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《福建农林大学》 2019年
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基于Zigbee技术的水肥一体化调节系统的设计与试验

兰家祥  
【摘要】:本课题来自福建省自然科学基金项目编号(KJd16075A),基于物联网水肥一体化控制系统研究。水肥一体化技术是21世纪农业领域新兴的生产控制技术,它是一门将传统的农业生产模式转换成施肥与灌溉为一体的新农业科学技术。然而,我国南北地形差异大,标准的智能化农业设施在南方无法普及。当前的精准农业技术仍然有待提高,尤其是农业生产过程中水、肥的利用率。在现阶段实行农业可续持发展,则必须结合农业自动化技术、电子信息技术、传感网络技术等相关学科。本课题采用Zigbee无线传感网络对作物的生长环境参数进行无线传输,检测的环境参数包括:光照强度、空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度等,实现了水肥一体化系统根据环境参数来定量控制灌溉。利用OpenCV图像处理软件来评估作物的生长状况,匹配出植株缺氮肥等级,从而及时调节水肥溶液的施肥浓度。并开发了远程控制人机交互界面,实现远程控制。课题通过数据分析得出控制因子温度(7)_1x(8)、湿度(7)_2x(8)、光照强度(7)_3x(8)对因变量灌溉时间长度y有着非常显著的影响。三个因素的主次关系为x_2(29)x_3(29)x_1的结论。水肥一体化系统的溶液配制精度较高,pH值最大误差为0.1,EC值最大误差为12PPM,最小为5PPM,最大方差为140。Zigbee网络具有很好的自组网、自我修复以及自我愈合的功能。本课题以番茄生长过程对氮肥的需求为例,通过试验以及数据比较得出:番茄幼苗在不同的氮肥浓度营养液中,植株生长情况各有不同,氮肥浓度过低会导致植株生长缓慢。利用水肥一体化控制系统,合理地控制水培营养液的氮肥浓度,对于番茄植株的生长具有促进的作用。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S126;S365

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