喷灌系统

：喷灌系统

英文名称：sprinkler irrigation system

定义：由水源工程、各级输配水管道或渠道及喷灌设备(包括加压设备及喷头等)组

成的灌溉系统。

应用学科：水利科技（一级学科）；灌溉与排水（二级学科）；喷灌及微灌（二级学科）

英文名：sprinkler irrigation system

喷灌系统有多种类型。按水流获得的压力方式可分为机压式、自压式和提水蓄能式喷灌系统；按喷灌设备的形式可分为管道式和机组式喷灌系统；按喷洒方式可分为定喷式和行喷式喷灌系统。中国一般将喷灌系统划分为移动式、固定式和半固定式三种类型。移动式喷灌系统从田间渠道、井、塘直接吸水，其动力、水泵、管道和喷头全部可以移动，这种系统的机械设备利用率高，应用最为广泛。如20世纪60 年代以前苏联等国采用较多的双悬臂式喷灌机，是一种由拖拉机拖带的单喷头远射程喷灌机；70年代以来，美、苏等国采用的配带动力水泵的时针式喷灌机和平移式喷灌机，中国采用的小型喷灌机组；由多级管道组成的全移动管道式喷灌机组和有动力水泵配套的绞盘式喷灌机等。固定式喷灌系统动力、水泵固定，输（配）水干管（分干管）及工作支管均埋入地下。喷头可常年安装在与支管连接伸出地面的竖管上，也可按轮灌顺序轮换安装使用。这种形式虽然运行管理方便，并便于实现自动控制，但因设备利用率低，投资大，竖管妨碍机耕，世界各国发展面积都不多。一般只用于灌水次数频繁、经济价值高的蔬菜和经济作物的灌溉。半固定式喷灌系统动力、水泵固定，输（配）水干管（分干管）埋入地下，工作支

管和喷头可以移动，由连接在干管（分干管）伸出地面的给水栓向支管供水。移动支管可以采用人工移动，也可以用机械移动。滚移式、端拖式、不配带动力水泵的时针式、平移式、绞盘式等，是世界各国采用较多的几种机械移管方式。由于半固定式喷灌系统设备利用率较高，运行管理比较方便，故为世界各国广泛采用。编辑本段组成

（一）喷灌系统设备构成

作为一项为农业生产服务的工程措施，喷灌系统主要由水源工程、首部装置、输配水管道系统和喷头等部分构成。

1．水源工程。包括河流、湖泊、水库和井泉等都可以作为喷灌的水源，但都必须修建相应的水源工程，如泵站及附属设施、水量调节池等。

2．水泵及配套动力机。喷灌需要使用有压力的水才能进行喷洒。通常是用水泵将水提吸、增压、输送到各级管道及各个喷头中，并通过喷头喷洒出来。喷灌可使用各种农用泵，如离心泵、潜水泵、深井泵等。在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机。在用电困难的地方可用柴油机、拖拉机或手扶拖拉机等作为水泵的动力机，动力机功率大小根据水泵的配套要求而定。

3．管道系统及配件。管道系统一般包括干管、支管两级，竖管三级，其作用是将压力水输送并分配到田间喷头中去。干管和支管起输、配水作用，竖管安装在支管上，末端接喷头。管道系统中装有各种连接和控制的附属配件，包括闸阀、三通、弯头和其他接头等，有时在干管或支管的上端还装有施肥装置。

4．喷头。喷头将管道系统输送来的水通过喷嘴喷射到空中，形成下雨的效果撤落在地面，灌溉作物。喷头装在竖管上或直接安装于支管上，是喷灌系统中的关键设备。

5．田间工程。移动式喷灌机在田间作业，需要在田间修建水渠和调节池及相应的建筑物，将灌溉水从水源引到田间，以满足喷灌的要求。

（二）常用喷灌系统类型及特点

虽然喷灌系统的类型较多，但根据其设备的组成，喷灌系统可分成机组式喷灌系统和管道式喷灌系统两大类。机组式喷灌系统又可分为轻小型机组式喷灌系统、大中型机组式喷灌系统等。

1．机组式喷灌系统

喷灌机是将喷灌系统中有关部件组装成一体，组成可移动的机组进行作业。其组成一般是在手抬式或手推车拖拉机上安装一个或多个喷头、水泵、管道，以电动机或柴油机为动力，进行喷洒灌溉的，其结构紧凑、机动灵活、机械利用率高，能够一机多用，单位喷灌面积的投资低。轻小型喷灌机是目前中国农村应用较为广泛的一种喷灌系统，特别适合田间渠道配套性好或水源分布广、取水点较多的地区。

