基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的改堿暗管排鹽監(jiān)控系統(tǒng)

周利明，韋崇峰，苑嚴(yán)偉，周強(qiáng)兵，趙　博，張俊寧，汪鳳珠

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，北京 100083；2. 土壤植物機(jī)器系統(tǒng)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

0　引　言

土壤鹽堿化是國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)發(fā)展普遍面臨的嚴(yán)峻生態(tài)環(huán)境問題[1]。鹽堿地改良是通過采用物理、化學(xué)或生物方法改變土壤理化形狀，使之達(dá)到有利于作物生長(zhǎng)的條件[2-7]。暗管改堿技術(shù)是目前較為先進(jìn)的鹽堿地物理治理技術(shù)，其利用埋入地下一定深度的打孔波紋管將含有鹽分的水引到暗管中，并集中排放至明渠，從而控制地下水位，抑制返堿，降低土壤堿性，提高土壤質(zhì)量[8-12]。暗管改堿技術(shù)已經(jīng)在埃及和荷蘭等國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)山東東營(yíng)、天津?yàn)I海和新疆等地均開始應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，實(shí)施效果良好。開展改堿暗管排鹽在線監(jiān)測(cè)有助于準(zhǔn)確掌握土壤中鹽堿運(yùn)移分布，為暗管改堿技術(shù)的實(shí)施效果提供科學(xué)評(píng)價(jià)依據(jù)。

隨著無線傳感技術(shù)的發(fā)展，其在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用。蔣建明等[13]研究了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor net，WSN）水質(zhì)參數(shù)的測(cè)量和溶解氧自動(dòng)控制，并對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化。李穎慧等[14]開發(fā)了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。韓玉冰等[15]設(shè)計(jì)了一種基于 WSN的觀賞魚養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在實(shí)施監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的同時(shí)，能夠根據(jù)水溶氧量動(dòng)態(tài)啟停增氧機(jī)，保證水質(zhì)處于最佳環(huán)境。李鑫星等[16]針對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)需求及其監(jiān)測(cè)點(diǎn)的隨機(jī)變動(dòng)，設(shè)計(jì)了一種多參數(shù)無線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；徐坤等[17]基于自制的基質(zhì)多參數(shù)復(fù)核傳感器，并結(jié)合 Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基質(zhì)含水率、電導(dǎo)率和溫度的測(cè)量。一些學(xué)者將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于湖泊、河流等大面積水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)[18-22]，由此實(shí)現(xiàn)廣域信息的在線獲取，進(jìn)一步提高了WSN的適用性。

針對(duì)暗管改堿技術(shù)應(yīng)用過程中排堿管道排鹽信息缺乏在線監(jiān)測(cè)手段，難以對(duì)改良實(shí)施效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)的問題，本文選擇管道流量、pH值及電導(dǎo)率作為監(jiān)測(cè)參數(shù)，設(shè)計(jì)了一種基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的改堿暗管排鹽信息在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)不同埋深管道的流量及水質(zhì)信息進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并對(duì)排水暗管集水池水位進(jìn)行在線控制，為實(shí)現(xiàn)改良地塊鹽分遷移的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐。

1　排鹽監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

1.1　需求分析

通過技術(shù)調(diào)研和分析，改堿暗管排鹽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)需求：1）能夠適應(yīng)野外無市電到達(dá)的區(qū)域，2）系統(tǒng)應(yīng)能夠自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人值守，3）系統(tǒng)的運(yùn)行成本應(yīng)相對(duì)較低，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

1.2　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)改堿管道排水采用“排（滲）水管-集水管”兩級(jí)排水系統(tǒng)，排水管沿田間南北向布置，相鄰管路間距 20 m，集水管沿田間東西向布置，埋深 2.0 m，坡降0.7‰，排水管與集水管連接處設(shè)置集水井。

由于暗管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)區(qū)域較大，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控節(jié)點(diǎn)多，且各節(jié)點(diǎn)間相距較遠(yuǎn)，難以通過鋪設(shè)大量電纜線進(jìn)行系統(tǒng)供電和數(shù)據(jù)傳輸，因此布設(shè)區(qū)室外監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)需要由太陽能供電。基于長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的低成本和節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展的便捷性考慮，Zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適合作為系統(tǒng)的通訊方式。本研究設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)主要由中心節(jié)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)及控制節(jié)點(diǎn) 3部分組成，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)暗管改堿排水系統(tǒng)的管路分布和監(jiān)測(cè)需求，確定監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分布如圖2所示。

