智能化灌溉系统的设计与实现

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智能浇灌系统的策划书3篇

智能浇灌系统的策划书3篇

智能浇灌系统的策划书3篇篇一智能浇灌系统的策划书一、项目背景随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高,越来越多的家庭开始拥有自己的花园和草坪。

然而,传统的浇灌方式往往需要人工操作,费时费力,且难以保证每个区域都能得到均匀的水分供应。

因此,设计一款智能浇灌系统具有重要的现实意义。

二、项目目标本项目旨在设计一款智能化的浇灌系统,实现对花园或草坪的自动、精准浇灌,提高水资源利用率,同时降低用户的劳动强度。

三、项目内容1. 硬件设计选择合适的传感器,如土壤湿度传感器、雨量传感器等,用于监测土壤湿度和降雨量。

根据花园或草坪的布局,设计灌溉管网,包括主管道、支管道和喷头等。

选用水泵、阀门、电源等设备,确保系统的正常运行。

搭建硬件平台,将传感器、控制器、执行器等设备连接起来。

2. 软件设计开发智能浇灌系统的控制软件,实现对灌溉过程的自动化控制。

编写数据处理算法,根据传感器采集的数据,计算出最佳的浇灌时间和水量。

设计数据存储和管理功能,记录灌溉历史数据,为用户提供数据分析和决策支持。

3. 网络连接考虑将系统与互联网连接,使用户可以通过手机或电脑远程监控和控制灌溉系统。

设计安全机制,确保用户数据的隐私和安全性。

4. 系统测试在实验室环境下对系统进行功能测试和性能测试,确保系统的稳定性和可靠性。

在实际场景下进行实地测试,收集用户反馈,进一步优化系统性能。

四、项目实施计划1. 需求分析与方案设计(第 1-2 月):进行市场调研,了解用户需求和行业发展趋势。

设计系统架构和功能模块,制定硬件和软件设计方案。

2. 硬件开发与测试(第 3-4 月):根据设计方案,采购元器件,进行电路板设计和制作。

完成硬件设备的组装和调试,进行功能测试和性能测试。

3. 软件编程与调试(第 5-6 月):根据硬件接口和功能需求,编写系统软件程序。

进行软件集成和联调,优化算法和界面设计。

4. 系统集成与测试(第 7-8 月):将硬件和软件系统进行集成,搭建测试环境。

智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计智能灌溉系统是一种利用现代科技手段通过感知环境信息、分析数据并进行智能控制的灌溉系统。

它能够根据土壤湿度、气象状况、植物需水量等参数自动调节灌溉频率和水量,实现精准灌溉,提高水资源利用效率和农作物产量。

本文将对智能灌溉系统的研究与设计进行探讨。

一、智能灌溉系统的研究背景我国水资源短缺严重,农业用水是最大用水领域,因此提高农田水资源利用效率具有重要意义。

传统的灌溉方法主要依靠人工判断和经验进行,存在水量浪费和操作不精准等问题。

而智能灌溉系统则能够根据实时的环境参数自动控制灌溉,实现精确用水,减少水资源浪费,满足农田的需水量。

二、智能灌溉系统的研究方法1.环境感知技术:通过传感器等设备,获取土壤湿度、气象状况等环境参数的数据。

常用的传感器包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。

这些数据能够准确地反映农田的水分状况和气候变化,是智能灌溉系统的基础。

2.数据分析技术:通过分析环境参数数据,判断灌溉的需求程度。

常用的数据分析方法包括模糊逻辑、神经网络、模型预测控制等。

这些方法能够对环境参数进行综合评估,并提供相应的灌溉决策。

3.控制策略设计:根据环境参数的数据和分析结果,制定合理的灌溉策略。

包括灌溉频率、灌溉时长和灌溉水量等。

控制策略的设计需要考虑农作物的需水量、土壤的水分保持能力以及气象变化等因素。

三、智能灌溉系统的设计方案1.硬件设计:智能灌溉系统需要配备环境感知设备,如土壤湿度传感器、气象站等,这些设备要能够实时采集环境参数的数据,并传输给中央控制系统。

