书籍详情
山地水肥一体化精准调控装备与系统关键技术研究
作者：王永涛，刘坚，张和喜，李家春，蔡家斌 编
出版社：中国水利水电出版社
出版时间：2021-09-01
ISBN：9787517099789
定价：¥78.00
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内容简介
水肥一体化是将施肥技术与灌溉技术相结合的一项新技术，是精确施肥与精确灌溉相结合的产物，在灌溉技术中占有重要地位。本书在介绍高效节水灌溉技术现状及意义的基础上，对主要作物水肥一体化调控模型、山地水肥一体化施肥机研制、水肥一体化控制系统设计、水肥一体化计量装置、水肥条件下灌溉管网的优化、水肥精准调控信息系统详细设计、水肥精准调控信息系统实现与测试以及应用示范等方面进行了全面介绍。本书可供农业技术人员、农业种植人员以及相关专业院校师生阅读参考。
作者简介
暂缺《山地水肥一体化精准调控装备与系统关键技术研究》作者简介
目录
前言
第1章 高效节水灌溉技术现状及意义
1.1 概述
1.2 研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 研究的必要性与可行性
1.3.1 研究的必要性
1.3.2 研究的可行性
1.4 水肥一体化高效节水需求分析
1.4.1 产业政策
1.4.2 应用需求
1.5 本章小结
第2章 山地水肥一体化的关键技术
2.1 CFD技术
2.1.1 物理模型
2.1.2 网格划分
2.1.3 数学模型
2.2 无线传感器网络技术
2.2.1 无线传感器网络体系结构
2.2.2 无线传感器网络节点组成架构
2.2.3 无线传感器网络操作系统和编程语言
2.3 系统框架
2.3.1 Java EE
2.3.2 SSM
2.3.3 Web GIS
2.4 数据库技术
2.4.1 SQL Server数据库
2.4.2 数据模型
2.4.3 数据库系统设计方法
2.5 并发控制与恢复机制
2.6 公钥密码系统技术
2.6.1 Blum-Blum-Shub随机序列发生器
2.6.2 Blum-Goldwasser概率公钥系统
2.7 系统网络架构
2.7.1 Client/Server（C/S）结构模式
2.7.2 Browser/Server（B/S）结构模式
2.8 系统开发方法
2.8.1 系统生命周期法
2.8.2 系统原型法
2.9 本章小结
第3章 主要作物水肥一体化调控模型
3.1 主要作物适宜的土壤水分调控阈值
3.1.1 水稻的土壤水分调控指标
3.1.2 玉米的土壤水分调控指标
3.1.3 冬小麦的土壤水分调控指标
3.1.4 油菜的土壤水分调控指标
3.1.5 烤烟的土壤水分调控指标
3.2 水肥一体化模糊控制模型
3.2.1 模糊控制理论
3.2.2 模糊控制系统的仿真
3.3 水肥一体化模糊PID控制模型
3.3.1 水肥调控模型软件方案
3.3.2 PID控制算法设计与仿真
3.3.3 施肥量自适应模糊PID控制设计与仿真
3.3.4 水肥调控模型试验与分析
3.4 本章小结
第4章 山地水肥一体化施肥机研制
4.1 研制目标及内容
4.1.1 研究目标
4.1.2 系统整体设计
4.1.3 系统结构设计与加工
4.2 三通道旁路吸肥式自动施肥机方案设计
4.2.1 施肥机设计性能要求
4.2.2 施肥机工作原理及部件划分
4.2.3 施肥机安装模式设计
4.2.4 施肥机技术参数
4.3 吸混肥系统设计与分析优化
4.3.1 三通道定量吸肥系统设计
4.3.2 三通道混肥系统设计研究
4.3.3 基于FloEFD吸混肥系统特性分析
4.3.4 运行模式优化设计
4.3.5 机架结构设计
4.3.6 施肥机整机结构
