山地水肥一體化精準調控裝備與系統(tǒng)關鍵技術研究

前言
第1章 高效節(jié)水灌溉技術現(xiàn)狀及意義
1.1 概述
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
1.2.3 發(fā)展趨勢
1.3 研究的必要性與可行性
1.3.1 研究的必要性
1.3.2 研究的可行性
1.4 水肥一體化高效節(jié)水需求分析
1.4.1 產業(yè)政策
1.4.2 應用需求
1.5 本章小結
第2章 山地水肥一體化的關鍵技術
2.1 CFD技術
2.1.1 物理模型
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 數(shù)學模型
2.2 無線傳感器網(wǎng)絡技術
2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構
2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點組成架構
2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和編程語言
2.3 系統(tǒng)框架
2.3.1 Java EE
2.3.2 SSM
2.3.3 Web GIS
2.4 數(shù)據(jù)庫技術
2.4.1 SQL Server數(shù)據(jù)庫
2.4.2 數(shù)據(jù)模型
2.4.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計方法
2.5 并發(fā)控制與恢復機制
2.6 公鑰密碼系統(tǒng)技術
2.6.1 Blum-Blum-Shub隨機序列發(fā)生器
2.6.2 Blum-Goldwasser概率公鑰系統(tǒng)
2.7 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構
2.7.1 Client/Server（C/S）結構模式
2.7.2 Browser/Server（B/S）結構模式
2.8 系統(tǒng)開發(fā)方法
2.8.1 系統(tǒng)生命周期法
2.8.2 系統(tǒng)原型法
2.9 本章小結
第3章 主要作物水肥一體化調控模型
3.1 主要作物適宜的土壤水分調控閾值
3.1.1 水稻的土壤水分調控指標
3.1.2 玉米的土壤水分調控指標
3.1.3 冬小麥的土壤水分調控指標
3.1.4 油菜的土壤水分調控指標
3.1.5 烤煙的土壤水分調控指標
3.2 水肥一體化模糊控制模型
3.2.1 模糊控制理論
3.2.2 模糊控制系統(tǒng)的仿真
3.3 水肥一體化模糊PID控制模型
3.3.1 水肥調控模型軟件方案
3.3.2 PID控制算法設計與仿真
3.3.3 施肥量自適應模糊PID控制設計與仿真
3.3.4 水肥調控模型試驗與分析
3.4 本章小結
第4章 山地水肥一體化施肥機研制
4.1 研制目標及內容
4.1.1 研究目標
4.1.2 系統(tǒng)整體設計
4.1.3 系統(tǒng)結構設計與加工
4.2 三通道旁路吸肥式自動施肥機方案設計
4.2.1 施肥機設計性能要求
4.2.2 施肥機工作原理及部件劃分
4.2.3 施肥機安裝模式設計
4.2.4 施肥機技術參數(shù)
4.3 吸混肥系統(tǒng)設計與分析優(yōu)化
4.3.1 三通道定量吸肥系統(tǒng)設計
4.3.2 三通道混肥系統(tǒng)設計研究
4.3.3 基于FloEFD吸混肥系統(tǒng)特性分析
4.3.4 運行模式優(yōu)化設計
4.3.5 機架結構設計
4.3.6 施肥機整機結構
4.4 基于FloEFD施肥機運行工況的仿真分析
4.4.1 流動跡線圖
4.4.2 吸肥機構壓強云圖
4.4.3 吸肥機構速度云圖
4.4.4 結果分析
4.5 不同通道開啟數(shù)量仿真分析
4.5.1 單通道開啟分析
4.5.2 兩通道開啟分析
4.5.3 三通道開啟分析
4.5.4 結果分析
4.6 本章小結
第5章 水肥一體化控制系統(tǒng)設計
5.1 邏輯控制器的選擇
5.1.1 選擇PLC的理由
5.1.2 PLC的選型
5.1.3 A/D模塊的選擇
5.2 傳感器的選擇
5.2.1 pH傳感器的選擇
5.2.2 EC傳感器的選擇
5.2.3 土壤濕度傳感器的選擇
5.2.4 壓力傳感器的選擇
5.3 控制電路設計
5.3.1 控制系統(tǒng)線路圖
5.3.2 泵的控制線路圖
5.4 模糊控制在PLC中的應用
5.4.1 查詢表的建立
5.4.2 模糊控制程序流程圖
5.4.3 模糊控制設計
5.5 樣機研制與性能試驗研究
5.5.1 試驗目的
5.5.2 樣機研制
5.5.3 樣機試驗條件
5.6 樣機性能試驗及結果分析
5.6.1 最大吸肥量試驗
5.6.2 定量吸肥試驗
5.6.3 運行穩(wěn)定性試驗
5.7 本章小結
第6章 水肥一體化計量裝置
6.1 渠道流量監(jiān)測方法
6.1.1 水位流量法
6.1.2 流速面積法
6.1.3 兩種方法比較
6.2 明渠流量監(jiān)測應用
6.2.1 流速儀測流
6.2.2 多普勒法
6.2.3 超聲波時差法
6.2.4 雷達式
6.2.5 堰槽式
6.3 管道流量監(jiān)測方法
6.3.1 流量測量方法
6.3.2 管道流量監(jiān)測工程應用
6.4 本章小結
第7章 水肥條件下灌溉管網(wǎng)的優(yōu)化
7.1 基于遺傳算法的樹狀灌溉管網(wǎng)優(yōu)化
7.1.1 編碼
7.1.2 遺傳算子設計
7.2 混合算法的灌溉管網(wǎng)優(yōu)化
7.2.1 SAGA混合優(yōu)化算法
7.2.2 SACS混合優(yōu)化算法
7.3 實例應用
7.3.1 已知條件
7.3.2 遺傳算法計算結果及分析
7.3.3 混合算法計算結果及分析
7.4 本章小結
第8章 水肥精準調控信息系統(tǒng)詳細設計
8.1 系統(tǒng)用戶分析
8.2 系統(tǒng)功能需求分析
8.2.1 工程項目監(jiān)控信息管理模塊分析
8.2.2 用水計量計費管理模塊分析
8.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析模塊分析
8.2.4