基于多环境因子的果园自动喷滴灌系统研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文基于多环境因子的果园自动喷滴灌系统研究学位申请人：李雄学科专业：交通运输工程指导教师：欧阳爱国教授副指导教师：欧阳玉平答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特

2、别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，

3、本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期摘要基于多环境因子的果园自动喷滴灌系统研究摘要果树灌溉施肥的方式直接关系到果品的产量与品质，江西省内柑橘果园普遍存在水肥资源浪费严重、产业机械化信息化程度低、病虫害预警机制不完全等现象，随着近几年来赣南柑橘名声越来越大，产量急剧上升，传统单家独户种植模式开始转变为企业规模种植，所以急需以赣南柑橘为背景设计一种具有多种信息反馈的多功能果园自动喷滴灌系统，提高果园管理信息化、智能化程度，降低生产投入、提高产出，引领农业现代化发展。本文基于多环境因子的果园自

4、动喷滴灌系统展开研究，主要内容有：（1）针对果树灌溉施肥的需要，本研究以传感器技术、物联网技术、控制技术及机械电子技术设计了一款果园信息采集装置，实现果园气象信息、虫害信息监测。果园气象信息获取装置由电源模块、土壤站、气象站和网关节点等组成，具有视频监控、数据采集、数据汇总作用。果园虫害监测部分由网络高清红外智能球、物联网虫情分析仪组成，用于分析果园虫害种类、虫害密度。效果验证上将采集的太阳辐射值、大气压强、风速值、室外的平均温度、室内最高温度和室内的最低温度等信息作为预测模型的输入，实际作物蒸发蒸腾量为真值，建立作

5、物蒸发蒸腾量预测模型，结果表明：在偏最小二乘法压缩输入变量后，极限学习机预测模型的隐含层神经元数为10时，相关系数为0.85，预测效果较好。而前馈神经网络预测相关系数为0.99，相对误差为0.01，很好的为自动喷滴灌装置的决策灌溉提供了理论依据。（2）针对果树生长的需要，研制了果园自动喷滴灌系统，系统的研究包含物联网施肥器的设计、管道铺设方式研究和控制方法分析。物联网施肥器采用本地控制和物联网远程控制实现不同种类的液态肥配比，管道铺设方式采用2台潜水泵向果园8个区域供水，灌溉模式又分为喷灌和滴灌2种，可实现果树的灌溉

6、、施肥、防冻、打药4种功能。控制部分通过PLC与继电器相连，间接控制电磁阀和吸肥泵动作。系统灌溉时，测得电压值在系统启动的一段时间内减小后，电压在趋于稳定。系统开启前8分钟内，管道压力呈直线上升，8-10分钟下降，10分钟后管道压力趋于稳定。系统运行时还发现随着灌溉面积越大，同一个滴头在相同的时间内流出的水有减少的趋势。（3）自动喷滴灌系统进行了为期一年的运用效果实验，结果表明2个柑橘品种在自动喷滴灌系统运用下的叶片叶绿素平均值分别提高2.0SPAD和2.6SPAD。叶片品质总分预测值分别提高了17.4和38.8。试

7、验区的天草杂柑和西柚果实相比常规灌溉区单果重分别提高了11.417g、135.264g，西柚果实的横纵径平均值各增长1.02cm和0.99cm，两种果实的可溶性固形物也分别有0.36brix、1.26brix的提高，可滴定酸增加0.102%和0.140%，另外系统的运用也降低了天草杂柑和西柚低区间段糖酸比比例，从而增加了高IV摘要糖酸比比例。关键词：信息获取，自动喷滴灌，蒸发蒸腾量，模型预测，效果实验VAbstractResearchonOrchardAutomaticSprayingandDripIrrigatio

8、nSystemBasedonMultipleEnvironmentalFactorsABSTRACTThemethodoffruittreeirrigationandfertilizationisdirectlyrelatedtotheyieldandqualityoffruit.Therearewidespreadstudiesonthewa