2．管道式喷灌系统

管道式喷灌系统是指以各级管道为主体组成的喷灌系统，按照可移动的程度，可分成全固定式、全移动式和半固定式三种。

⑴全固定管道式喷灌系统

它由水源、水泵、管道系统及喷头组成。除喷头外喷灌系统的各个组成部分在整个灌溉季节甚至常年固定不动。水泵和动力机械固定，干管和支管多埋于地下，喷头装在固定的竖管上并可轮流在各个田块中使用。固定式喷灌系统操作管理方便，易于实行自动化控制，生产效率高，但投资大，亩投资约在1000元左右（不含水源），竖管对机耕及其它农业操作有一定的影响，设备利用率低，一般适用于经济条件较好的城市园林、花卉和草地的灌溉，或灌水次数频繁、经济效益高的蔬菜和果园等，也可在地面坡度较陡的山丘和利用自然水头喷灌的地区使用。

⑵全移动管道式喷灌系统

系统组成与固定式相同，它的各个部分，水泵、动力机、各级管道和喷头等都可拆卸，在多个田块之间轮流喷洒作业，因此系统的设备利用率高、投资小，但由于所有设备（特别是动力机和水泵）都要拆卸、搬运，劳动强度大，生产效率低，设备维修保养工作量大，有时还容易损伤作物，一般适用于经济较为落后的地区。

⑶半固定管道式喷灌系统

系统组成与固定式相同，其中动力机、水泵及输水干管等常年或整个灌溉季节固定不动，支管、竖管和喷头等可以拆卸移动，安装在不同的作业位置上轮流喷灌。这种方式综合了全固定和全移动管道式喷灌系统的优缺点，投资适中（亩投资约650元—800元），操作和管理也较为方便，是目前国内使用较为普遍的一种管道式喷灌系统。全移动管道式喷灌系统的各个部分，水泵、动力机、各级管道和喷头等都可拆卸，在多个田块之间轮流喷洒作业，因此系统的设备利用率高，投资小，但由于所有设备（特别是动力机和水泵）都要拆卸、搬运，劳动强度大，生产效率低，

设备维修保养工作量大，有时还容易损伤作物，一般适用于经济较为落后的地区。管道式喷灌系统比较适用于水源较为紧缺，取水点少的中国北方地区。

自动喷灌系统的构成？

2011-03-04 07:29提问者：snow_su1987|浏览次数：3263次

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精彩回答

2011-03-04 11:43

部分组成。

1、水源

喷灌系统与地面灌溉系统一样，首先要有水源。河流，渠、水库、山塘、湖泊、井泉等都可作为喷灌系统的水源。喷灌水源除必须满足水量、水质的要求以外，还必须满足喷头的工作压力。当喷灌水源高于灌区，并有足够的压力差时，可利用自然水头，进行自压喷灌。除此之外，都必须采用机械加压。

2、加压设备

包括水泵与动力。喷灌系统常用水泵有离心泵、自吸离心泵、深井潜水电泵等。动力机有电动机、柴油机、汽油机、也常用手扶拖拉机或拖拉机代替。

3、管道系统

喷灌输水系统包括管道、竖管和管件。管道一般有干管、分干管和支管三级，小型工程可能只有干管和支管两级。为避免作物影响喷头的喷洒，常在支管上装竖管再接喷头，长度一般为0.5～2.5m。为了连接和控制管道系统，管道之间配有一定规格和数量的管道附件，如弯头、三通、四通、各种接头（伸缩接头、异径接头、快速接头）、各种阀门（闸阀、逆止阀）以及安全保护装置等。

4、喷头

喷头是喷灌的专用设备，是喷灌系统的重要部件，其作用是将有压力的集中水流，通过喷头孔嘴喷洒出去，在空气或粉碎装置的阻力作用下，将水分散成细小的水滴，均匀地喷洒在田间。