4.4 基于FloEFD施肥机运行工况的仿真分析
4.4.1 流动迹线图
4.4.2 吸肥机构压强云图
4.4.3 吸肥机构速度云图
4.4.4 结果分析
4.5 不同通道开启数量仿真分析
4.5.1 单通道开启分析
4.5.2 两通道开启分析
4.5.3 三通道开启分析
4.5.4 结果分析
4.6 本章小结
第5章 水肥一体化控制系统设计
5.1 逻辑控制器的选择
5.1.1 选择PLC的理由
5.1.2 PLC的选型
5.1.3 A/D模块的选择
5.2 传感器的选择
5.2.1 pH传感器的选择
5.2.2 EC传感器的选择
5.2.3 土壤湿度传感器的选择
5.2.4 压力传感器的选择
5.3 控制电路设计
5.3.1 控制系统线路图
5.3.2 泵的控制线路图
5.4 模糊控制在PLC中的应用
5.4.1 查询表的建立
5.4.2 模糊控制程序流程图
5.4.3 模糊控制设计
5.5 样机研制与性能试验研究
5.5.1 试验目的
5.5.2 样机研制
5.5.3 样机试验条件
5.6 样机性能试验及结果分析
5.6.1 最大吸肥量试验
5.6.2 定量吸肥试验
5.6.3 运行稳定性试验
5.7 本章小结
第6章 水肥一体化计量装置
6.1 渠道流量监测方法
6.1.1 水位流量法
6.1.2 流速面积法
6.1.3 两种方法比较
6.2 明渠流量监测应用
6.2.1 流速仪测流
6.2.2 多普勒法
6.2.3 超声波时差法
6.2.4 雷达式
6.2.5 堰槽式
6.3 管道流量监测方法
6.3.1 流量测量方法
6.3.2 管道流量监测工程应用
6.4 本章小结
第7章 水肥条件下灌溉管网的优化
7.1 基于遗传算法的树状灌溉管网优化
7.1.1 编码
7.1.2 遗传算子设计
7.2 混合算法的灌溉管网优化
7.2.1 SAGA混合优化算法
7.2.2 SACS混合优化算法
7.3 实例应用
7.3.1 已知条件
7.3.2 遗传算法计算结果及分析
7.3.3 混合算法计算结果及分析
7.4 本章小结
第8章 水肥精准调控信息系统详细设计
8.1 系统用户分析
8.2 系统功能需求分析
8.2.1 工程项目监控信息管理模块分析
8.2.2 用水计量计费管理模块分析
8.2.3 数据统计与分析模块分析
8.2.4
第1章 高效节水灌溉技术现状及意义
1.1 概述
1.2 研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 发展趋势
1.3 研究的必要性与可行性
1.3.1 研究的必要性
1.3.2 研究的可行性
1.4 水肥一体化高效节水需求分析
1.4.1 产业政策
1.4.2 应用需求
1.5 本章小结
第2章 山地水肥一体化的关键技术
2.1 CFD技术
2.1.1 物理模型
2.1.2 网格划分
2.1.3 数学模型
2.2 无线传感器网络技术
2.2.1 无线传感器网络体系结构
2.2.2 无线传感器网络节点组成架构
2.2.3 无线传感器网络操作系统和编程语言
2.3 系统框架
2.3.1 Java EE
2.3.2 SSM
2.3.3 Web GIS
2.4 数据库技术
2.4.1 SQL Server数据库
2.4.2 数据模型
2.4.3 数据库系统设计方法
2.5 并发控制与恢复机制
2.6 公钥密码系统技术
2.6.1 Blum-Blum-Shub随机序列发生器
2.6.2 Blum-Goldwasser概率公钥系统
2.7 系统网络架构
2.7.1 Client/Server（C/S）结构模式
2.7.2 Browser/Server（B/S）结构模式
2.8 系统开发方法
2.8.1 系统生命周期法
2.8.2 系统原型法
2.9 本章小结
