本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)和一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測系統(tǒng)模糊控制方法。
背景技術(shù)：
：我國農(nóng)業(yè)具有地域分散、環(huán)境因子不確定、對(duì)象多樣、生物自身變異大等特點(diǎn)，要提高農(nóng)業(yè)的控制管理水平，對(duì)農(nóng)田現(xiàn)場氣象環(huán)境參數(shù)以及由其變化引起的作物狀態(tài)的改變、作物的長勢及各類病蟲害狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，無論對(duì)于科學(xué)研究還是生產(chǎn)管理都非常重要。但從技術(shù)層面上看，傳統(tǒng)的農(nóng)田現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集后，通過RS485總線將數(shù)據(jù)傳輸至PC機(jī)。但在農(nóng)田現(xiàn)場使用PC機(jī)監(jiān)測存在很多問題：農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境相對(duì)比較惡劣，存在濕度大、光照強(qiáng)等較多因素，這大大加速了安放于農(nóng)田現(xiàn)場工作的機(jī)元器件的老化速度；同時(shí)RS485總線由于傳輸距離有限，很難實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程采集監(jiān)控。隨著移動(dòng)通信技術(shù)不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)為農(nóng)田現(xiàn)場氣象環(huán)境數(shù)據(jù)及作物圖像的遠(yuǎn)程采集傳輸提供了一個(gè)有效途徑，GPRS技術(shù)以其永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)、快速登錄、自如切換、高速傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)有線傳輸方式布線的限制，因此采用具有數(shù)據(jù)傳輸功能的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以降低設(shè)備投入，同時(shí)也不用自己去專門維護(hù)、檢修，是比較理想的選擇。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)，采用GPRS技術(shù)進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的發(fā)送，省去的現(xiàn)場的線纜布線的麻煩和不便。本發(fā)明還有一個(gè)目的是使用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳監(jiān)控中心，可以到達(dá)國家的任意地方，突破了數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)南拗?。本發(fā)明的另一個(gè)目的是可以采集多種影響作物生長的參數(shù)，并計(jì)算環(huán)境影響因子，將其帶入模糊控制器，精準(zhǔn)控制作物施肥量，保證作物良性生長。一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)，包括：GPRS無線傳輸模塊；微控制器，其連接所述GPRS無線傳輸模塊，能夠監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地控制系統(tǒng)的運(yùn)行；信息采集終端，包括信息采集模塊和功能執(zhí)行模塊，用于采集多種感知量和執(zhí)行多種控制量；其中，微控制器和信息采集終端之間通過GPRS無線傳輸模塊連通；云服務(wù)器，其通過通信網(wǎng)絡(luò)與所述GPRS無線傳輸模塊連接，用于存儲(chǔ)記錄信息采集終端采集到的信號(hào)。優(yōu)選的是，所述微控制器包括電子控制單元，晶振電路以及復(fù)位電路；其中，所述電子控制單元用于運(yùn)行程序，所述晶振電路與所述復(fù)位電路輸出端分別接所述電子控制單元的輸入端。優(yōu)選的是，所述GPRS無線傳輸模塊采用無線通訊模塊與所述電子控制單元通過串口進(jìn)行交叉物理連接。優(yōu)選的是，所述信息采集終端包括：濕度傳感器，其掩埋在田間不同深度，用于采集土壤濕度；溫度傳感器，其掩埋在土壤內(nèi)部，用于檢測土壤溫度；光照強(qiáng)度傳感器，其設(shè)置在田間農(nóng)作物頂部，用于采集葉面吸收光照情況。