将喷头、水泵、动力、输水管道以及行走等设备联成一个可移动的整体，称为喷灌机组或喷灌机。

智能化灌溉系统的设计与实现

智能化灌溉系统的设计与实现 O 引言我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。智能灌溉系统不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。基于传感器技术的智能灌溉系统是我国发展高效农业和精细农业的必由之路。智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。我国北方各省水资源缺乏，然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分来重。对于大面积种植的棉田实现精准灌溉，不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低生产的成本。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情，实现灌溉管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情以及农作物需水规律等方面做统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。如何利用有限的水资源，走“节水农业”已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。因此使用自来水发电的智能灌溉系统，控制喷灌和微灌系统，能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失。现有的灌溉系统都要外接电源，存在一定的安全隐患且较麻烦。本系统可在无供电条件的地区使用，其最大优点为节水、节能、节约劳动力。 1 设计目标与实现方案描述针对现有的智能化灌溉系统都需要外加电源供电，存在一定安全隐患，而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内，只能简单地设置灌溉时间及循环时间，不能灵活根据季节不同自动调节等缺点，该系统将小型直流发电机接上风叶至于密封特制的盒子中，用水流带动风叶旋转来发电，再将电能储存到蓄电池中以给监控电路和电磁阀供电。该装置是以湿敏电阻和光敏电阻检测信号，自来水发电用作供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监控电路由信号采集部分，灌溉控制部分，电源部分，执行部分4部分组成。如图1所示。 1．1 信号采集部分 1．1．1 土壤湿度检测采用硅湿敏电阻作为检测土壤湿度的传感器，它在25℃时响应时间小于5 s，检测土壤含水量范围为O～100％。当湿敏传感器插入土壤时，由于土壤含水量不同，使得湿敏传感器的阻值也不同。通过湿敏电阻和IC1NE555判断湿度强弱，如果是土壤较干燥，湿敏电阻阻值较大，NE555翻转，输出高电平(约为电源电压)。调整时，将湿敏电阻插入水内，调Rp1使NE555的3脚输出为12 V，然后将湿敏电阻从水中取出并擦干，调Rp1使输出0 V，这样反复调节多次即可达到要求。 1．1．2 日光强弱检测通过光敏电阻和NE555判断光线是否强烈，如果是中午光线较强烈，IC2 NE555的3脚输

智能灌溉控制系统系统特点

我国的智能灌溉控制系统是经由国家农业信息化工程技术研究中心自主研发的集自动控制技术，传感器技术、通讯技术、计算机技术等于一体的灌溉管理系统。随着越来越多的的城区开始应用智能灌溉控制系统，人们对智能灌溉控制系统也开始逐渐重视，下面我们一起来看看智能灌溉控制系统的特点。其中机井灌溉控制系统是通过IC卡机井灌溉控制箱对农田机井进行取水管理，以IC卡刷卡取水的方式取代了传统的专人管理方式；实现了农业用水计量、水资源信息的自动化采集和测控。针对机井分布情况、灌溉区域的不同，提出不同方式的组网方案。我国自主研发的智能灌溉系统有着系统可靠性高，操作相对简便；软硬件应用中文作为界面，易于学习和掌握，操作过程对国人来说更加容易；适合各种灌溉方式如滴灌、喷灌、微灌，地面灌等；具有多种的控制连接方式：该系统具有满足不同条件下（地形，布局，规模等）的控制连接模式，各控制设备之间可采用无线或有线方式连接；该系统的扩容性，灵活性较强，可进行分区域、多路的集中或分散智能控制，即适用于小面积，简单的灌溉控制，也适用于大面积，复杂的灌溉网络的控制；系统具有完成数据分析，控制等功能，控制系统还能够处理传感器数据信息，利用传感器或条件输入设备作为灌溉运行的控制条件，实现智能化灌溉；系统可可根据需要实现中控室、手机短信、现场遥控及现场手动控制功能；可控制灌溉系统以外的其它设备，如：道路

或公共场所灯光，大门、喷泉、水泵等；成本低(仅有进口产品的一半价格)，后期维护，保养简便等特点。以上是对智能灌溉控制系统特点的介绍，下面介绍一家生产智能灌溉控制系统的公司。南京淋达智能技术有限公司（LD future），是中国科技团队联合美国洛杉矶加州大学（UCLA）清洁能源研究中心共同推进技术创新，并与国内风险投资机构共同投资成立的物联网高科技企业。公司专注于通过物联网与移动互联网的技术创新实现全球水资源、能源的高效利用，致力于推动智慧城市中的智慧园区灌溉、智慧小区灌溉物联网智能技术产业化。

