我国传统的农业灌溉过程存在水资源滥用与浪费,其灌溉用水有效利用系数仅为0.53。目前我国灌溉技术大部分仍然为人工灌溉,无法有效地节省灌溉水资源;而且传统的灌溉监测系统扩展性不强导致用户后期很难对系统进行功能模块扩展。因此急需设计出一种能够实时显示灌区环境因子且能够根据采集的土壤墒情对作物进行适时适量灌溉的灌溉监测系统。本文构建了果园环境监测与自适应灌溉于一体的基于SSM(Spring、SpringMVC、MyBatis)框架自适应灌溉监测系统。该系统一方面能够通过对环境因子多通道采集实现对灌区环境的监测,并可以根据灌区土壤墒情以及作物的所需土壤含水量在自适应灌溉模式下,对灌溉系统进行自动的智能化控制,实现对作物按需灌溉,确保作物保持适宜的土壤含水量,有效地减少了灌溉用水的浪费;另一方面,该系统上位机部分采用SSM框架的B/S(Browser/Server)模式,灌溉环境因子能够实时以Web形式在PC终端显示,方便用户后期对该灌溉监测系统进行功能模块扩展,使得该灌溉监测系统更加个性化。其主要工作如下:(1)设计一种稳定、实时且适用于复杂地形作物灌溉的自适应灌溉模式。引入了自适应PID控制策略,以隔膜泵为控制对象,作物所需的土壤含水量为输入,反馈量为土壤实时含水量,实现灌溉系统闭环控制。自适应控制系统可以不断的对控制系统进行修正,即根据灌区环境的变化自动地调整PID的三个参数值,实现了农作物的适时和适量的精准灌溉,实现在作物缺水时进行灌溉,不缺水或者下雨时停止灌溉,有效地减少了灌溉用水的浪费。试验表明,自适应灌溉模式相对于定时灌溉模式和人工灌溉模式,能够始终保证作物适宜的土壤含水量。(2)结合当前最流行的B/S架构、SSM框架、MVC(Model View Controller)设计模式,而传统的模式往往会因为承担过多功能造成扩展性较差,部署繁琐,后期难以进行维护,本文根据系统的功能要求,并给出了SSM框架的配置方案、设计相应的数据库表以及核心模块。使得系统各部分功能模块化,便于用户后期维护和功能模块扩展。同时经过测试证明系统能够稳定运行,具有较好的用户体验。(3)在传统无线灌溉系统中引入了ZigBee-WiFi网关进行远程管理,提高了数据吞吐量,扩大了监测面积,实现了区域多点联动。试验验证了ZigBee-WiFi网关比ZigBee-GPRS网关通信性能更优越,其丢包率在100m内低于10%,且ZigBee-WiFi网关在发送数据时瞬间工作电流比ZigBee-GPRS网关低30mA。(4)优化服务器Tomcat性能,经过与优化前Tomcat服务器的默认配置的对比,平均响应时间降低至7ms,显著地增加了QPS的值,提高了灌溉监测系统的实时性。