一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測系統(tǒng)模糊控制方法，包括以下步驟：采集環(huán)境溫度T，環(huán)境濕度RH，二氧化碳濃度ρ2，氧氣濃度ρ0，光照強(qiáng)度Il，紫外線強(qiáng)度Ig，風(fēng)速v；計(jì)算環(huán)境評(píng)估因數(shù)并將其與預(yù)設(shè)評(píng)估因數(shù)作比較得到環(huán)境因數(shù)偏差信號(hào)，將紫外線強(qiáng)度與平均在外強(qiáng)度作比較得到紫外強(qiáng)度偏差信號(hào)；將環(huán)境因數(shù)偏差信號(hào)經(jīng)過微分計(jì)算得到環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)；將紫外強(qiáng)度偏差信號(hào)經(jīng)過微分計(jì)算后得到紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)；將環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)和紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)輸入模糊控制器，輸出為土壤施肥量。優(yōu)選的是，所述環(huán)境評(píng)估因數(shù)的計(jì)算公式為：優(yōu)選的是，所述環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)和紫外強(qiáng)度變化率的模糊集為{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，PB表示正大，PM表示正中，PS表示正小，ZR表示零，NS表示負(fù)小，NM表示負(fù)中，NB表示負(fù)大，它們的論域?yàn)椋簕-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。優(yōu)選的是，所述模糊控制器的輸入和輸出變量的隸屬度函數(shù)均選擇三角形隸屬度函數(shù)。本發(fā)明的有益效果1.無線化：本發(fā)明采用GPRS技術(shù)進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的發(fā)送，省去的現(xiàn)場的線纜布線的麻煩和不便；2.遠(yuǎn)程化：本發(fā)明使用中國移動(dòng)無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳監(jiān)控中心，可以到達(dá)國家的任意地方，突破了數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)南拗啤?.本發(fā)明提供的基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息檢測系統(tǒng)模糊控制方法，可以采集多種影響作物生長的參數(shù)，并計(jì)算環(huán)境影響因子，將其帶入模糊控制器，精準(zhǔn)控制作物施肥量，保證作物良性生長，與傳統(tǒng)的農(nóng)作物生長采集監(jiān)測系統(tǒng)有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。附圖說明圖1為本發(fā)明所述的基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)的框架圖。圖2為本發(fā)明所述的基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)的硬件連接示意圖。圖3為本發(fā)明所述的是微控制器的原理圖。圖4為本發(fā)明所述的電源電路原理圖。圖5為本發(fā)明所述的GPRS通信接口電路原理圖。圖6為本發(fā)明所述的溫度傳感器接口電路原理圖。圖7為本發(fā)明所述的濕度傳感器接口電路原理圖。圖8為本發(fā)明所述的CO2傳感器接口電路原理圖。圖9為本發(fā)明所述的O2傳感器接口電路原理圖。圖10為本發(fā)明所述的光照強(qiáng)度傳感器接口電路原理圖。圖11為本發(fā)明所述的紫外線傳感器接口電路原理圖。圖12為本發(fā)明所述的風(fēng)速傳感器接口電路原理圖。圖13為本發(fā)明所述的系統(tǒng)嵌入式軟件程序流程框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。如圖1、2所示，本發(fā)明提供的基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息采集監(jiān)測系統(tǒng)，包括：GPRS無線傳輸模塊100、微控制器200、信息采集終端300和云服務(wù)器400。其中，如圖3所示，GPRS無線傳輸模塊100，GPRS通信模塊(P7)使用的是SIMCOM公司生產(chǎn)的SIM900模塊，其通過串口連接單片機(jī)(U2)。