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葡萄是镇江丘陵旱地的主要经济作物,目前灌溉方式落后,水资源利用率低,发展新型的节水灌溉技术是葡萄园灌溉技术的必然趋势。
本文为了获取葡萄灌溉控制方案,通过试验分析,研究葡萄多个灌溉周期内土壤含水率的变化,总结出葡萄灌溉控制策略,解决了葡萄灌溉起止时间的问题,为整个灌溉系统的软硬件设计提供模型支持。结合无线传感技术,采用无线传感节点监测葡萄土壤含水率,搭建了一种基于无线传感的丘陵葡萄园灌溉监控系统。
本文的研究工作主要包括以下几方面:
(1)通过试验观察,分析了葡萄的三个不同深度土壤含水率的变化规律,研究了葡萄多个灌溉周期内土壤含水率的变化趋势,采用不同深度土壤含水率作为葡萄灌溉决策信息,并提出了葡萄灌溉控制策略。试验结果表明,以25cm深度处土壤含水率值26.8%作为葡萄灌溉控制开启阈值,以50cm深度处土壤含水率值44.5%作为葡萄灌溉控制停止阈值。
(2)根据丘陵葡萄园无线灌溉的要求,设计了基于无线传感的丘陵葡萄灌溉系统,详细介绍了系统整体功能结构、硬件功能模块设计、软件功能模块设计和系统无线通信测试。整体结构方面,介绍了系统总体功能需求,系统布局以及各部分的组成。硬件方面,提出各部分的设计思想、原理电路以及实现方法,依据低成本、低功耗的要求,完成硬件设计。在软件方面,介绍了系统软件功能设计思想,设计了软件各功能模块的程序,完成了各部分的功能。
(3)对系统进行了整体测试,包括葡萄园田间无线通信测试试验,无线数据采集和灌溉指令发送试验,试验表明节点之间的通讯距离在100m内数据传输的成功率在96%以上,系统完成无线数据传输性能良好。