水肥智能感知与精确配比系统

来源:华文易迅 时间:2022-08-25 09:00:00

为了解决当时农场当地存在的复合肥精量施肥问题，本研究以水肥一体化智能灌溉施肥系统为研究对象，构建了水肥浓度智能感知精确配比系统。本文提出了一种快速建立在线水肥溶液现场智能感知模型的方法，并通过数据分析算法，对传感器实时监测的一系列肥料溶液进行数据挖掘。然后在此基础上设计出水肥浓度智能感知与精确配比系统的框架结构，阐述了系统工作原理；并在三种水体模拟在线配肥试验中，验证了该系统在现场指导水肥浓度配比的有效性，同时评价了水电导率对水肥配比浓度的影响。实验结果表明，在正则条件下二阶多项式拟合曲线是表征溶液电导率与水肥浓度变化关系最好的模型，相关系数R2大于0.999，并据此可以通过模型得到复合肥用户所关心的各项指标。三种水体模拟在线配肥结果表明，水体干扰电导率而不能精确反演水肥比例，相对偏差大于0.1。为此，本文提出的水肥智能感知与精确配比在线系统，实现了消除局部水体电导率对配比准确度的影响，并通过模型计算得到各指标的精确配比。本系统结构简单，配比准确，易于与现有的水肥一体机或人工配肥系统相结合，可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培、大田经济作物等环境中的精确智能施肥。

本文以“水肥一体化智能灌溉施肥系统”为研究对象，针对目前农场区存在的复合肥精确配料问题，提出了一级原位水肥浓度建模系统与二级水肥精准配比子系统，通过建立水、肥浓度智能感知模型，消除当地水体电导率对肥水配比准确度的影响，实现水肥浓度智能感知与精确配比体系。本文采用数据分析算法，通过对一系列由传感器实时监测的浓度梯度的肥料溶液进行挖掘，在正则化条件下二阶多项式拟合曲线，是表征电导率与水肥浓度之间关系最好的模型，通过该模型可以求得使用者所关注的各项指标浓度。本文通过建立流动施肥装置和三种水体施肥模型，深入探讨了三种水体电导率对肥水肥配比准确度的影响，确定了水体对电导率测定水肥浓度法的干扰不容忽视。

本文所提出的水肥在线检测与配比系统具有系统结构简单、自动化程度高、水肥精确度高、易于与现有水肥一体化等优点，在设施农业栽培、果园栽培、经济作物栽培等环境中，可广泛用于精确施肥。