GPRS通信模塊(P7)引腳6連接單片機(jī)(U2)的引腳(PA9)，用于接收單片機(jī)(U2)發(fā)來的數(shù)據(jù)；GPRS通信模塊(P7)引腳5連接單片機(jī)(U2)的引腳(PA10)，用于向單片機(jī)(U2)發(fā)送數(shù)據(jù)；GPRS通信模塊(P7)引腳3連接單片機(jī)(U2)的引腳(PC9)，用于GPRS通信模塊(P7)死機(jī)時(shí)重新復(fù)位；GPRS通信模塊(P7)引腳1連接4V電源，用于為GPRS通信模塊(P7)供電；GPRS通信模塊(P7)引腳2和引腳7連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地。微控制器200，其連接所述GPRS無線傳輸模塊，能夠監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)并且有效地控制系統(tǒng)的運(yùn)行，為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，包括：單片機(jī)(U2)、晶振啟動(dòng)電路、系統(tǒng)復(fù)位電路，單片機(jī)(U2)采用的32STM32F103RBT6型微控制器，該單片機(jī)包括128K閃存空間和20K隨機(jī)存儲(chǔ)空間，其電容C15、C16、晶振Y2構(gòu)成了單片機(jī)(U2)的晶振電路，為單片機(jī)(U2)運(yùn)行提供時(shí)鐘基礎(chǔ)，電阻R1、電容C3構(gòu)成了單片機(jī)(U2)的復(fù)位電路，用于單片機(jī)(U2)的復(fù)位，使單片機(jī)(U2)能正常工作，電子控制單元用于運(yùn)行程序，晶振電路與復(fù)位電路輸出端分別連接電子控制單元的輸入端。如圖4所示，電源電路原理圖，包括交流轉(zhuǎn)直流模塊(P01)，輸入端連接外部220V交流市電，輸出端輸出直流12V電壓；保險(xiǎn)絲(FUSE)是對(duì)總電路進(jìn)行電流限制；壓敏電阻(MOV)用來保護(hù)電子電路免受電壓尖峰和電流浪涌的影響；電容C1、C2針對(duì)12V輸出電壓進(jìn)行高頻濾波。直流轉(zhuǎn)直流模塊(P02)，輸入端連接交流轉(zhuǎn)直流模塊(P01)輸出的直流12V電壓，輸出端輸出直流5V電壓；電容C3針對(duì)輸入端電壓進(jìn)行高頻濾波，電容C4針對(duì)輸出端電壓進(jìn)行高頻濾波。4V穩(wěn)壓芯片(P03)，采用MIC29302芯片，輸入端連接直流轉(zhuǎn)直流模塊(P02)輸出的直流5V電壓，輸出端輸出4V直流電壓，為GPRS通信模塊提供工作電源；電容C5、C6用于電壓濾波，電阻R8、R9串聯(lián)用于分壓使得4V穩(wěn)壓芯片(P03)引腳4輸出直流4V電壓。3.3V穩(wěn)壓芯片(P04)，采用AMS1117-3.3芯片，輸入端連接直流轉(zhuǎn)直流模塊(P02)輸出的直流5V電壓，輸出端輸出3.3V直流電壓，電容C7針對(duì)輸入端電壓進(jìn)行濾波，電容C8和C9針對(duì)輸出端電壓進(jìn)行高頻濾波。信息采集終端300，括信息采集模塊和功能執(zhí)行模塊，用于采集多種感知量和執(zhí)行多種控制量；包括：如下傳感器：如圖6所示，是溫度傳感器接口電路原理圖，溫度傳感器(P1)采用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器，通過單總線與單片機(jī)(U2)連接。溫度傳感器(P1)引腳1連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地；溫度傳感器(P1)引腳2連接單片機(jī)(U2)的引腳(PA0)；用于將采集的溫度數(shù)字量發(fā)送給單片機(jī)(U2)；溫度傳感器(P1)引腳3連接3.3V電源，用于給溫度傳感器(P1)供電。其中電阻R7為上拉電阻，用于將與單片機(jī)(U2)的PA0引腳上拉到高電平。其工作原理：單片機(jī)(U2)在主循環(huán)程序中每隔3秒通過溫度傳感器(P1)引腳2主動(dòng)發(fā)送讀取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)的命令，溫度傳感器(P1)接收到后同樣通過其腳2返回精確到小數(shù)位的溫度數(shù)字量。如圖7所示，是濕度傳感器接口電路原理圖，濕度傳感器(P2)采用的是DHT11數(shù)字濕度傳感器，通過單總線與單片機(jī)(U2)連接。濕度傳感器(P2)引腳1連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地；濕度傳感器(P2)引腳2連接單片機(jī)(U2)的引腳(PA4)；用于將采集的濕度數(shù)字量發(fā)送給單片機(jī)(U2)；濕度傳感器(P2)引腳3連接5V電源，用于給濕度傳感器(P2)供電。其工作原理：單片機(jī)(U2)在主循環(huán)程序中每隔2通過濕度傳感器(P2)引腳2主動(dòng)發(fā)送讀取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的濕度數(shù)據(jù)的命令，濕度傳感器(P2)接收到后同樣通過其引腳2返回帶有整數(shù)部分和小數(shù)部分的濕度數(shù)字量。