由圖1、圖2知系統(tǒng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)連接流量計(jì)、pH傳感器和電導(dǎo)率傳感器，各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)按照設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)采集管道內(nèi)地下水的流量、pH值以及電導(dǎo)率等信息，并通過Zigbee節(jié)點(diǎn)將信息發(fā)送至中心節(jié)點(diǎn)。布設(shè)的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)主要包括位于中心監(jiān)控室外沿集水井呈東西向均勻分布的5路埋深1.8 m的排水暗管監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)1～5）和1路埋深1.2 m的排水暗管末端監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)6），以及位于中心監(jiān)控室內(nèi)的2路埋深1.8 m集水管（節(jié)點(diǎn)7，8）。其中監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1與中心節(jié)點(diǎn)直線距離約為70 m，節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)5沿水平方向均勻分布且相鄰節(jié)點(diǎn)間距約為120 m，節(jié)點(diǎn)6與中心節(jié)點(diǎn)間距約為10 m，節(jié)點(diǎn)7和8與中心節(jié)點(diǎn)間距均在5 m內(nèi)。室外排水管監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)均位于管路末端的集水井位置。另外監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)還包括 1路室內(nèi)蓄水池實(shí)時(shí)水位監(jiān)測(cè)（節(jié)點(diǎn) 9），將蓄水池的水位信息實(shí)時(shí)發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)，為水位的自動(dòng)控制提供反饋。系統(tǒng)控制節(jié)點(diǎn)主要用于管道蓄水池的水位控制，該控制節(jié)點(diǎn)連接集水井的進(jìn)水閥以及水泵驅(qū)動(dòng)器，可以根據(jù)遠(yuǎn)程控制指令對(duì)進(jìn)水閥的開關(guān)和水泵的啟動(dòng)進(jìn)行在線控制。中心節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)接收各類監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)信息，通過RS232接口連接本地服務(wù)器，同時(shí)將控制指令下發(fā)給控制節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制動(dòng)作。

圖1　改堿暗管排鹽監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.1　Network structure diagram of subsurface pipe drainage monitoring system

圖2　改堿暗管排鹽監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分布示意圖Fig.2　Distribution diagram for nodes of subsurface pipe drainage monitoring system

2　監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1　監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

每一路水質(zhì)信息監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括 Zigbee無線采集模塊、pH傳感器、電導(dǎo)率傳感器、管道流量計(jì)和水體自動(dòng)取樣裝置。其現(xiàn)場(chǎng)安裝如圖3所示。

圖3　監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖Fig.3　Picture of real monitoring node

2.1.1無線采集模塊

無線采集模塊主要負(fù)責(zé)采集各路傳感器的信息，并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到中心節(jié)點(diǎn)?？紤]到各路變送器輸出信號(hào)均選擇4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，因此采集節(jié)點(diǎn)采用上海順舟科技公司SZ-06-05型無線數(shù)據(jù)采集設(shè)備。SZ-06-05采集模塊包括4路4～20 mA電流采集通道，視距最大傳輸距離200 m，節(jié)點(diǎn)具備中繼路由和終端設(shè)備功能，支持廣播發(fā)送或目標(biāo)地址發(fā)送模式，可以通過RS485總線接口對(duì)模塊參數(shù)進(jìn)行配置。

2.1.2pH與電導(dǎo)率變送器選型

每一個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)均需連接一路 pH傳感器和電導(dǎo)率傳感器，以便實(shí)時(shí)獲取管道內(nèi)的水質(zhì)信息。選擇PH1110A復(fù)合玻璃電極作為管道水體pH值測(cè)量電極，其測(cè)量范圍為0～14，分辨率為0.01，測(cè)量精度為0.05。其根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的不同酸度產(chǎn)生不同幅值的直流電壓。同時(shí)選擇河北科瑞達(dá)科技有限公司的PH7500型pH變送控制器實(shí)現(xiàn)4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的輸出。

根據(jù)前期水土調(diào)查結(jié)果，被測(cè)地下水的電導(dǎo)率范圍為3.0～7.0 mS/cm。基于此，選擇CON3124-14型不銹鋼電導(dǎo)池進(jìn)行電導(dǎo)率的在線檢測(cè)，其電導(dǎo)池系數(shù)為1.0，分辨率為0.01 μS/cm，測(cè)量范圍為0～10 mS/cm。由于電導(dǎo)池輸出為微弱 mV電壓信號(hào)，同時(shí)選擇河北科瑞達(dá)科技有限公司生產(chǎn)的CCT8301A型電導(dǎo)率在線變送控制器對(duì)電導(dǎo)池輸出信號(hào)進(jìn)行處理，變換后輸出4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。CCT-8301A自帶溫度補(bǔ)償功能，可有效提高測(cè)量精度。所選pH和電導(dǎo)率變送器供電電壓為DC24 V，由于太陽能供電電壓僅為 DC12 V，因此采用金升陽DC/DC電源模塊SW12S24-10w為pH和電導(dǎo)率變送器供電，所選電源模塊輸入電壓DC12 V，輸出電壓DC24 V，輸出功率10 W。

