期刊介绍
期刊导读
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基于计算机辅助控制与技术的农业智能灌溉系统(2)
软件在实际设计过程中需要研讨湿度比较的方案,在灌溉操作执行过程中,由于土壤渗水较慢,土壤湿度具有惯性大、非线性等特征,为了避免误判,一般需要对设定的单位时间内两次以上所采集土壤湿度值进行比对判断后,再输出对应操作。
3.2 下位机软件设计
下位机软件为PLC执行软件。在软件设计中可以在插入以太网初始化程序后进行程序编写,通过专有协议,经过以太网模块、交换机、双绞线等方式连接到计算机辅助控制软件,实现上位机与下位机的通讯联动,对设备发出相应指令。
下位机算法的基本思想:1)土壤湿度传感器将通过A/D模块将土壤湿度信号转变成数字信号传送给PLC,PLC通过程序运算将信号变成实际的湿度值;2)PLC将湿度取值传送给上位机进行比较设定,根据上位机给定的设定值经过PID运算处理后,通过脉冲输出模块,输出对应的脉冲信号到执行控制模块,执行控制模块根据输入值进行对应操作,完成一轮灌溉作业[4-5]。
3.3 智能灌溉节水系统软件设计模式实践
3.3.1 手动灌溉模式
为了满足特定环境下的灌溉需求,本系统具备手动灌溉模式。手动灌溉模式是指由人为调节执行控制模块的开启和关闭,当开启指令发出后,后端灌溉设备开始工作;关闭指令发出后,后端灌溉设备停止工作。工作指令由上位机手动设定发出,下位机接收并转发给控制模块执行,具体流程图如图2所示。
图2 手动灌溉模式的设计流程图
3.3.2 自动灌溉模式
自动控制模式是指由系统自动控制进行灌溉操作。系统根据土壤湿度感应器提取的当前土壤含水率的数值,将数值与用户设定的土壤含水率的数值相比较,根据PID算法对比计算出是否需要对农作物进行灌溉操作。其运行模式为:当提取数值小于用户设定下限值时,发出命令执行灌溉;当提取数值高于用户设定上限值时,发出命令停止灌溉。土壤湿度具有惯性大、非线性等特征,因此自动模式中对湿度的传感器土壤湿度的取值应在设定的单位时间内取至少两次土壤的湿度信息与用户设定值进行比较。当两次以上获取到的湿度信息达到启动或者停止值时,才进行启停操作,具体流程图如图3所示。
3.3.3 定时灌溉设计
定时灌溉设计是指由管理人员设定好灌溉开始的时间和结束时间,当到达灌溉开始时间后,灌溉设备开始工作;当到达灌溉停止时间后,灌溉设备停止工作。具体流程图如图4所示。
图3 自动灌溉模式流程图
图4 定时灌溉模式流程图
4 结语
基于计算机辅助控制与PLC技术结合的农业智能化灌溉系统,促进了先进科学技术和传统农业灌溉系统的结合,满足了农业现代化灌溉的需求。在未来的实践探索过程中,还应结合农业智能灌溉系统运行实际,不断提高计算机辅助控制与PLC控制技术在农业灌溉模式中的应用水平,使这项技术在农业生产中发挥更大的应用价值。
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[4]韩贵黎,蔡宗慧.基于PLC和物联网感应的智能灌溉节水系统设计[J].农机化研究,2017(12):215-218,263.
[5]靳瑞生,裴瑞婷.基于PLC的植物灌溉控制系统设计[J].电子技术与软件工程,2019(1):114.
文章来源:《农业与技术》 网址: http://www.nyyjszzs.cn/qikandaodu/2021/0313/1517.html
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