如圖8所示，是CO2傳感器接口電路原理圖，CO2傳感器(P3)采用韓國進(jìn)口的S100H型數(shù)字傳感器，其采用電調(diào)制非分光紅外(NDIR)技術(shù)來高精度測量空氣中CO2的濃度。CO2傳感器(P3)通過串口與單片機(jī)(U2)連接，CO2傳感器(P3)引腳1連接12V電源，為CO2傳感器(P3)供電；CO2傳感器(P3)引腳2連接單片機(jī)(U2)引腳(PA15)，用于CO2傳感器死機(jī)時(shí)復(fù)位重新工作；CO2傳感器(P3)引腳3連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地；CO2傳感器(P3)引腳4連接單片機(jī)(U2)引腳(PA3)，用于向單片機(jī)(U2)傳輸采集的CO2濃度數(shù)據(jù)；CO2傳感器(P3)引腳5連接單片機(jī)(U2)引腳(PA2)，用于接收單片機(jī)(U2)發(fā)來的數(shù)據(jù)。其工作原理：CO2傳感器(P3)通過串口發(fā)送引腳，每隔3秒向單片機(jī)(U2)發(fā)送一次采集轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量，單片機(jī)(U2)產(chǎn)生串口中斷事件，此時(shí)通過串口中斷服務(wù)程序?qū)O2數(shù)據(jù)接收到本地緩沖區(qū)，以便進(jìn)行后面的計(jì)算處理。如圖9所示，是O2傳感器接口電路原理圖，O2傳感器(P5)采用ZE03-O2型數(shù)字傳感器，其采用三電極電化學(xué)氣體傳感器來高精度測量空氣中O2的百分比含量。O2傳感器(P5)通過串口與單片機(jī)(U2)連接，O2傳感器(P5)引腳1連接5V電源，為O2傳感器(P5)供電；O2傳感器(P5)引腳2連接單片機(jī)(U2)引腳(PC11)，用于向單片機(jī)(U2)傳輸采集的O2百分比含量；O2傳感器(P5)引腳3連接單片機(jī)(U2)引腳(PC10)，用于接收單片機(jī)(U2)發(fā)來的數(shù)據(jù)；O2傳感器(P5)引腳4連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地。其工作原理：O2傳感器(P5)通過串口發(fā)送引腳，每隔4秒向單片機(jī)(U2)發(fā)送一次采集轉(zhuǎn)化后的數(shù)字百分比含量，單片機(jī)(U2)產(chǎn)生串口中斷事件，此時(shí)通過串口中斷服務(wù)程序?qū)2數(shù)據(jù)接收到本地緩沖區(qū)，以便進(jìn)行后面的計(jì)算處理。如圖10所示，是光照強(qiáng)度傳感器接口電路原理圖，光照強(qiáng)度傳感器(P6)采用的是BH1750數(shù)字環(huán)境光傳感器，其通過IIC總線與單片機(jī)進(jìn)行相連接。光照強(qiáng)度傳感器(P6)引腳1連接3.3V電源，為光照強(qiáng)度傳感器(P6)供電；光照強(qiáng)度傳感器(P6)引腳2連接單片機(jī)(U2)引腳(PB10)，為IIC總線傳輸提供時(shí)鐘信號(hào)；光照強(qiáng)度傳感器(P6)引腳3連接單片機(jī)(U2)引腳(PB11)，為IIC總線傳輸提供數(shù)據(jù)信號(hào)；光照強(qiáng)度傳感器(P6)引腳4連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地。其工作原理：單片機(jī)(U2)在主循環(huán)程序中每隔3通過光照強(qiáng)度傳感器(P6)引腳2主動(dòng)發(fā)送讀取農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的命令，光照強(qiáng)度傳感器(P6)接收到命令后通過其引腳3返回短整型類型的光照強(qiáng)度值數(shù)字量。如圖11所示，是紫外線傳感器接口電路原理圖，紫外線傳感器(P9)采用的是UVM-30模擬紫外線傳感器，其檢測紫外線波長為200-370納米，具有線性電壓信號(hào)輸出。紫外線傳感器(P9)引腳1連接3.3V電源，為紫外線傳感器(P9)供電；紫外線傳感器(P9)引腳2連接單片機(jī)(U2)AD采集引腳(PA7)，用于向單片機(jī)傳輸紫外線強(qiáng)度模擬電壓信號(hào)；紫外線傳感器(P9)引腳3連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地。其工作原理：單片機(jī)(U2)在主循環(huán)程序中每隔2通過其AD轉(zhuǎn)換引腳(PA7)采集紫外線的模擬電信號(hào)，然后進(jìn)行12位精度的AD轉(zhuǎn)換變成短整型數(shù)字量，最后按照紫外線傳感器(P9)的說明書將數(shù)字量按照標(biāo)準(zhǔn)公式轉(zhuǎn)化為紫外線強(qiáng)度等級(jí)(0-11級(jí))。