2.1.3流量計(jì)選型

排水暗管流量計(jì)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)獲取各管道的滲透水流量，由于管道水中含有一定的鹽分，其電導(dǎo)率通常在mS/cm量級(jí)，而電磁流量計(jì)僅要求介質(zhì)電導(dǎo)率大于5 μS/cm，因此針對(duì)管道滲透水的流量監(jiān)測(cè)選擇開封百特流量?jī)x表有限公司生產(chǎn)的電磁流量計(jì)。在暗管鹽堿改良的工程設(shè)計(jì)中，所選排水暗管的管徑為110 mm，集水管的管徑為200 mm，根據(jù)管道的規(guī)格，所選的排水管流量計(jì)型號(hào)為 BTLD-101161，集水管流量計(jì)型號(hào)為BTLD-201161，流量計(jì)工作電壓為 DC12V，輸出為 4～20 mA電流信號(hào)，測(cè)量精度為0.5級(jí)，管道襯里為聚四氟乙烯。排水管流量計(jì)安裝在各排水暗管末端，集水管流量計(jì)安裝在集水管路中，均采用法蘭安裝形式。

2.1.4水體自動(dòng)取樣裝置

受排水管規(guī)格影響以及傳感器自身安裝要求，難以直接將電導(dǎo)率傳感器和pH傳感器安裝于排水管管體上。采用水體自動(dòng)取樣裝置對(duì)管道內(nèi)的水體進(jìn)行取樣，以便檢測(cè)。水體自動(dòng)取樣裝置包括定時(shí)控制器、直流隔膜水泵以及傳感器安裝導(dǎo)流座，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　水體自動(dòng)取樣裝置及導(dǎo)流座Fig.4　Water automatic sampling device and water diversion module

采用微電腦時(shí)控開關(guān)KG316T（上海卓一電子有限公司，DC12V）作為定時(shí)控制器，控制水泵按照給定時(shí)間抽取水樣。KG316T可以設(shè)置16組開關(guān)時(shí)間，其定時(shí)范圍可以在1 min～168 h內(nèi)任意設(shè)定。由于管道水質(zhì)通常變化較為緩慢，從系統(tǒng)節(jié)能角度考慮，采用定時(shí)取樣方式進(jìn)行水質(zhì)信息監(jiān)測(cè)。通過定時(shí)控制器設(shè)定水泵工作時(shí)間為30 min，停止間隔為60 min。水泵選擇河北石家莊普蘭迪機(jī)電設(shè)備有限公司的PL1205型直流隔膜水泵，其工作電壓為DC12V，最大壓力0.62 MPa，功率為25 W，流量為3.15 L/min。

傳感器安裝導(dǎo)流座主要為 pH傳感器和電導(dǎo)率傳感器（電導(dǎo)池）的安裝提供支撐條件。電導(dǎo)率傳感器在使用時(shí)對(duì)安裝形式要求較高，不正確的安裝形式會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)失真，通常需采取平裝形式。基于此，本文設(shè)計(jì)了適于傳感器安裝的導(dǎo)流座。導(dǎo)流座采用ABS材料經(jīng)數(shù)控加工而成，由水泵出水口排出的地下水進(jìn)入導(dǎo)流座進(jìn)水口，流經(jīng)pH傳感器和電導(dǎo)池后由上方出水口排出，保證了電導(dǎo)池始終迎向水流方向且深入流動(dòng)水體，使測(cè)量結(jié)果不受影響。

2.2　室外供電設(shè)計(jì)

室外監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)供電采取太陽能供電形式。太陽能供電單元主要包括太陽能電池板、充電控制器和鉛酸蓄電池。

2.2.1設(shè)備每天耗電量估算

為合理確定太陽能發(fā)電功率及蓄電池容量，需首先估算節(jié)點(diǎn)負(fù)載的功耗。這里監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)每天的功耗包括傳感器、無線采集傳輸節(jié)點(diǎn)和直流水泵的功耗總和。

式中，Q為節(jié)點(diǎn)總功耗，Qsen為傳感器功耗，Qpum為取樣水泵功耗，Qtmr為定時(shí)控制器功耗，Wh。

節(jié)點(diǎn)傳感器功耗包括pH傳感器、電導(dǎo)率傳感器以及流量計(jì)正常工作所消耗的能量，其中pH和電導(dǎo)率傳感器由DC/DC電源模塊供電，模塊電源轉(zhuǎn)換效率為0.86，pH變送器功率為3.0 W，電導(dǎo)率傳感器功率為5.4 W，電磁流量計(jì)功率為15 W。所有傳感器均24 h連續(xù)工作。則傳感器每天功耗

式中，Psen為傳感器正常工作功率，W；T為傳感器每天工作時(shí)間，h。

監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)所用的直流水泵功率為25 W，工作電壓為直流12 V，設(shè)定每天取樣16次，每次取樣時(shí)間30 min。則水泵每天功耗