第3章 主要作物水肥一体化调控模型
3.1 主要作物适宜的土壤水分调控阈值
3.1.1 水稻的土壤水分调控指标
3.1.2 玉米的土壤水分调控指标
3.1.3 冬小麦的土壤水分调控指标
3.1.4 油菜的土壤水分调控指标
3.1.5 烤烟的土壤水分调控指标
3.2 水肥一体化模糊控制模型
3.2.1 模糊控制理论
3.2.2 模糊控制系统的仿真
3.3 水肥一体化模糊PID控制模型
3.3.1 水肥调控模型软件方案
3.3.2 PID控制算法设计与仿真
3.3.3 施肥量自适应模糊PID控制设计与仿真
3.3.4 水肥调控模型试验与分析
3.4 本章小结
第4章 山地水肥一体化施肥机研制
4.1 研制目标及内容
4.1.1 研究目标
4.1.2 系统整体设计
4.1.3 系统结构设计与加工
4.2 三通道旁路吸肥式自动施肥机方案设计
4.2.1 施肥机设计性能要求
4.2.2 施肥机工作原理及部件划分
4.2.3 施肥机安装模式设计
4.2.4 施肥机技术参数
4.3 吸混肥系统设计与分析优化
4.3.1 三通道定量吸肥系统设计
4.3.2 三通道混肥系统设计研究
4.3.3 基于FloEFD吸混肥系统特性分析
4.3.4 运行模式优化设计
4.3.5 机架结构设计
4.3.6 施肥机整机结构
4.4 基于FloEFD施肥机运行工况的仿真分析
4.4.1 流动迹线图
4.4.2 吸肥机构压强云图
4.4.3 吸肥机构速度云图
4.4.4 结果分析
4.5 不同通道开启数量仿真分析
4.5.1 单通道开启分析
4.5.2 两通道开启分析
4.5.3 三通道开启分析
4.5.4 结果分析
4.6 本章小结
第5章 水肥一体化控制系统设计
5.1 逻辑控制器的选择
5.1.1 选择PLC的理由
5.1.2 PLC的选型
5.1.3 A/D模块的选择
5.2 传感器的选择
5.2.1 pH传感器的选择
5.2.2 EC传感器的选择
5.2.3 土壤湿度传感器的选择
5.2.4 压力传感器的选择
5.3 控制电路设计
5.3.1 控制系统线路图
5.3.2 泵的控制线路图
5.4 模糊控制在PLC中的应用
5.4.1 查询表的建立
5.4.2 模糊控制程序流程图
5.4.3 模糊控制设计
5.5 样机研制与性能试验研究
5.5.1 试验目的
5.5.2 样机研制
5.5.3 样机试验条件
5.6 样机性能试验及结果分析
5.6.1 最大吸肥量试验
5.6.2 定量吸肥试验
5.6.3 运行稳定性试验
5.7 本章小结
第6章 水肥一体化计量装置
6.1 渠道流量监测方法
6.1.1 水位流量法
6.1.2 流速面积法
6.1.3 两种方法比较
6.2 明渠流量监测应用
6.2.1 流速仪测流
6.2.2 多普勒法
6.2.3 超声波时差法
6.2.4 雷达式
6.2.5 堰槽式
6.3 管道流量监测方法
6.3.1 流量测量方法
6.3.2 管道流量监测工程应用
6.4 本章小结
第7章 水肥条件下灌溉管网的优化
7.1 基于遗传算法的树状灌溉管网优化
7.1.1 编码
7.1.2 遗传算子设计
7.2 混合算法的灌溉管网优化
7.2.1 SAGA混合优化算法
7.2.2 SACS混合优化算法
7.3 实例应用
7.3.1 已知条件
7.3.2 遗传算法计算结果及分析
7.3.3 混合算法计算结果及分析
7.4 本章小结
第8章 水肥精准调控信息系统详细设计
8.1 系统用户分析
8.2 系统功能需求分析
8.2.1 工程项目监控信息管理模块分析
8.2.2 用水计量计费管理模块分析
8.2.3 数据统计与分析模块分析
8.2.4
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