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文檔簡(jiǎn)介
1、我國(guó)秦嶺、昆侖山脈及淮河以北的地區(qū)的北方干旱半干旱地區(qū)約占我國(guó)國(guó)土總面積的百分之五十,該地區(qū)的耕地面積占我國(guó)耕地總面積百分之四十左右,但是這些地區(qū)水資源極度缺乏,水資源總量不到全國(guó)水資源總量的百分之二十,而且降雨量年際不均勻,季節(jié)變化率大,導(dǎo)致旱災(zāi)頻發(fā),在這一地區(qū)發(fā)展抗旱節(jié)水技術(shù)與裝備是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。
采用穴播穴灌機(jī)具對(duì)解決我國(guó)北方旱區(qū)因播種期干旱缺水而無(wú)法播種、或種后無(wú)苗的問(wèn)題切實(shí)有效,但均一的施水量不能達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水
2、效果。針對(duì)變量施水問(wèn)題,國(guó)內(nèi)一些高等院校和科研院所開展了相關(guān)具備抗旱節(jié)水功能的變量施水作業(yè)裝備和技術(shù)的研究,這些設(shè)備和技術(shù)研究在一定程度上起到了節(jié)水、抗旱及增產(chǎn)的作用,但是它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上共同點(diǎn)都是利用機(jī)械式裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)變量施水以及水種同步施播,普遍采用手工的方式來(lái)調(diào)控施水量,全部通過(guò)硬件來(lái)改進(jìn)施水播種機(jī)的作業(yè)性能,存在調(diào)控施水量的自由度小及操作復(fù)雜等缺陷。而且,在抗旱節(jié)水裝備與技術(shù)領(lǐng)域,歐美國(guó)家開發(fā)的智能化變量灌溉農(nóng)作機(jī)械都采用連續(xù)施水方式
3、,通過(guò)微控制器控制流量閥的開度進(jìn)行變量施水,尚未查到有關(guān)間歇變量穴施水相關(guān)的研究?jī)?nèi)容。
針對(duì)這一問(wèn)題,本課題組人員前期研制了基于GPS/GIS的玉米變量穴灌穴播機(jī),工況下該機(jī)具作業(yè)前人工采集農(nóng)田土壤濕度信息和位置信息,然后將該信息通過(guò)GIS軟件生成施水決策文件,機(jī)具作業(yè)時(shí)控制器通過(guò)GPS獲取位置信息的同時(shí)讀取施水決策文件,獲取該位置的施水量,當(dāng)傳感器檢測(cè)到落種后控制施水,完成水種施播。田間節(jié)水性能試驗(yàn)結(jié)果表明,樣機(jī)采用變量施水
4、方式分別與條灌及本機(jī)具定量施水方式相比,具有較好的節(jié)水效果。但該機(jī)具的推廣應(yīng)用存在以下兩個(gè)問(wèn)題:首先,田間土壤含水量隨時(shí)間和空間的變率大,而上述機(jī)具不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集土壤含水量并實(shí)時(shí)改變施水量,因此不能達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水效果;其次,機(jī)具作業(yè)前期需要用采集田間位置信息和土壤濕度信息,工作量較大;而且,該機(jī)具需裝備GPS/GIS系統(tǒng),作業(yè)時(shí)需上位機(jī)軟件施水模式?jīng)Q策系統(tǒng)的支持,既提高了裝備作業(yè)成本,又對(duì)使用者有較高的文化科技水平要求。
據(jù)
5、此,本課題在前期研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開展了基于傳感器的變量穴施水穴播的融合技術(shù)研究,研制了變量穴灌穴播機(jī)。本課題中本人設(shè)計(jì)了水分測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)的傳感器實(shí)時(shí)采集的田間土壤含水量;設(shè)計(jì)了水種同步控制系統(tǒng),施水控制模塊根據(jù)落種檢測(cè)模塊檢測(cè)到的落種信號(hào)控制施水時(shí)刻,實(shí)現(xiàn)水種同步施播,同時(shí)施水決策模塊根據(jù)土壤濕度信號(hào)調(diào)控施水量,實(shí)現(xiàn)按需變量施水,達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水效果;研究了電磁閥施水量數(shù)學(xué)模型,為變量穴灌穴播機(jī)施水決策模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考
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