智能农业灌溉系统方案设计

智能农业灌溉系统方案设计托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。智能农业灌溉系统背景

灌溉造成水资源浪费美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。智能农业灌溉系统整体方案图结构系统结构

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法

智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。一、智能节水灌溉系统的功能设计智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向

技术密集型转变奠定了重要的基础。智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能节水灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。二、智能节水灌溉系统的设计背景灌溉造成水资源大量浪费美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。三、智能节水灌溉系统工作原理灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号

智能农业灌溉系统

智能农业灌溉系统方案设计智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16雅V 30% 背景在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%而水资源利用率高的国家已达70%-80%因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。

系统结构本设计采用了可以无限扩展的开放式设计思路，并采用先进的集木式构建。整个系统由多组集群控制单元组成，每组集群控制单元管理一片区域，每一个片区由多台控制器、电磁阀、传感器组成。因此本系统可以根据用户的需求，方便快速地组建智能农业灌溉系统。用户只需增加各级控制设备的数量即可实现整个系统的无限扩容。本系统可适用于小到某块棉田的自动灌溉，大到整个兵团所有作物地块，包括绿地的自动灌溉。并且系统容量越大，平均投资成本愈低，生产效率也越高。本系统遵循了以下设计原则： 1、系统模块化、层次化设计，以提高效率，增加可维护性，便于扩展； 2、灵活的硬件配置，用户可以任意升级、更换被控硬件设备，而不需要更换软件； 3、人机界面友好，实现灌溉过程的无人值守，减少人员的工作强度，提高灌溉效率； 4、抗电磁干扰的能力强，保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能可靠地运行； 5、故障自动检测功能，提高系统的健壮性，各种设备的布局要求美观。通信方式系统上行数据与下行数据均采用了基于广域网的先进的无线传输方式进行传输。上行数据包括：空气温度、湿度；土壤温度、显度；电磁阀及各控制器的工作状态等信息。下

农业智能灌溉系统解决方案

农业智能灌溉系统解决方案农业智能灌溉系统又叫物联网智能滴灌控制系统，是托普云农为实现现代农业所提倡的节水、节肥、省力、高效而研发出的一种自动化控制灌溉浇水系统。农业智能灌溉系统是将灌溉节水技术、农作物栽培技术及节水灌溉工程的运行管理技术有机结合，同时集电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术及信息采集处理技术于一体，通过计算机通用化和模块化的设计程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动监测控制系统，进行水、土环境因子的模拟优化，实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制，从而将农业高效节水的理论研究提高到现实的应用技术水平。农业智能灌溉系统实用性强，灌溉定时定量，适用范围广，功能强大，操作简单，可广泛应用于粮食、蔬菜、花卉、果树、大棚等灌溉管理。一、农业智能灌溉系统组成：浙江托普物联网研制的农业智能灌溉系统由首部枢纽、管路和滴头组成。 1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。 2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。 3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。

二、农业智能灌溉系统系统工作原理： 1.灌溉控制灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。 2.营养控制营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。 3.过滤器自动反冲洗控制过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。 4.优先权控制

智能灌溉系统

摘要灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。就此，文章设计了以单片机控制为中心的模拟智能灌溉系统。该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并根据作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水。单片机控制部分采用的是型号STC89C52的单片机，主要有显示单元、ADC 采集单元、RTC 单元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成。单片机可将电位器输出的模拟电压信号通过AD 转换成数字信号，通过 DS1302 芯片提供时间信息；通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，再通过 LED 完成系统工作状态指示功能。实现了土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。关键词：智能灌溉，单片机

目录第一章绪论 (1) 1.1 前言 (1) 1.2国内外现状 (1) 1.3智能灌溉系统的简介 (2) 1.4本次设计中担任的工作 (2) 第二章系统硬件电路的设计 (3) 2.1本设计任务和主要内容 (3) 2.2模拟智能灌溉系统框图 (3) 2.3 STC89C52单片机简介 (3) 2.4实时时钟模块 (5) 2.4.1 DS1302 基本功能 (5) 2.5按键模块 (6) 2.6模数转换模块 (6) 2.6.1PCF8591基本功能 (7) 2.7继电器的驱动模块 (8) 2.8数码显示模块 (9) 2.8.1数码管的简介 (9) 2.8.2锁存器M74HC573 (10) 2.8.3译码器74HC138 (10) 2.9存储模块 (11) 第三章原理图的设计 (12) 3.1Protel DXP的简介 (12) 3.2智能灌溉系统原理图的设计 (12) 3.2.1启动Protel DXP 2004 (12) 3.2.2电路原理图文件的新建和保存 (12) 3.2.3元件的查找和放置 (13) 3.3智能灌溉系统印制电路板（PCB）的设计 (16) 3.3.1新建印制电路板文件 (16) 3.3.2规划印制电路板 (16) 3.3.3将电路原理图文件传输到PCB中 (16) 第四章系统软件的设计 (21) 4.1流程图 (21) 总结 (23)

