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目前,我国果园灌溉施肥技术得到了一定的发展,其节水、节肥、高效等优势明显优于传统的沟灌、漫灌以及人工撒肥、开沟施肥方式。但是我国灌溉施肥设备配套的决策和控制系统仍然不够完善,适用性和稳定性问题还未得到有效的解决,为此开发配套的决策和控制系统就显得非常重要。本文设计的基于PLC的果园灌溉施肥决策和控制系统以西门子S7-200 SMART PLC为下位机控制核心,上位机由强大科技QDGate301-L PLC远程控制模块提供的云平台和西门子SMART 700 IE V3人机交互触摸屏构成,实现了果树灌溉施肥的稳定控制。系统在果园中部署了土壤传感器、果树冠层环境温湿度传感器、果树叶面温湿度传感器和气象站获取果园信息,基于自适应加权融合算法的变论域模糊决策方法制定水肥决策方案。系统工作时,根据液位传感器、压力传感器等传感器获取设备实时工作状态,控制执行机构的运行。本文的研究内容如下:(1)利用西门子S7-200 SMART PLC搭建了果园灌溉施肥决策和控制系统的信息监测系统,选择正方形分割节点部署方式在果园土壤中部署了 6个土壤监测节点以采集土壤温湿度、EC值和pH值;选择随机部署的方式在果园中部署了2个果树节点以采集冠层环境温湿度和叶面温湿度;在果园边界内部署了一个气象站,实现了果园土壤、果树、气象信息的实时监测,为制定水肥决策提供了数据支撑。(2)利用西门子S7-200 SMART PLC开发了果园灌溉施肥决策和控制系统的控制执行系统,包括灌溉水过滤和反冲洗子系统、灌溉子系统、混肥子系统、施肥子系统和管道阀门控制子系统。通过液位传感器、压力传感器、液体EC值传感器、pH值传感器和压差开关获取系统实时工作状态,实现了果园水肥设备的自动运行。(3)采用强大科技QDGate301-L PLC远程控制模块提供的云平台和西门子SMART 700 IE V3人机交互触摸屏完成了监控平台的开发,实现了果园水肥信息查询、灌溉施肥控制和设备状态查询,为用户提供了直观、简洁的人机交互控制。(4)利用基于自适应加权融合算法的变论域模糊决策方法完成了灌溉施肥决策的确定,利用最佳土壤湿度偏移值和果园温度(对土壤温度、冠层环境温度、叶面温度三个指标的融合值再取平均值)、土壤EC偏移值和土壤pH偏移值分别建立双输入单输出的模糊规则,分别得到了果园灌溉和施肥的决策方案。决策和控制系统运行稳定、操作方便、界面简洁,具有可拓展性,能够适应果园灌溉施肥设备的运行需要,具有广阔的应用前景。