定時(shí)控制器的功率為1.5 W，其工作時(shí)間與直流水泵一致。則定時(shí)控制器每天功耗

2.2.2蓄電池容量確定

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，蓄電池容量應(yīng)能滿足負(fù)載在24 h內(nèi)連續(xù)陰雨天供電需求，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取蓄電池工作容量安全系數(shù)為1.2，深度放電系數(shù)為80%。則蓄電池容量

據(jù)此，選擇免維護(hù)膠體蓄電池，電池容量為100 Ah，輸出電壓12 V。

2.2.3太陽能電池板功率確定

太陽能電池板的功率輸出為

式中，Im為太陽能電池板正常輸出電流，A；U為電池板工作電壓，V；k為安全系數(shù)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)取1.2。

太陽能電池板輸出的最小電流Imin和最大電流Imax分別見式（8）和式（9）[23-26]

式中，QL為負(fù)載每天的耗電量，Wh；Tm為當(dāng)?shù)厝掌骄逯等照諘r(shí)數(shù)，h；Tmin為當(dāng)?shù)厝兆钚》逯等照諘r(shí)數(shù)，η1為蓄電池充電效率；η2為電池板灰塵遮蔽損耗系數(shù)。

考慮項(xiàng)目區(qū)位于山東東營(yíng)，通過查詢當(dāng)?shù)貧庀筚Y料確定Tm為4.5 h，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，取η1為0.95，η2為0.95，則計(jì)算得到Imin為14.12 A。

式中，Uf為蓄電池浮充電壓，工程取值14.5 V；Ud為線損電壓，工程取值0.7 V[26]；將各參數(shù)帶入式中，得到太陽能板輸出功率為283 W。根據(jù)太陽能電池板常用的市場(chǎng)規(guī)格，確定采用2塊150 W多晶太陽能板并聯(lián)。

2.3　控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)暗管水體的綜合利用，在進(jìn)行暗管改堿工程設(shè)計(jì)施工時(shí)，排堿暗管內(nèi)的地下水需經(jīng)集水管匯聚后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制室的蓄水池內(nèi)。當(dāng)蓄水池內(nèi)水位達(dá)到一定高度時(shí)，通過水泵將水排出?？刂乒?jié)點(diǎn)位于現(xiàn)場(chǎng)泵站內(nèi)。控制節(jié)點(diǎn)用于實(shí)時(shí)獲取蓄水池內(nèi)水位高度，并根據(jù)相應(yīng)的控制策略，調(diào)節(jié)水泵工作狀態(tài)，保證水位處在合理范圍內(nèi)。

控制節(jié)點(diǎn)主要包括液位傳感器、水位無線采集節(jié)點(diǎn)、開關(guān)量無線輸出節(jié)點(diǎn)和潛水泵。水位傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量蓄水池內(nèi)水位信息，采用北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司的靜壓式液位變送器，型號(hào)為 JYB-K0-LAG。其供電電壓DC12 V，輸出4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，量程0～5 m，精度為±0.5%。水位采集節(jié)點(diǎn)采用SZ-06-05模塊，實(shí)時(shí)將水位信號(hào)發(fā)送給中心節(jié)點(diǎn)。潛水泵用于排出蓄水池內(nèi)積水，采用美國(guó) ITT飛力泵業(yè)公司的潛水排污泵，型號(hào)為Steady 1310。其工作電壓為交流380 V，額定功率為2.4 kW，最大揚(yáng)程24 m，最大流量為16 L/S。開關(guān)量無線控制節(jié)點(diǎn)采用上海順舟科技有限公司SZ-06-04高低電平輸出模塊，模塊的IO輸出外接繼電器，通過控制開關(guān)量輸出高低電平使繼電器通斷并使交流接觸器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)潛水泵的啟停。

2.4　中心節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

中心節(jié)點(diǎn)是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心單元。主要負(fù)責(zé)接收各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的無線數(shù)據(jù)信息，通過RS232接口將接收到的信息上傳給監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，同時(shí)將中心計(jì)算機(jī)對(duì)蓄水池水位的控制指令通過該節(jié)點(diǎn)發(fā)送到下位控制節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)根據(jù)相應(yīng)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。中心節(jié)點(diǎn)選擇上海順舟科技有限公司SZ02-232模塊。該模塊作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，能夠完成自組織、管理網(wǎng)絡(luò)的功能。

3　監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1　蓄水池水位控制策略

改堿暗管中的地下水經(jīng)匯集后進(jìn)入到蓄水池內(nèi)，當(dāng)水位達(dá)到一定高度時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)蓄水池內(nèi)潛水泵的啟停，并向外排水，以便控制蓄水池水位。

蓄水池的水位受到水泵工作的影響容易出現(xiàn)上下波動(dòng)，因此會(huì)給液位傳感器的測(cè)量帶來不利影響。考慮到水位變化緩慢，采用一階慣性濾波算法對(duì)實(shí)時(shí)獲取的水位信息進(jìn)行處理。經(jīng)濾波后的水位信號(hào)輸出為