智能农业之水肥一体化智能灌溉系统

智能农业灌溉系统组成要素及功能特点一、智能农业水肥一体化应用技术：智能农业灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。用户通过操作触摸屏进行管控，控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量，专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。托普云农智能农业水肥一体化技术以自动化精确灌溉、施肥，节省用工和提高效益为核心，在现代农业生产中应用显示出明显的优势。本文就该技术作相关阐述。

二、智能农业水肥一体化系统组成以及适用范围：托普云农智能农业水肥一体化微滴灌系统主要是由阀门、水表、水泵、自动反冲洗过滤系统、智肥化施肥机、pH/EC控制器、施肥罐、安全阀、电磁阀、田间管道系统等组成。该系统适合在已建成设施农业基地或符合建设微灌设施要求的地方应用，要有固定水源且水质良好，如水库、蓄水池、地下水、河渠水等。比较适合用于经济价值较高的蔬菜和果树等作物上。三、智能农业水肥一体化微灌、施肥制度制定： 1、微灌制度拟定智能农业水肥一体化灌溉系统根据作物全生育期需水量与降水量的差值确定灌溉定额、灌水次数、灌水间隔时间、每次灌水延续时间和灌水定额等。还需考虑土壤墒情、温度、设施条件和农业技术措施等。大棚膜下滴灌用水量会比畦灌减少30％~40％，比大水漫灌减少50％以上。 2、施肥制度拟定智能农业水肥一体化灌溉系统根据作物全生育期需肥总量与土壤中养分含量的差值来确定实际施肥量、每次施肥量、施肥次数、施肥时期和肥料品种，同时作物的需肥特性、肥料利用率、目标产量、施肥方式也是决定施肥制度拟定的因素。微灌施肥通常可比习惯施肥减少30％～50％的肥料用量。 3、微灌和施肥制度拟合按照作物拟定的微灌制度将肥料同微灌的灌水时间和次数进行合理分配，主要原则就是肥随水走、分阶段拟合。注入肥液浓度一般为0.1％。操作上还要注意，要先走水15min左右，再注入配好的肥料溶液，微灌施肥结束后需用不含肥的水清洗清灌管道15～30min，防止堵塞出水口。此步聚智能农业水肥一体化滴灌系统系统可以自动进行，无需人工控制。 4、肥料选择智能微灌系统的滴灌管出水口很小，非常容易被各种微小的杂质堵塞，影响到微灌施肥的效果。为此肥料的选择注意以下几个方面：首先必须是全溶性的肥料，溶于水后无沉淀；二是肥料的相溶性要好，搭配使用不会相互作用生成沉淀物；三是施磷肥时尽量通过基肥施入土壤；四是用微量元素时，应选用螯合态微肥，否则与大量元素肥混合使用时易产生沉淀物。在市场上常用的溶解性好的普通肥料有尿素、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、硝酸钾、磷酸、磷酸二青钾、磷酸一铵(工业级)、氯化钾等，或选用微灌专用固体肥料。

智能控制农业自动化灌溉系统解决方案

基于智能控制的农业自动化灌溉系统解决方案前言我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁的国家。虽然水资源的总量居世界第6 位，但是按人均水资源量计算，人均占有量只有 2500 立方米，约为世界人均水量的 1/4，在世界排 110 位，已被联合国列为 13 个贫水国家之一。另一方面，我国水资源的分布很不平衡。北方有些地区水资源的占有量仅为 900 立方米，低于国际公认的 1000 立方米的水资源下限。有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。我国农业用水量约占总用水量的 80% 左右，由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，就全国范围而言，水的利用率仅为 45 % ，而水资源利用率高的国家已达 70% 一 80% ，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。灌溉系统自动化的水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。 1、自动化控制灌溉系统的工作原理托普物联网指出所谓的自动化控制灌溉即利用田间布设的相关设备采集或监测土壤信息、田间信息和作物生长信息，并将监测数据传到首部控制中心，在相应系统软件分析决策下，对终端发出相应灌溉管理指令。托普物联网研制的农业灌溉自动化控制系统的工作原理为:通过土壤、气象、作物等类传感器及监测设备将土壤、作物、气象状况等监测数据通过墒情信息采集站，传到计算机中央控制系统，中央控制系统中的各类软件将汇集的数值进行