同时,系统还需要具备自动控制装置,能够根据控制策略自动实现灌溉操作。

2.软件设计:中央控制系统需要通过软件来处理环境参数数据、分析数据并进行灌溉决策。

软件要具备较强的计算能力,能够实时处理大量数据,并输出相应的控制信号。

同时,软件还需要具备灌溉策略的编程能力,能够根据不同的作物和不同的环境需求进行灌溉控制。

3.系统优化:智能灌溉系统需要不断进行优化,以提高其灌溉精度和效率。

自动灌溉系统的设计

自动灌溉系统的设计

自动灌溉系统的设计一、系统概述自动灌溉系统是一种利用现代信息技术和自动化控制技术,对农田进行智能化灌溉的系统。

该系统能够根据农田的土壤湿度、天气情况、作物需水量等因素,自动调节灌溉时间和水量,提高灌溉效率,降低水资源浪费,促进农业可持续发展。

二、系统目标1. 提高灌溉效率:通过自动化控制,实现精准灌溉,减少水资源浪费。

2. 降低人工成本:减少人工操作,降低人力成本。

3. 提高作物产量:根据作物需水规律,提供适时适量的灌溉,促进作物生长。

4. 保护环境:合理利用水资源,减少农业面源污染。

三、系统组成1. 传感器:用于监测土壤湿度、温度、光照等环境参数。

2. 控制器:根据传感器采集的数据,自动调节灌溉时间和水量。

3. 执行器:包括水泵、阀门等,用于执行灌溉操作。

4. 通信模块:实现控制器与执行器之间的数据传输和指令下达。

5. 用户界面:用于设置系统参数、查看灌溉状态和数据记录。

四、系统工作原理1. 传感器采集农田环境参数,如土壤湿度、温度、光照等。

2. 控制器根据传感器采集的数据,结合预设的灌溉策略,自动计算出灌溉时间和水量。

3. 控制器通过通信模块,向执行器发送灌溉指令。

4. 执行器接收指令,执行灌溉操作。

5. 用户界面实时显示灌溉状态和数据记录,方便用户监控和管理。

五、系统特点1. 精准灌溉:根据作物需水规律,实现适时适量的灌溉。

2. 自动化控制:减少人工操作,降低人力成本。

3. 节能环保:合理利用水资源,减少农业面源污染。

4. 可扩展性:可根据农田规模和作物种类,灵活调整系统配置。

5. 远程监控:用户可通过手机、电脑等设备远程查看灌溉状态和数据记录。

通过自动灌溉系统的设计和实施,可以有效提高农田灌溉效率,降低人工成本,促进作物生长,同时保护环境,实现农业可持续发展。

六、系统设计原则1. 用户友好:系统界面直观、易操作,减少用户的学习成本。

2. 模块化设计:系统采用模块化设计,便于维护和升级。

3. 可靠性:选用高质量、可靠的传感器和执行器,确保系统稳定运行。

智能浇灌系统的策划书3篇

智能浇灌系统的策划书3篇

智能浇灌系统的策划书3篇篇一智能浇灌系统的策划书一、引言随着人们对环境保护和水资源节约意识的不断提高,智能浇灌系统作为一种高效、节能的灌溉解决方案,正逐渐受到广泛关注。

本策划书旨在提出一个全面的智能浇灌系统方案,以满足农业、园林和家庭园艺等领域对精准灌溉的需求,提高水资源利用效率,降低灌溉成本,同时提供便捷的管理和控制方式。

二、市场分析1. 农业领域:传统的灌溉方式往往存在水资源浪费和灌溉不均匀的问题,导致农作物产量不稳定。

智能浇灌系统可以根据土壤湿度、气象条件等因素实时调整灌溉量和灌溉时间,提高农作物的产量和质量,同时减少水资源的浪费。

2. 园林领域:园林景观的灌溉需要耗费大量的水资源,而且人工灌溉难以保证灌溉的均匀性和及时性。

智能浇灌系统可以实现自动化灌溉,根据植物的需求进行精准灌溉,节省水资源,提高园林景观的美观度和养护效率。

3. 家庭园艺领域:越来越多的人热衷于家庭园艺,但是对于家庭园艺的灌溉管理往往缺乏专业知识和经验。

智能浇灌系统可以为家庭园艺爱好者提供便捷的灌溉解决方案,让他们轻松地照顾自己的花草植物。

三、系统功能1. 实时监测:系统通过传感器实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数,以及灌溉设备的运行状态,为精准灌溉提供数据支持。

2. 智能控制:根据监测到的参数和预设的灌溉策略,自动控制灌溉设备的开启和关闭,实现精准灌溉,避免水资源的浪费。

3. 远程控制:用户可以通过手机 APP、电脑等远程设备随时随地对智能浇灌系统进行控制和管理,方便快捷。

4. 数据分析:系统对监测到的数据进行分析和统计,灌溉报表和数据分析报告,为用户提供决策依据。

5. 预警功能:当系统监测到异常情况时,如传感器故障、灌溉设备故障等,会及时发出预警信息,提醒用户进行处理。

四、系统组成1. 传感器:包括土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等,用于实时监测环境参数。

