基于plc的温室灌溉施肥控制系统开题报告-11届邵阳学院电气系毕业设计(论文)开题报告书

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1、毕业设计（论文）开题报告书课题名称基于PLC的温室灌溉施肥控制系统的设计学生姓名tii学号1141203027系、年级专业电气工程系11级测控技术与仪器指导教师王跃球副教授2015年1月6日一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平1课题的来源随着科学技术的不断进步，为了改善我国传统农业种植技术落后的现状，发展科学的温室灌溉施肥控制是使农作物优质、高效、高产的手段之一。2目的及意义我国的传统农业种植长期以来采用的是经验式种植方式，很多农民浇地一般都采用大水漫灌，这是一种落后的、粗放的灌溉方式，其缺点较多。一是浪费水严重；二是大

2、量多余水渗入地下，导致地下水位升高，水蒸发量增大，作物产量下降；三是肥料流失严重。由此可见传统农业对资源的浪费比较严重。现在采用温室施肥灌溉技术控制是一种简便易行的施肥灌溉方式，这种方式投入资金少，见效快，简单易学还方便更好的灌溉施肥。通过对农作物的施肥灌溉进行控制，在保证农作物能充分的吸收所需养分的基础上，可以非常有效的节省水资源，解放出很多的人力资源，减低农作物的种植成木。3国内外现状及水平3.1国外发展现状及水平随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施。发达国家在生产实践

3、中，始终把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生产效率、水资源的再生利用率和单方水的农业生产效益作为研宄重点和主要目标。这些发达国家从最早的水力控制、机械控制，到后来的机械电子混合协调式控制，到当前应用广泛的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便。（1）电气信息技术在灌溉控制中的应用真正的计算机控制灌溉施肥源于以色列。该国最初把自动化控制技术应用到灌溉中的原因是：以色列足一个极其缺水的国家，从自然条件上讲必须发展节水农业；另一方面是出于中东安全的考虑，以色列人想通过自动化控制技术在家里

4、控制农田灌水，减少由于武装冲突带来的危险。最初的灌溉控制器是一个简单的定时器，这可以看做是灌溉控制自动化的第一阶段。随着控制技术、传感器的发展，以色列开发了现代诊断式控制器，这种控制器把以前不能采集到的信息通过不同的传感器来获得，通过互联网、远程控制、CSM等来实现数据传输，然后通过计算机中的一些模型来处理信息，做出灌溉施肥计划。（2）人工智能在灌溉中的应用由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较大，釆用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果，而近几年由于人工智能技术的发展，使得人工智能技术在节水灌溉中的应用显示出广阔的前景，其中包括用专家系统

5、、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模，使得灌溉控制器用这些智能技术来及时、准确地预测环境参数，同时控制这些参数使得它更适合于作物生长。模糊控制和神经网络在灌溉控制器中的应用较多，这些系统一般以土壤湿度传感器测土壤水分，同时还通过自动天气预报站估算出作物的蒸腾量，然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器，模糊控制器经模糊规则决策得出模糊输出，再把该模糊输出精确化传送给执行机构，控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意的结果，则可以通过神经网络来优化控制规则。模糊控制不需被控对象的精确模型，它是根到另一个祌经IM络去预测灌溉需求。根据人的手动经验或

6、专家的知识来设计的。一个有经验的农民能知道合适的灌溉吋间和灌溉量，既然模糊控制能够模拟人的推理能力。所以把模糊控制技术和传统的控制方法结合将是非常有发展前途的。3.2国内发展现状及水平温室施肥灌溉控制作为一种新的模式，最适合于中国目前水资源缺乏的现状。在我国施肥灌溉技术的发展始于1974年，随着科学技术的推广，这种施肥灌溉技术在不断的发展进步。近30年来，智能化施肥灌溉技术在研制过程中采用PLC程序来控制可未是做到了精益求精。此项技术从历史发展至今大体经历了三个相对来说较重要的阶段：第一阶段（1974-1980年）：进行国内生产设备的研制，开展

7、了相应的施肥灌溉应用试验。1980年我国第一代成套设备诞生。第二阶段（1981-1996年）：引进国外先进工艺技术，设备国产规模化生产基础逐渐形成。该技术由开始的小面积应用到较大面积的推广，试验研究己经取得了丰硕的成果，被农业生产的很多人认可。第三阶段（1996年至今）：由于此技术的实用性，这种施肥灌溉技术的理论及技术的应用日趋被重视，很多地方根据各自的情况开展了技术研讨和技术培训班，施肥灌溉技术己在大面积推广。二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施1课题研究的主要内容设计基于某地某种农作物的温室灌溉施肥的控制系统，选用

8、三菱PLC作为控制器进行系统设计，实现按作物需水量和需肥量进行自动灌溉与施肥，供温室作物较好地吸收养分和水分，以提高温室作物产量和品质。具体工作有：(