导　　师： 区颖刚

学科专业： L01

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南农业大学

摘　　要： 灌溉自动控制是灌溉管理现代化的标志，是技术进步的产物，是灌溉农业发展的方向和趋势，它可提高操作准确性，有利于灌溉过程的科学管理。灌溉水入渗深度自动控制系统通过实时监测土壤水分变化情况，自动补充土壤水分，使水分和养分入渗至作物主根区内，防止深层渗漏，这对于作物的良好生长、节约用水和保护环境都有着重要意义。 在硬件方面，基于我国的国情和经济技术的发展现状，本研究以简单、成本低及性能可靠的原则来设计，采用单片机控制系统，单片机选用了avr系列，它的内部资源丰富。在测量土壤湿度方面，通过对国内外土壤水分测量方法的比较，制作了基于电导法的土壤水分传感器，并在所试验的五种土壤中进行了标定试验，用spss软件分析得出了它们之间的关系方程。 在控制算法方面，基于土壤的渗漏性能，先对土壤进行了分类。试验中选取了本地区典型的三种土壤：水田土、红壤、型砂，在无作物情况下分别对这三种不同入渗性能的土壤进行喷灌实验，实验前先把两个传感器埋设在土壤表层及土壤深层即作物主根区处，提取跟土壤的渗漏性能有关的四个特征值，即灌溉时的上层湿度变化率、停止灌溉后的上层湿度变化率、水分在土壤中的入渗速度和入渗稳定后单位体积的持水量，然后用感知神经网络融合传感器抽取的特征值建立土壤渗漏类别的识别模型，所得的实验数据也为灌溉水在各类土壤中的入渗深度模型的建立提供了依据。在有作物情况下分别在三种土壤中对所得的入渗深度模型进行修正，在整个实验过程中表现出较好的可靠性和一致性。 把训练好的土壤渗漏类别识别模型及入渗深度预测模型存入自动灌溉系统。另取两种土壤进行检验，第一次浇灌是作土壤渗漏类别测试试验，即让灌溉水渗到下部传感器处就停止灌溉，灌溉系统自动采集渗漏的四个特征值，并用识别模型识别该土壤的入渗类别，然后由自动灌溉系统测得该类土壤中的当时湿度，决定是否喷灌以及根据需要入渗的深度决定喷灌的量，试验结果表明土壤渗漏类别模型能对两种土壤进行正确分类，说明了该模型有较好的识别土壤渗透性能的能力。同时入渗深度模型也能根据所需入渗深度决定喷灌的量，试验结果显示灌溉水没有深层渗漏，采用本自动灌溉系统能够防止水肥深层渗漏。 自制喷灌小车，设计一个自走式的自动喷灌系统，系统运行时对不同的监测点分别做出是否缺水的判断，然后发送指令使得喷灌小车实行相应的动作。从实地试验情况看，系统运行良好，灌溉水没有深层渗漏。

关 键 词： 渗漏性能 自动控制 节水灌溉 入渗深度 神经网络 灌溉管理

分 类 号： [S274.3 S126]

领　　域： [农业科学] [农业科学] [农业科学]