如圖12所示，是風(fēng)速傳感器接口電路原理圖，風(fēng)速傳感器(P8)采用的是YGC-FS型三風(fēng)杯數(shù)字量傳感器，其檢測風(fēng)速范圍為0-45m/s，分辨率為0.1m/s，具有串口數(shù)字信號(hào)輸出，因此風(fēng)速傳感器(P8)通過串口與單片機(jī)(U2)相連。風(fēng)速傳感器(P8)引腳1連接5V電源，為風(fēng)速傳感器(P8)供電；風(fēng)速傳感器(P8)引腳2連接單片機(jī)(U2)引腳(PC11)，用于向單片機(jī)(U2)傳輸采集的風(fēng)速數(shù)字量；風(fēng)速傳感器(P8)引腳3連接單片機(jī)(U2)引腳(PC10)，用于接收單片機(jī)(U2)發(fā)來的數(shù)據(jù)；風(fēng)速傳感器(P8)引腳4連接地線，用于與單片機(jī)(U2)共地。由于單片機(jī)(U2)的串口個(gè)數(shù)有限，這里風(fēng)速傳感器(P8)與權(quán)利9中的O2傳感器都連接到了單片機(jī)(U2)引腳(PC10和PC11)，進(jìn)行分時(shí)復(fù)用采集。其工作原理：當(dāng)O2傳感器(P5)通過串口發(fā)送引腳，每隔2秒向單片機(jī)(U2)發(fā)送一次采集轉(zhuǎn)化后的數(shù)字百分比含量后，接著的2S秒時(shí)間到，風(fēng)速傳感器(P8)通過串口發(fā)送引腳，向單片機(jī)(U2)發(fā)送一次采集轉(zhuǎn)化后的風(fēng)速值，單片機(jī)(U2)此時(shí)產(chǎn)生串口中斷事件，通過串口中斷服務(wù)程序?qū)L(fēng)速數(shù)據(jù)接收到本地緩沖區(qū)。這樣在軟件程序上O2傳感器(P5)與風(fēng)速傳感器(P8)實(shí)現(xiàn)了分時(shí)采集和處理。其工作原理：當(dāng)單片機(jī)(U2)運(yùn)行程序采集到所有的傳感器數(shù)據(jù)后，對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行組包，然后啟動(dòng)GPRS通信模塊(P7)，基于115200bps、無校驗(yàn)位、1位停止位、8位數(shù)據(jù)位的串口通信協(xié)議向農(nóng)業(yè)監(jiān)控中心上位機(jī)軟件發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)(U2)通過引腳(PA9)發(fā)送AT指令給GPRS通信模塊(P7)，驅(qū)動(dòng)該模塊工作；單片機(jī)(U2)通過引腳(PA10)收到農(nóng)業(yè)監(jiān)控中心上位機(jī)返回的狀態(tài)信息，判斷數(shù)據(jù)是否成功到達(dá)。云服務(wù)器400，其通過通信網(wǎng)絡(luò)與GPRS無線傳輸模塊400連接，用于存儲(chǔ)記錄信息采集終端300采集到的信號(hào)。如圖13所示，是系統(tǒng)嵌入式軟件程序流程圖。實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)信息、保存到系統(tǒng)中的SD卡中，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢和大數(shù)據(jù)分析、同時(shí)組成協(xié)議包通過GPRS無線傳輸方法發(fā)送到監(jiān)控中心軟件、在監(jiān)控中心軟件實(shí)時(shí)顯示和保存到數(shù)據(jù)庫。其具體實(shí)現(xiàn)步驟為：單片機(jī)時(shí)鐘、各種外圍傳感器進(jìn)行初始化操作；實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)溫室或者大棚中的空氣溫濕度、空氣中CO2和O2濃度、光照強(qiáng)度、紫外線強(qiáng)度、土壤含氧量、風(fēng)速等農(nóng)作物生長環(huán)境因子；判斷是否已經(jīng)完成一次所有傳感器數(shù)據(jù)的采集，若采集完，將采集完的數(shù)據(jù)寫入到系統(tǒng)SD卡中進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，同時(shí)將數(shù)據(jù)組包通過GPRS發(fā)送到監(jiān)控中心軟件上去顯示和保存到數(shù)據(jù)庫；若未采集完，則繼續(xù)進(jìn)行采集，直到完成一次所有傳感器數(shù)據(jù)的采集。