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心，2015 3 邢希君 ,宋建成 ,吝伶艷 ，等 .設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 J. 江蘇 農(nóng)業(yè)科學(xué) ,2017,45(21):10-15. 4 鄧 忠，翟國(guó)亮，呂謀超，等 .我國(guó)農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)干旱災(zāi)害的技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望 J.節(jié)水灌溉， 2016， (8) : 162165 5 吳沿友 ,胡林生 ,谷睿智 ,等 .兩種土壤含水量與水勢(shì)關(guān)系J.排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào) ,2017,35(4):351-356. 6 董宏紀(jì) 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Buckley J,Aherne K,OFlynn B,et al. Electronic Components and Technology Conference . 2006. 作者簡(jiǎn)介： 杜太行 (1963)，教授，博士，博士生導(dǎo)師 ，研究方向?yàn)殡娖鳈z測(cè)與試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化等。E-mail： thduhebut.edu.cn 通訊作者： 錢(qián)春陽(yáng) (1988)， 助理研究員，博士生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)信息技術(shù)與智能控制。 E-mail： tjnkyqcy163.com