智能灌溉系统

课题名称基于单片机的智能抽水灌溉系统设计学生姓名学号系、年级专业指导教师职称 2016年 5月 18日

摘要当今世界日新月异，在我们学过的历史中，有第一次工业革命，第二次工业革命，每次的革命都意味着技术的提升，解放人们的双手，纵观历史，我们会发现，科技是推动一切发展的根源，人们的欲望又推动着科技的发展，现在人们吃喝住行，愈来愈智能化，意味着生活一切的智能，现在人们已经开始追求智能的生活了，智能最多的是体现在了城市中，在农村很少有智能的东西，因此束缚了农民的劳动力，农村也需要智能也需要改革。以前农民种植都是需要农民自己浇灌，很费时间和资源，农民也不能经常外出打工，因为农业智能化低，需要很多的劳动力，所以在这种矛盾中我们开始了智能抽水灌溉系统，目的就是解放农民的双手，让他们有更多的时间可以外出务工，增加家庭收入。智能抽水灌溉系统是用51单片机为核心控制的，YL-69是一个传感器就是把土壤湿度信息传给单片机的，LCD1602是把数据读出来让人们可以直观的看到，蜂鸣器是一个喇叭有发出声音的作用。使用YL-69把湿度信息传给单片机，单片机来处理传输来的信息，判断怎么执行，然后将执行的信号发给各个控制器，这就完成了一个系统的功能了。关键词：浇灌；YL-69；湿度；AT89C51单片机;水泵；LCD1602

ABSTRACT In today's rapidly changing world, in we learned about the history, the first industrial revolution, the second industrial revolution, every revolution means the promotion of technology, liberating the people's hands, throughout history, we will find that, science and technology is the source of promoting the development of all, the desire of the people and promote the development of science and technology, people now eat to live, become more and more intelligent means of all life's intelligent, now people have began to pursue the smart living, smart most is reflected in the cities, in rural areas is rarely a smart things and so shackled the labor of farmers, rural areas need a smart also needs reform. Before farmers are farmers and pour yourself, it costs time and resources, farmers can't often go out to work, because of the low intelligent agriculture, requires a lot of labor force, so in this contradiction we began intelligent pumping irrigation system, purpose is to liberate their hands, let them have more time to migrant workers, increase the income of the family. Intelligent pumping irrigation system is with 51 single-chip microcomputer as the core control, YL-69 is a sensor is the soil moisture information to single chip, LCD1602 is to read out the data so that people can see intuitively, the buzzer is a horn sound effect. Use YL-69 to the humidity information to the microcontroller, the microcontroller to process the transmission of information, to judge how to perform, and then the signal to each controller, which completes the function of a system. Key words: YL-69; humidity; AT89C51MCU; water pump; LCD16

智慧农业灌溉系统的功能特点及发展前景

智慧农业灌溉系统的功能特点及发展前景什么是智慧农业？智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。目前，信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生活方式，同时也被广泛应用于农业各个领域。智慧农业或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态，其显著特征是在农业产业链的各个关键环节，充分应用现代信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程。在智能农业环境下，信息和知识成为重要投入主体，并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率，智能农业是现代农业发展的必然趋势和高级阶段。在加快传统农业转型升级的过程中，智能农业将成为发展农业的重要内容，为加快发展农村经济，进一步提高农民收入提供新的经济增长极；为加快农业产业化进程，增强农业综合竞争力提供新的技术支撑。通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点，实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析，从而有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各种执行设备，进行调温、调光、换气等动作，实现对农业生长环