式中，β為濾波系數(shù)；Ts為采樣時(shí)間，s；Tf為濾波時(shí)間；x(i)為本次采樣值，y(i-1)為上次濾波后的輸出值。本系統(tǒng)中 Ts為 1 s，Tf為 10 s。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，蓄水池的水位控制分為上水位和下水位 2檔，當(dāng)蓄水池水位低于下水位時(shí)，需關(guān)閉潛水泵停止向外排水；當(dāng)蓄水池水位高于上水位時(shí)，需啟動(dòng)潛水泵向外排水。水位控制流程如圖5所示。

圖5　蓄水池水位控制流程圖Fig.5　Program flowchart of reservoir water level control

3.2　通訊協(xié)議

在整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，包括1個(gè)中心節(jié)點(diǎn)、9個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和1個(gè)控制節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)均預(yù)設(shè)1個(gè)不同的地址，各節(jié)點(diǎn)采用定時(shí)主動(dòng)上報(bào)形式向中心節(jié)點(diǎn)傳輸，中心節(jié)點(diǎn)與各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的地址分配見表1。

設(shè)置各節(jié)點(diǎn)的頻點(diǎn)為2.425 GHz，定時(shí)主動(dòng)上報(bào)時(shí)間間隔為15 s，數(shù)據(jù)包為ASCII碼格式。

表1　各節(jié)點(diǎn)地址分配表Table 1　Address allocation for wireless monitoring nodes

3.3　監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)

本地監(jiān)控中心軟件采用美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司的LabWindows/CVI 2012開發(fā)。該軟件采用交互式編程技術(shù)，同時(shí)集成強(qiáng)大的函數(shù)庫和圖形界面控件，非常適合測(cè)控系統(tǒng)的開發(fā)[27-30]。監(jiān)控中心軟件通過調(diào)用 VISA RS232函數(shù)庫獲取中心節(jié)點(diǎn)串口發(fā)送的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波預(yù)處理后將所接收的數(shù)據(jù)以txt文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)與管理。其主要功能模塊包括參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理與回放等。參數(shù)設(shè)置部分主要對(duì)蓄水池液位上下限值、水質(zhì)參數(shù)的上下限值以及通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；實(shí)時(shí)監(jiān)控主要完成實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的 pH值、電導(dǎo)率、管道流量數(shù)據(jù)以及蓄水池水位信息，并以動(dòng)態(tài)曲線圖形式將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)水位進(jìn)行控制決策，適時(shí)調(diào)整潛水泵的啟停，保證水位處于設(shè)定范圍內(nèi)。數(shù)據(jù)處理與回放主要完成水位數(shù)據(jù)的在線濾波處理，各類水質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)處理，并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)和回放等。圖6為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件界面。

圖6　監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用戶界面Fig.6　User interface of monitoring system

4　試驗(yàn)及結(jié)果分析

2016年4月至12月，在山東省東營(yíng)市農(nóng)業(yè)高新區(qū)鹽堿地改良綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)內(nèi)容主要包括蓄水池水位控制試驗(yàn)、傳感器檢測(cè)精度試驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)傳輸距離測(cè)試和節(jié)點(diǎn)丟包率測(cè)試等。

4.1　水位控制試驗(yàn)

試驗(yàn)所用蓄水池深度為4 m，設(shè)定蓄水池高水位限值為2.5 m，低水位限值為0.5 m。監(jiān)控系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，保持集水管向蓄水池供水，同時(shí)記錄蓄水池實(shí)時(shí)的水位變化。圖7為某一工作時(shí)段的蓄水池水位變化曲線。

由圖 7可知，由于集水管的持續(xù)供水，蓄水池水位緩慢上升，當(dāng)水位達(dá)到2.5 m時(shí)，潛水泵開啟，排水量顯著大于進(jìn)水量，水位開始急劇下降；當(dāng)水位下降到0.5 m時(shí)，由于潛水泵關(guān)閉，不再向外排水，此時(shí)集水管仍然進(jìn)水，水位會(huì)再次緩慢上升，進(jìn)入下1次排水循環(huán)。

圖7　蓄水池水位變化曲線Fig.7　Curve of reservoir water level

4.2　傳感器檢測(cè)精度試驗(yàn)

在每個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行人工水樣采集，將采集的水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析得到真實(shí)電導(dǎo)率和pH值。同時(shí)，記錄監(jiān)控中心軟件所顯示的各個(gè)監(jiān)測(cè)位置點(diǎn)的電導(dǎo)率和pH值，作為當(dāng)前的測(cè)量值。結(jié)果如表2所示。

表2　pH和電導(dǎo)率傳感器測(cè)試結(jié)果Table 2　Test results of pH sensor and conductivity sensor