一種基于GPRS的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測系統(tǒng)模糊控制方法，包括以下步驟：采集環(huán)境溫度T，環(huán)境濕度RH，二氧化碳濃度ρ2，氧氣濃度ρ0，光照強(qiáng)度Il，紫外線強(qiáng)度Ig，風(fēng)速v；計(jì)算環(huán)境評(píng)估因數(shù)將環(huán)境評(píng)估系數(shù)與預(yù)設(shè)評(píng)估因數(shù)作比較得到環(huán)境因數(shù)偏差信號(hào)，將紫外線強(qiáng)度與平均紫外強(qiáng)度I0＝60作比較得到紫外強(qiáng)度偏差信號(hào)；將環(huán)境因數(shù)偏差信號(hào)經(jīng)過微分計(jì)算得到環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)；將紫外強(qiáng)度偏差信號(hào)經(jīng)過微分計(jì)算后得到紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)；將環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)和紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)輸入模糊控制器，輸出為土壤施肥量。將環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)e1和紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)e2輸入第一模糊控制器，模糊控制器輸出為土壤施肥量q；其中，e1、e2、q的實(shí)際變化范圍分別為[-1，1]，[-1,1]，[0,40]；E1、E2、的離散論域均為{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，Q的離散論域?yàn)閧0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}則量化因子k1＝6/1，k2＝6/1，比例因子k3＝10/60定義模糊子集及隸屬函數(shù)：把環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)分為7個(gè)模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)e1的隸屬度函數(shù)表，如表1所示。表1環(huán)境因數(shù)變化率信號(hào)e1的隸屬度函數(shù)表e1-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)e2分為7個(gè)模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)e2的隸屬度函數(shù)表，如表2所示。表2紫外強(qiáng)度變化率信號(hào)e2的隸屬度函數(shù)表e2-6-5-4-3-2-1-0+0+1+2+3+4+5+6PB000000000000.20.71.0PM0000000000.20.71.00.70.2PS00000000.10.71.00.70.100ZR00000.10.71.00000000NB000.10.71.00.70.10000000NM0.20.71.00.70.2000000000NS1.00.70.200000000000把噴灑單位面積的作物所需要土壤施肥量q分為七個(gè)模糊狀態(tài)：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，ZR(零)，NS(負(fù)小)，NM(負(fù)中)，NB(負(fù)大)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得出噴灑單位面積的作物所需要土壤施肥量q的隸屬的函數(shù)表，如表3所示。表3噴灑單位面積的作物所需要藥液流速信號(hào)q的隸屬度函數(shù)表模糊推理過程必須執(zhí)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，計(jì)算量非常大，在線實(shí)施推理很難滿足控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，本發(fā)明采用查表法進(jìn)行模糊推理運(yùn)算，模糊推理決策采用雙輸入單輸出的方式，控制規(guī)則由下列推理語言構(gòu)成：IfeisAiandecisBithenΔKjisCi其中，Ai、Bi、Ci分別為ec1、ec2和q模糊子集。通過經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)出模糊控制器的初步控制規(guī)則，其中參數(shù)q控制規(guī)則見表4。表4為模糊控制規(guī)則表模糊控制器根據(jù)得出的模糊值對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行解模糊化，得到噴灑作物藥液流速，求模糊控制查詢表，由于論域是離散的，模糊控制規(guī)則及可以表示為一個(gè)模糊矩陣，采用單點(diǎn)模糊化，求出模糊控制查詢表，見表5表5模糊控制查詢表盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。當(dāng)前第1頁1 2 3