智慧农业水田作物网络化精准灌溉系统设计

S274.2; 传统水田粗放型灌溉不仅对作物生长带来不利影响,而且不能够充分利用自然降水,在很大程度上造成了水资源的浪费.该研究设计了基于智慧农业技术的网络化水田作物精准灌溉系统.建立了通信节点最优部署模型、作物耗水预测模型、降水预测模型、最优化灌溉决策模型以及基于模糊控制理论的精准灌溉决策系统;提出了基于维诺图改进的飞蛾扑火优化算法(Voronoi Moth Flame Optimization,VI-MFO)的灌溉网络通信节点优化部署方法,以提升灌溉网络通信效率并降低通信能耗;最后,将水田状态信息及气象参数作为精准灌溉决策系统输入,经过系统决策,自适应控制水田灌溉设备进行精准灌溉.对江苏地...

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Bibliographic Details
Published in农业工程学报 Vol. 37; no. 17; pp. 71 - 81
Main Authors 鲁旭涛, 张丽娜, 刘昊, 智超群, 李静
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中北大学机电工程学院,太原 030051%中北大学信息与通信工程学院,太原 030051%中北大学电气与控制工程学院,太原 030051 01.09.2021
Subjects
灌溉;作物;降水;智慧农业;精准;网络化;通信网络;智能灌溉系统
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Summary:S274.2; 传统水田粗放型灌溉不仅对作物生长带来不利影响,而且不能够充分利用自然降水,在很大程度上造成了水资源的浪费.该研究设计了基于智慧农业技术的网络化水田作物精准灌溉系统.建立了通信节点最优部署模型、作物耗水预测模型、降水预测模型、最优化灌溉决策模型以及基于模糊控制理论的精准灌溉决策系统;提出了基于维诺图改进的飞蛾扑火优化算法(Voronoi Moth Flame Optimization,VI-MFO)的灌溉网络通信节点优化部署方法,以提升灌溉网络通信效率并降低通信能耗;最后,将水田状态信息及气象参数作为精准灌溉决策系统输入,经过系统决策,自适应控制水田灌溉设备进行精准灌溉.对江苏地区水稻田进行仿真,结果表明,所提出的智能灌溉系统与传统非智能决策系统相比,灌溉设备动作频次降低26.67％,灌溉量减少40.82％,排水量减少33.89％.所提出的智能灌溉决策系统节约了水资源.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.17.008