境的智能控制。智慧农业灌溉系统的背景概述随着时间的推移和现代社会的进步，智慧农业的概念在每个农业生产者的心中已经烙下了深深的印象，人们心中的就是做到农业现代化，智能化，远程监测数据，远程控制环境变化，预防报警等。目前我国各大地区的智慧农业已经慢慢有了良好的起步工作，智慧农业也成为我国农业部门狠抓的一个重点项目。灌溉是农业中最棘手的一个问题，传统的人工灌溉对于大面积种植来说，不仅仅是浪费人力，而且人工灌溉不能准确的把握土壤水分的多少，这也就导致了不同程度上的灌溉不均匀和水资源的浪费。这样的灌溉对作物来说是尽量避免的，它会造成某些区域的干旱或者水涝，也就会影响作物的生长状况、产量以及产品质量。智能灌溉系统的出现就很好的解决了智慧农业中的灌溉问题。智能灌溉系统先是将区域内土壤水分传感器监测所得的数据跟智慧农业大数据进行比较，或者将采集的数据跟用户设定的需要灌溉和停止灌溉的上下限数据进行比较，再是通过判断是否需要进行灌溉或者判断是开启喷灌还是滴灌。智能灌溉系统由于传感器网络的使用能够实现对灌溉用水进行实时监测显示和动态管理。智能灌溉采用无线传感传感器来监测土壤的墒情，有效的实现了灌溉水的自动化管理。我国要发展智慧农业就得提高水资源的利用效率。智能灌溉系统的诞生真正实现水资源的高效利用。不仅能够节约人力成本资源，并且能够有效的解决好灌溉的各方面问题。所以在将来，智能灌溉系统会成为智慧农业发展的支助和趋势。

稻田自动化智能灌溉系统及其灌溉方法

稻田自动化智能灌溉系统及其灌溉方法摘要：稻田自动化智能灌溉系统：包括提水泵站、农渠、农田灌溉自动控制装置和稻田土壤水分监控装置；稻田土壤水分控制器可根据液位计的输出信号控制提水泵启闭控制器动作，由提水泵给农渠供水，农田灌溉自动控制装置根据农田水位将农渠内灌溉水自动灌入农田或切断灌水。优点：结构简单、维护方便。解决了水稻浅湿灌溉种植新技术难以推广的问题，对我国现阶段农田水利精确灌溉、节水增效有着重大的现实意义。关键词：稻田自动化智能灌溉系统；灌溉方法一、背景技术水稻是我国主要的粮食作物,传统的淹水栽培种植模式不仅耗水量大,水资源浪费严重,水分利用率低,而且容易引起环境面源污染。随着我国人口增长和经济快速发展,缺水已成为我国面临的最严重的战略问题之一,严重制约了农业的可持续发展。国内外研究结果表明,水稻具有一定的水旱两栖性,有很大的节水潜力。目前在实现大面积稻田自动化智能灌溉时，虽然可借鉴一些集监视测量、控制、保护、管理于一体的计算机综合自动化系统，但主要存在以下两个方面的难点：第一、推广水稻节水灌溉技术时,其灌水下限是以根层土壤水分为控制灌溉指标的,因而,及时、准确地获取稻田土壤水分,就成为提高推广水稻节水灌溉技术水平的关键。目前常用的取土烘干称重法虽测得数据准确,但工作量大,也不能及时提供数据；中子土壤水分仪投资大,且测定表层土壤水分不尽准确;运用电阻和电容原理制作的各式水分仪(如土壤湿度计、查墒仪等),对接近田间持水量(高水分段)的土壤水分测定误差较大;水银负压计可测得较准确的土壤水吸力,但大面积推广应用在操作管理上存在一定难度。第二、水稻在灌溉时，引农渠的灌溉用水一般直接流入农田，或者通过水泵泵入，造成水资源的巨大浪费，不符合节水灌溉技术的要求。二、技术方案稻田自动化智能灌溉系统，创新点包括提水泵站、农渠、农田灌溉自动控制装置和稻田土壤水分监控装置；一提水泵站，该提水泵站设置在水源侧，包括一个与水源连通的进水池，一个与农渠连通的出水池，一组配备变频电机的提水泵，以及一控制提水泵变频电机启闭的提水泵启闭控制器；提水泵的进水口A、出水口A分别对应进水池和出水池，并在进水池、出水池内分别设置有液位传感器A 和液位传感器B，所述液位传感器A和液位传感器B接入提水泵启闭控制器；若干农渠，由干渠以及连通干渠的支渠组成，干渠与出水池直接连通；至少一设置在农田内的稻田土壤水分监控装置，包括一个地下水位观测井，一个设置在地下水位观测井内的液位计，以及一个稻田土壤水分控制器，该稻田土壤水分控制器可根据液位计的输出信号控制提水泵启闭控制器动作；若干农田灌溉自动控制装置，设置在农田与农渠之间，用于根据农田水位将支渠内灌溉水自动灌入农田或切断灌水。具体方案： 1、稻田自动化智能灌溉系统还包括一水质自动检测装置，该水质自动检测装置具有一个PH值检测仪，一个溶解氧检测仪，以及一个水质自动报警控制器，所述PH值检测仪以及一个溶解氧检测仪的输出信号接入水质自动报警控制器；水质自动报警控制器还具有一个与提水泵启闭控制器通讯的输出端口。 2、农田灌溉自动控制装置包括储水箱、增压机构、阀瓣和浮球引导机构；储