由表 2可知，本系統(tǒng)中各路傳感器的測(cè)量值與試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)值較為接近，pH值和電導(dǎo)率的平均測(cè)量誤差均小于5%，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

4.3　節(jié)點(diǎn)傳輸距離測(cè)試

傳輸距離對(duì)節(jié)點(diǎn)的正確部署具有重要指導(dǎo)作用。由于現(xiàn)場(chǎng)建筑物、林木以及天線部署情況都會(huì)對(duì)傳輸距離產(chǎn)生影響。本系統(tǒng)的中心節(jié)點(diǎn)位于本地監(jiān)控中心，天線與地面距離為1.5 m，中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)由上位機(jī)接收。以中心節(jié)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)徑向移動(dòng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，改變監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)之間的距離，確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率，以測(cè)試無線傳輸?shù)男阅埽瑸楣?jié)點(diǎn)部署提供參考依據(jù)。節(jié)點(diǎn)間距與丟包率曲線如圖8所示。

從圖 8中可知，當(dāng)測(cè)試用監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)距離在120 m以內(nèi)時(shí)，丟包率低于2%。而超過125 m后，數(shù)據(jù)丟失明顯，在達(dá)到150 m時(shí)丟包率高達(dá)43%。其主要原因是中心節(jié)點(diǎn)位于監(jiān)控室內(nèi)，受周圍混凝土墻體遮擋影響無線信號(hào)發(fā)生衰減導(dǎo)致傳輸距離變小。

圖8　監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)通訊距離與丟包率關(guān)系Fig.8　Relationship between communication distance and packet loss rate for monitoring nodes

4.4　丟包率測(cè)試

節(jié)點(diǎn)丟包率是衡量無線傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。這里根據(jù)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的分布情況，分別測(cè)試監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)向中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送以及中心節(jié)點(diǎn)向控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸性能。試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)均處于工作狀態(tài)，各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)在完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)的同時(shí)，還作為中繼器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。由每一個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)按設(shè)定時(shí)間發(fā)送1 000組數(shù)據(jù)包，在中心節(jié)點(diǎn)接口統(tǒng)計(jì)接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量并計(jì)算監(jiān)測(cè)丟包率；另外，由中心節(jié)點(diǎn)向控制節(jié)點(diǎn)下發(fā) 500組控制數(shù)據(jù)包，通過人工確定繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作次數(shù)來確認(rèn)控制節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量并計(jì)算丟包率。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3　各節(jié)點(diǎn)丟包率測(cè)試結(jié)果Table 3　Test result of packet loss rate

由表 3的測(cè)試結(jié)果，結(jié)合各節(jié)點(diǎn)的距離分布可知，室外監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3、4、5號(hào)與中心節(jié)點(diǎn)的距離均超過200 m，但節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)丟包率并不高，由此表明這 3個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)經(jīng)過其他節(jié)點(diǎn)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)順利傳輸至中心節(jié)點(diǎn)。整體而言，系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的丟包率均小于3%，通訊較為穩(wěn)定。

5　結(jié)　論

本文采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)及多傳感探測(cè)等技術(shù)設(shè)計(jì)了改堿暗管水質(zhì)無線測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取暗管水質(zhì)及流量信息，并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至中心節(jié)點(diǎn)，本地計(jì)算機(jī)由中心節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)通過RS232接口上傳到，實(shí)現(xiàn)暗管排水信息的在線測(cè)控。借助于濾波算法有效消除液位波動(dòng)對(duì)水位監(jiān)測(cè)的影響，結(jié)合無線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了蓄水池水位的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

通過開展改堿暗管排鹽監(jiān)控系統(tǒng)性能試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、水位控制準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)傳輸可靠，pH值和電導(dǎo)率的相對(duì)測(cè)量誤差分別為1.81%、1.89%，各節(jié)點(diǎn)的最大丟包率為2.6%，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李彬，王志春，孫志高，等. 中國(guó)鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23(2)：154－158.Li Bin, Wang Zhichun, Sun Zhigao, et al. Resources and sustainable resource exploitation of salinized land in China[J].Agricultural Research in the Arid Areas, 2005, 23(2): 154－158. (in Chinese with English abstract)

[2] 張翼夫，李洪文，胡紅，等. 打孔灌沙促進(jìn)漫灌下鹽堿土水分下滲提高脫鹽效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(6)：76－83.Zhang Yifu, Li Hongwen, Hu Hong, et al. Punching and filling sand method increasing water infiltration and desalting rate of saline-alkali soil under flooding irrigation[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(6): 76－83. (in Chinese with English abstract)

[3] 張密密，陳誠，劉廣明，等. 適宜肥料與改良劑改善鹽堿土壤理化特性并提高作物產(chǎn)量[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(10)：91－98.Zhang Mimi, Chen Cheng, Liu Guangming, et al. Suitable utilization of fertilizer and soil modifier to ameliorate physicochemical characteristics of saline-alkali soil and increase crop yields[J]. Transactions of Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014,30(10): 91－98. (in Chinese with English abstract)

[4] 孟慶峰，張娟，李欣倫，等. 長(zhǎng)期施用牛糞對(duì)松嫩平原鹽漬化土壤質(zhì)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(6)：84－91.Meng Qingfeng, Zhang Juan, Li Xinlun, et al. Soil quality as affected by long-term cattle manure application in solonetzic soils of Songnen Plain[J]. Transaction of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE),2017, 33(6): 84－91.

