應用藍芽於溫室作物灌溉控制之研究

Application of Bluetooth on Irrigation Control for Crop in Greenhouse

谷展宏(Zhan-Hong Gu)

指導教授 ： 謝清祿 ； 洪辰雄

國立屏東科技大學/工學院/生物機電工程系所/碩士(2016年)

摘要

地球上水資源越來越珍貴，目前農業用水為第一階段限水，農業用水又以灌溉用水為主。自動化灌溉系統可達到省水和省力之目的，也能夠讓作物得到更好的生長。由於目前溫室在產業界成本較高，使溫室的普遍性不高，為了使作物能夠達到更好的生長和節省能源，本研究使用了藍芽無線控制監控系統不只可以即時監視和控制，還可以減少傳統的環境監控系統所需的電源線及訊號傳輸線，達到更高的效益。本研究使用單晶片控制器結合藍芽模組來即時監測溫室微氣候(如溫度、濕度、照度、葉片溫度、土壤溫度、土壤含水量和EC值)的系統，利用此系統來監控一天溫室內的微氣候變化，並透過折線圖讓使用者能馬上了解變化幅度的大小。另結合滴灌系統使用4種灌溉控制策略，分別為時序灌溉控制、土壤含水率灌溉控制、作物水分逆境指數(CWSI)控制和複合型灌溉控制對作物栽培試驗比較作物生長和消耗能源。本研究開發的系統，經測試儲存系統，記錄14天的分鐘資料，共有20160筆，此系統100%正確的記錄了每一筆資料。另外，測試結果顯示，複合型控制灌溉比時序灌溉控制節省了90%的灌溉量，比土壤含水率灌溉控制節省了42%的灌溉量，比作物水分逆境指數(CWSI)控制節省了19%的灌溉量。

關鍵字

藍芽 ； 溫室 ； 作物水分逆境指數

並列摘要

Water is a precious resource on earth. Irrigation contributes the major portion of water usage in agriculture whose water usage will be limited during water shortage of first phase. Irrigation automation can save labor and water as well as to upgrade the crop growth. This study applied Bluetooth control in greenhouse for irrigation which can save the cost of wire connection and avoid the work of wire connection. The automatic irrigation system monitors the microclimate in greenhouse, such as, temperature of air, humidity, radiation, leaf temperature, soil temperature, soil moisture content, and EC of soil. All these microclimate data can be stored in computer hard disk which can be displayed in figure plot. Four strategies of irrigation named time control, soil moisture control, CWSI (crop water stress index) control, and combination control, were compared in crop growth experiment along with the usage of water and electricity. The developed system has been tested on its wireless communication for 14 days. The result proved each minute data were recorded by having data amount to 20,160. In crop growth test, result showed that combination control strategy saved 90% water and electricity when compared to that of time control strategy. And when compared to soil moisture control and CWSI control, it saved 42% and 19%, respectively.

並列關鍵字

Bluetooth ； greenhouses ； crop water stress index

參考文獻

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