طراحی و ساخت یک سامانه ی اتوماسیون آبیاری شیاری به صورت بهنگام به کمک میکروکنترلر های avr و ارزیابی عملکرد آن

چکیده در این تحقیق، یک سامانه ی اتوماسیون آبیاری سطحی به منظور اعمال مدیریت های مختلف بر اساس زمان واقعی برای آبیاری جویچه ای تهیه شده است. این تحقیق در چهار مرحله اجرا گردید. در مرحله اول با استفاده از داده های استخراج شده از مدل شبیه سازی آبیاری سطحی sscim و دو نوع شبکه عصبی مصنوعی، یک رابطه بین زمان های پیشروی آب در 25 متر ابتدایی از طول جویچه و عمق آب در ابتدای جویچه، با پارامترهای معادله ی نفوذ کاستیاکوف لوییس و ضریب زبری مانینگ پی ریزی شد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطای نرمالیزه شده (rmse) در مورد تخمین ضریب زبری مانینگ و پارامترهای b، k و f0 معادله کاستیاکوف لوییس به روش شبکه عصبی نوع اول به ترتیب 14/0، 13/0، 22/0و 16/0 و برای شبکه عصبی نوع دوم به ترتیب 15/0، 06/0، 17/0 و 11/0 به دست آمد. در مرحله دوم، با استفاده از یک روش بهینه سازی به تعیین بهترین جریان ورودی و زمان قطع جریان در چهل مزرعه آزمایشی پرداخته شد. سپس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی یک رابطه بین متغیرهای مزرعه با جریان ورودی و زمان قطع بهینه ایجاد شد. مقادیر ریشه میانگین مربعات خطای نرمالیزه شده (rmse)، میانگین خطای مطلق (mae) و ضریب همبستگی (r2) در مورد تعیین بهترین دبی برای 10 مزرعه توسط شبکه عصبی به ترتیب 135/0، 000137/0 (مترمکعب در ثانیه) و 99/0 و در مورد تعیین بهترین زمان قطع آبیاری به ترتیب 297/0، 5533 (ثانیه) و 86/0 بدست آمد. در مرحله سوم یک سامانه ی اتوماسیون قابل برنامه ریزی با قابلیت ثبت زمان های پیشروی و عمق آب در ابتدای جویچه تهیه شد. همچنین یک شیر برقی با قابلیت اعمال دبی های مختلف برای آبیاری جویچه ای ساخته شد. در ادامه روابط ریاضی به دست آمده از شبکه های عصبی مصنوعی مرحله ی اول و دوم شامل مقادیر وزن و بایاس به صورت کد ویژوال بیسیک درون میکروکنترلر های avr برنامه ریزی شد. سیستم تهیه شده به همراه حسگرهای ثبت پیشروی و عمق آب در ابتدای جویچه و شیر برقی در مزرعه دانشگاه فردوسی برای دو جویچه و برای دو آبیاری مورد استفاده قرار گرفت. نتایج شبیه سازی مراحل پیشروی و پسروی نشان داد، سامانه ی اتوماسیون تهیه شده در این تحقیق از دقت خوبی برای تخمین پارامترهای نفوذ و زبری برخوردار می باشد. همچنین مقایسه شدت جریان ورودی و زمان قطع بهینه تعیین شده به وسیله سیستم اتوماسیون با مقادیر تعیین شده به وسیله روش بهینه سازی نشان دهنده کارایی بالای سامانه ساخته شده در این تحقیق می باشد. بدین ترتیب با استفاده از سیستم اتوماسیون امکان مدیریت بهتر در زمینه آبیاری جویچه ای فراهم خواهد شد.