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随着生活水平的提高,设施农业已经成为现代农业的重要组成部分,受制于水资源匮乏和肥料利用率低的影响,水肥耦合灌溉的研究便具有了十分重要的意义。我国灌溉自动化处于起步阶段,自动化程度较低,国内的温室,其设备大都比较简陋,仍然采用传统方式,依靠过往经验,严重影响了温室作物的产量和质量。随着计算机软件技术的发展,虚拟仪器已经成为测控领域发展的一个主要工具,基于虚拟仪器性能高、扩展性强、开发时间少、无缝集成的四大优势,采用虚拟仪器实现水肥耦合灌溉必将成为现代温室测控领域的发展趋势。本文根据国内高效农业发展的实际需要,设计出一套可以用于温室实时灌水与施肥的自动控制系统。主要研究内容有:(1)分析了温室作物如黄瓜、青椒对生长环境中的土壤湿度和土壤含肥量两个参数的需求,在此基础上选择了相应的AQUA-TEL-TDR土壤水分/温度传感器和H14321型电导率仪,配以PCI6024E数据采集卡、RS232传输线对两个参数进行采集和传输。(2)基于虚拟仪器在测控领域的优势,以美国国家仪器(NI)公司开发的labview软件作为开发平台,将PC机、传感器、数据采集卡、传输线以及水泵、控制阀和各种监测仪表有机结合,设计了水肥耦合灌溉控制系统。(3)系统将传感器采集到的实时数据,如土壤湿度、耦合液EC值等,经数据采集卡和通信设备输入PC机中的软件中,继而进行统计分析、处理和存储,同时实时显示在操作界面上,并通过控制线路输出开关信号,控制水泵、电磁阀的开关实现灌溉控制,调节作物的生长环境。(4)考虑到系统的推广,软件采用模块化的思想设计,可随时扩展;处于温室环境系统非线性、时变、大时延、数学模型难以精确建立等的特点,采用模糊控制方法实现对温室灌溉系统的控制。(5)通过电导率和肥液浓度关系试验,得到浓度和EC值的关系曲线及其方程,并由此得出水肥耦合灌溉模型;由系统的运行试验,得到了运行过程中的运行曲线,证明系统运行良好。