茶園氣象環(huán)境無線監(jiān)測(cè)及防霜控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、我國茶葉種植多集中于丘陵山區(qū)，復(fù)雜的地形使得茶園中不同區(qū)域近地氣候差異性顯著，晚霜所造成的茶樹凍害程度也有所不同。目前分布在茶園中的多組防霜機(jī)的控制，僅以某一種地形上的茶樹冠層處的溫度為依據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的啟閉控制，易造成空操作、誤操作;此外，由于茶葉種植區(qū)地處偏遠(yuǎn)，茶園內(nèi)氣候環(huán)境與外界存在差異，且各種植地塊分散，也增加了霜凍害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和防霜控制的難度?；诖?，本論文在國家863計(jì)劃課題“茶園智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備開發(fā)”和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目

2、“茶園氣流擾動(dòng)防霜控制策略研究”的資助下，首先試驗(yàn)研究晚霜天氣條件下，茶園中不同地形上氣溫的差異性，以此對(duì)茶園監(jiān)測(cè)控制區(qū)域進(jìn)行劃分，并合理布置防霜機(jī);最后構(gòu)建基于433 MHz無線射頻的茶園氣象環(huán)境無線監(jiān)測(cè)及防霜控制系統(tǒng)，并進(jìn)行測(cè)試。
　　(1)晚霜茶園不同地形氣溫的差異性研究在面積為312畝的茶園中，試驗(yàn)測(cè)試晚霜條件下不同地形上茶樹冠層處氣溫及逆溫強(qiáng)度的差異。測(cè)試點(diǎn)高度分別為近地上方1.2 m(茶樹冠層溫度)、3.5 m和6.5

3、 m。結(jié)果表明:茶園不同地形上，隨著海撥的降低1.2 m處氣溫逐漸降低，且差異性明顯，最大差值可達(dá)差6.1℃;茶園內(nèi)的最低溫度明顯低于天氣預(yù)報(bào)最低溫度，最大相差7℃;茶園近地不同地形在近地6.5m與1.2 m的逆溫強(qiáng)度差異性明顯，最大達(dá)5.3℃，隨著海撥的降低，逆溫強(qiáng)度變大。
　　(2)茶園監(jiān)控區(qū)域劃分及防霜機(jī)布置基于上述氣溫分布的差異性，將茶園劃分為5個(gè)防霜監(jiān)控區(qū)域。以南坡茶園種植區(qū)域?yàn)槔?，為使防霜覆蓋率高于90％，根據(jù)防霜機(jī)數(shù)

4、量最少、走線路徑，提出了2種方案;分別計(jì)算了2種方案的防霜覆蓋率、防霜機(jī)數(shù)量以及線路總長(zhǎng)。結(jié)果表明:試驗(yàn)地塊上防霜機(jī)布置數(shù)量為15個(gè)，安裝俯角為15°，防霜機(jī)朝向坡頂?shù)姆桨笧樽罴?，同時(shí)降低了整個(gè)防霜系統(tǒng)的成本。
　　(3)茶園氣象環(huán)境無線監(jiān)測(cè)及防霜控制系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)下位機(jī)采用PLC作為采集控制終端的核心，基于433 MHz無線射頻與上位機(jī)進(jìn)行通訊，以實(shí)現(xiàn)茶園氣象環(huán)境信息的無線采集和和防霜機(jī)控制。首先設(shè)計(jì)了PLC外圍控制電路和無線數(shù)據(jù)