智能灌溉系统

课题名称基于单片机的智能抽水灌溉系统设计学生姓名学号系、年级专业指导教师职称 2016年5月18日

农业智能灌溉系统

概述水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁，水资源的分布很不平衡的国家。在这样水资源严重短缺的情形下，目前我国大部分地区还仍然停留在人工监测旱情，决定灌溉与否仅凭个人经验，这样就会造成更严重水资源浪费。近年来，随着现代农业的发展，农业经营模式正在向大型化、集约化方向发展。这样就为推广全面、统一、大型、智能化灌溉系统提供了必要条件。现在已经实现大面积种植的就是农田农业，因此我们设计和实现了一套针对农田的智能化检测和灌溉系统。采用农业智能浇灌系统，可以根据各种农作物对水量的要求，以及土壤的水情合理配置各个供水设备运行情况。另外，通过自动化控制，可以使相关人员及时了解整个系统的相关资源信息，通过统计分析，进行合理使用，从而达到省水节能、省工省地的效果，以及发展节水农业的目的。系统拓扑图使用产品鹭联 DTU L6112 、L6212

系统特点农业智能灌溉系统的网络结构分为三部分。第一部分为中心控制站由电脑和以太网组成，在这里进行灌溉参数设置，及对灌溉情况进行统计，并可通过专用软件在计算机上存储，显示数据和图表。同时可以人工通过手机或电脑进行特殊操作。通过互联网获取天气信息，有预见性地实施灌溉。第二部分为鹭联DTU（型号为L6112/L6212）无线传输终终端，支持RS232/RS485（符合ModBus协议）方式的用户数据接口，可接入电子式传感器、PLC等各种设备，搭建数据传输通道，把现场数据发送到中心计算机；第三部分为传感器采集与电磁阀，所有的传感器感知的数据通过鹭联无线传输终端传送至第三部分。通过传感器采集来的多路数据，经过A/D 转换，信号处理，在微处理器中，根据不同植被需求，确定灌溉量，然后控制信号输出，结合中央管理计算机的指令，控制电磁阀的开关，即可以实现自动灌溉。农业智能灌溉系统有如下优点： 1. 将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。 2. 通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。 3. 将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。

智能农业灌溉系统的应用意义

智能农业灌溉系统的应用意义自国际电信联盟(ITU)发布了互联网报告《2005：物联网》，正式提出了物联网的概念以来。物联网技术发展迅速，和农业相结合的农业物联网技术也在快速发展中，而且势头强劲。虽然物联网技术还在发展中，有许多方面还待完善，但是智能农业灌溉系统等物联网应用技术已经开始运用到了农业生产中。智能农业灌溉系统通过采用高精度土壤温湿度传感器，依据土壤墒情和作物用水次第施行精准灌溉，不但能有效处置农业灌溉用水使用率低的疑问，缓解水资源日趋紧张的矛盾，并且还为作物提供了更好的生长环境，充沛发扬现有节水配备的作用，优化调度，提高效益，使灌溉愈加迷信、简约，提高维护水平。智能农业灌溉系统的实际应用案例很多，以有机茶种植基地为例。以往500多亩茶园的施肥和灌溉，需要二、三百人才能完成，费时费力。而如今引用智能农业灌溉系统之后，只需一、两个人就可完成这些工作。茶园管理变得简单、高效，茶叶质量也得到保障，销量明显增长。智能农业灌溉系统的应用，对于现代农业来说，是非常有实际意义的，而不仅仅是噱头。通过它不仅解决了在大面积灌溉中合理规划使用水资源的问题，还可进行土壤温湿度监测，及时获得农田灌溉信息，从而实现土地资源管理集约化、水力资源利用节约化，农作物生产规模化、高效化。水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。用户通过操作触摸屏进行管控，控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量，专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。