[5] 劉娟，張鳳華，李小東，等. 滴灌條件下脫硫石膏對(duì)鹽堿土改良效果及安全性的影響[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2017，31(11)：87－93.Liu Juan, Zhang Fenghua, Li Xiaodong, et al. Effect of flue gas desulphurization gypsum on the saline soil improvement and security under drip irrigation[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2017, 31(11): 87－93. (in Chinese with English abstract)

[6] 毛玉梅，李小平. 煙氣脫硫石膏對(duì)濱海灘涂鹽堿地的改良效果研究[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2016，36(1)：225－231.Mao Yumei, Li Xiaoping. Amelioration of flue gas desulfurization gypsum om saline sodic soil of tidal flats and its effects on plant growth[J]. China Environmental Science,2016, 36(1): 225－231. (in Chinese with English abstract)

[7] 王睿彤，陸兆華，孫景寬，等. 土壤改良劑對(duì)黃河三角洲濱海鹽堿土的改良效應(yīng)[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2012，26(4)：239－244.Wang Ruitong, Lu Zhaohua, Sun Jingkuan, et al. Effect of soil ameliorants on coastal saline alkali soil in the Yellow river delta[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2012,26(4): 239－244. (in Chinese with English abstract)

[8] 馬鳳嬌，譚莉梅，劉慧濤，等. 河北濱海鹽堿區(qū)暗管改堿技術(shù)的降雨有效性評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，19(2)：409－414.Ma Fengjiao, Tan Limei, Liu Huitao, et al. Evaluation of the rainfall effectiveness for reclaim of saline soil by subsurface pipe drainage system in coastal saline regions of Hebei Province. Chinese Journal of Eco-Agriculture. 2013, 19(2):409－414. ( in Chinese with English abstract)

[9] 王文惠，劉慧濤，馬鳳嬌，等. 暗管改堿技術(shù)試驗(yàn)區(qū)不同生境鹽生植物資源及其群落特征[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，20(12)：1700－1705.Wang Wenhui, Liu Huitao, Ma Fengjiao, et al. Halophyte resources and community characteristics in different habitats with subsuiface pipe drainage system[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(12), 1700－1705. (in Chinese with English abstract)

[10] 張金龍，張清，王振宇.天津?yàn)I海鹽堿土灌排改良工程技術(shù)參數(shù)估算方法[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(8)：52－55.Zhang Jinlong, Zhang Qing, Wang Zhenyu. Estimating method of irrigation and drainage engineering technical parameters for coastal saline-alkali soil reclamation in Tianjin[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2011,27(8): 52－55. (in Chinese with English abstract)

[11] 王濤，竇森，張玉廣，等. 大安市暗管改堿水稻示范區(qū)地下水位與水質(zhì)變化研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34(6)：645－649.Wang Tao, Dou Sen, Zhang Yuguang，et al. Changes of groundwater table and quality in Da’an rice planting demonstration plot with subsurface pipe alkali amending[J].Journal of Jilin Agricultural University, 2012, 34(6): 645－649. (in Chinese with English abstract)

[12] 田玉福，竇森，張玉廣，等. 暗管不同埋管間距對(duì)蘇打草甸堿土的改良效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(12)：145－153.Tian Yufu, Dou Sen, Zhang Yuguang, et al. Improvement effects of subsurface pipe with different spacing on sodic-alkali soil[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013,29(12): 145－153. (in Chinese with English abstract)

[13] 蔣建明，史國(guó)棟，李正明，等. 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能型水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(13)：166－174.Jiang Jianming, Shi Guodong, Li Zhengming, et al. Energy efficient automatic monitoring system of aquaculture based on WSN[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013,29(13): 166－174. (in Chinese with English abstract)

[14] 李穎慧，李民贊，鄧小蕾，等. 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室栽培營(yíng)養(yǎng)液電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(9)：170－177.Li Yinghui, Li Minzan, Deng Xiaolei, et al. Monitoring system for electrical conductivity of greenhouse nutrient solutions based on WSN[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(9): 170－177. (in Chinese with English abstract)

[15] 韓玉冰，傅澤田，張小栓，等. 基于 WSN的觀賞魚養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2016，47(增刊1)：392－400.Han Yubing, Fu Zetian, Zhang Xiaoshuan, et al. Monitoring system of ornamental fish culturing water quality based on wireless sensor network[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(supp1): 392－400. (in Chinese with English abstract)

[16] 李鑫星，王聰，田野，等. 基于Zigbee的多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，46(增刊1)：168－172.Li Xinxing, Wang Cong, Tian Ye, et al. Online monitoring system for water quality parameters based on ZigBee[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(supp1): 168－172. (in Chinese with English abstract)

[17] 徐坤，張西良，李萍萍，等. 便攜式無土栽培基質(zhì)多參數(shù)無線檢測(cè)儀[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，46(3)：302－309.Xu Kun, Zhang Xiliang, Li Pingping, et al. Development of portable wireless detector for multi-parameter of soilless cultivation substrates[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(3): 302－309. (in Chinese with English abstract)

[18] Marco Zennaro, Athanasios Floros, Gokhan Dogan, et al. On the design of a water quality wireless sensor network: An application to water quality monitoring in Malawi[C].ICPPW 2009, International Conference on Parallel Processing Workshops, Vienna, Austria, 22－25 September 2009.

[19] Faustine A, Mvuma A N, Mongi H J, et al. Wireless sensor networks for water quality monitoring and control within Lake Victoria Basin: Prototype development[J]. Wireless Sensor Network, 2014, 6(12): 281－290.

[20] Vijayakumar N, Ramya R. The real time monitoring of water quality in IoT environment[J]. International Journal of Science and Research, 2015, 4(3): 879－881.

[21] Huang Xiaoci, Yi Jianjun, Chen Shaoli, et al. A wireless sensor network based approach with decision support for monitoring lake water quality[J]. Sensor, 2015, 15(11):29273－29296.

[22] 李亮斌，姜晟，王衛(wèi)星，等. 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)村供水廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016，42(2)：212－216.Li Liangbin, Jiang Sheng, Wang Weixing, et al. Design of wireless sensor network node for monitoring water quality of rural water supply plant[J]. Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences). 2016, 42(2): 212－216. (in Chinese with English abstract)

[23] 游國(guó)棟，楊世鳳，李繼生，等. 水體太陽能供電增氧系統(tǒng)及其運(yùn)行效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(13)：191－198.You Guodong, Yang Shifeng, Li Jisheng, et al. Solar oxygenation system for aquaculture and running effect[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(13): 191－198. (in Chinese with English abstract)

[24] 李曉東，吳永峰，李光林，等. 基于太陽能的無線土壤水分傳感器的研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(11)：13－18.Li Xiaodong, Wu Yongfeng, Li Guanglin, et al. Development of wireless soil moisture sensor base on solar energy[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2010, 26(11): 13－18. (in Chinese with English abstract)

[25] 李尹，施榮華，李東林，等. 用于WSNs節(jié)點(diǎn)的新型太陽能供電系統(tǒng)[J]. 太陽能學(xué)報(bào)，2016，37(5)：1160－1166.Li Yin, Shi Ronghua, Li Donglin, et al. A noval solar power system for wireless sensor node[J].Acta Energiae Solaris Sinica, 2016, 37(5): 1160－1166. ( in Chinese with English abstract)

[26] 李加念，洪添勝，倪慧娜，等. 基于太陽能的微灌系統(tǒng)恒壓供水自動(dòng)控制裝置研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(12)：86－93.Li Jianian, Hong Tiansheng, Ni Huina, et al. Constant pressure water supply automatic device designed for micro-irrigation system based on solar energy[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(12): 86－93. (in Chinese with English abstract)

[27] 蘇淑靖，李瑩. 基于 Labwindows/CVI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2014，22(8)：2684－2686.Su Shujing, Li Ying. PC software design of data acquisition system based on Labwindows/CVI[J]. Computer Measurement& Control, 2014, 22(8): 2684－2686. (in Chinese with English abstract)

[28] Yang Shifeng, Daudi S S. Computerized greenhouse environmental monitoring and control system based on Labwindows/CVI[J]. Journal of Computers, 2013, 8(2): 399－407.

[29] 王玲，王新，劉健，等.基于虛擬儀器的柔性化農(nóng)機(jī)機(jī)群遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45(1)：34－39.Wang Ling, Wang Xin, Liu Jian, et al. Research on flexible remote monitoring system of agricultural machinery based on virtual instrument[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014, 45(1): 34－39. (in Chinese with English abstract)

[30] 劉冬，肖志懷，陳光大，等. 基于 Labwindows/CVI的水輪機(jī)流量效率測(cè)試系統(tǒng)[J]. 水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2017，36(11)：13－22.Liu Dong，Xiao Zhihuai，Chen Guangda，et al. Development of flow rate-hydro turbine efficiency testers based on LabWindows/CVI[J]. Journal of Hydroelectric Engineering,2017, 36(11): 13－22. (in Chinese with English abstract)