2. 控制器:负责接收传感器的数据,根据预设的灌溉策略进行控制和决策,驱动灌溉设备的运行。

智慧灌区智能节水灌溉系统设计与应用

智慧灌区智能节水灌溉系统设计与应用

智慧灌区智能节水灌溉系统设计与应用目录一、内容简述 (2)1. 研究背景和意义 (2)2. 国内外研究现状及发展趋势 (4)3. 研究目的与任务 (5)二、系统架构设计 (6)1. 整体架构设计 (8)2. 数据采集层 (9)3. 数据传输层 (10)4. 数据处理层 (11)5. 应用层 (13)三、智能节水灌溉系统关键技术 (14)1. 传感器技术及应用 (15)2. 物联网技术及应用 (17)3. 大数据分析及应用技术 (18)4. 云计算技术及应用 (19)四、智慧灌区智能节水灌溉系统详细设计 (20)1. 灌区基本情况分析 (21)2. 灌溉系统规划与设计 (22)3. 节水灌溉措施选择与实施 (23)4. 系统操作流程设计 (25)五、系统应用与实施效果分析 (26)1. 系统应用环境搭建 (27)2. 系统应用流程演示与分析 (28)3. 效果评价与改进建议 (29)六、智慧灌区管理中智能节水灌溉系统的优势与挑战分析 (31)一、内容简述随着全球水资源日益紧张和农业用水压力不断增大,高效节水和智能管理已成为农业发展的迫切需求。

在此背景下,智慧灌区智能节水灌溉系统应运而生,为现代农业的可持续发展提供了有力支持。

智慧灌区智能节水灌溉系统通过集成先进的信息技术、自动化控制技术和物联网技术,实现了对灌区水资源的精准感知、智能决策和高效管理。

该系统能够实时监测土壤湿度、气象条件等数据,并根据作物生长需求和水资源状况,自动调整灌溉计划和灌溉量,从而确保作物在最佳水分条件下生长,提高水资源利用效率。

智慧灌区智能节水灌溉系统还具备远程监控和故障诊断功能,方便用户随时随地掌握灌溉情况,及时发现并处理潜在问题。

该系统还能够为灌区管理者提供决策支持和管理建议,帮助其优化资源配置、提升灌区管理水平。

智慧灌区智能节水灌溉系统通过实现灌区水资源的智能化管理和优化配置,为农业节水和可持续发展做出了积极贡献。

1. 研究背景和意义随着全球水资源日益紧张,节水灌溉已成为农业可持续发展的重要措施。

农业智能灌溉系统解决方案

农业智能灌溉系统解决方案

农业智能灌溉系统解决方案农业智能灌溉系统是一种利用先进的传感器技术、自动控制和数据分析算法等技术手段,将农田的灌溉过程进行智能化管理的一种系统。

该系统通过实时监测土壤湿度、气温、降雨量等环境条件,利用数据分析算法进行决策,自动调节灌溉设备的灌溉水量和时间,从而实现农田的精准灌溉,提高灌溉效率和水资源利用效率。

1.传感器技术:系统应配备土壤湿度传感器、气温传感器、降雨量传感器等多种传感器,用于实时监测环境条件。

传感器应具有高精度、稳定性好、能耗低等特点,能够长期有效地工作在田间环境中。

2.数据采集与传输:传感器采集到的数据需要通过无线通信或有线通信方式传输到数据中心进行分析。

使用无线传感器网络技术可以实现灵活布置传感器节点,提高数据采集的稳定性和可靠性。

3.数据分析与决策:在数据中心对传感器采集的数据进行实时分析,并经过算法处理得出灌溉决策。

通过分析土壤湿度数据、气温等环境数据,结合作物需水量等参数,采用模糊控制、遗传算法等方法,自动调整灌溉设备的灌溉水量和时间,实现精准灌溉。

4.控制系统:针对不同类型的灌溉设备,设计相应的控制系统,并与数据中心进行通信,实现远程控制和监控。

控制系统应具备可靠性高、反应速度快、易于操作等特点,能够满足各种环境条件下的灌溉需求。

5.动力系统:灌溉设备通常需要配备动力系统,如水泵、发动机等。

动力系统应具备高效、低噪音、可靠性好等特点,能够满足长时间、大流量的灌溉需求。

6.系统监测与维护:在系统运行过程中,需要对传感器、控制系统、动力系统等进行实时监测和维护。

通过远程监控和故障报警系统,可以实现对系统的及时维护和故障处理。

1.精准调控:通过实时监测环境条件和作物需水量等信息,能够根据作物的生长状态和需水量等因素,对灌溉进行动态调控,实现精确灌溉,减少水资源的浪费。

2.节约资源:通过灌溉水量的精确调控,可以避免过度灌溉,减少对水资源的消耗。

同时,系统的自动控制和数据分析功能,能够减少人工干预和管理成本。

智能水利灌溉控制系统的设计与实现

智能水利灌溉控制系统的设计与实现随着科技的迅速发展,智能化设备已经广泛应用到各行各业。

在农业生产中,智能水利灌溉控制系统变得越来越普遍,因为它可以大大提高农业生产效率并节约水资源。

本文将介绍智能水利灌溉控制系统的设计与实现。

一、系统设计1.硬件设计智能水利灌溉控制系统主要由以下部分组成:传感器部分:用于监测土壤物理量,如湿度、温度和pH值。

这些传感器必须与微控制器或单片机连接。

执行器部分:包括水泵、电阀和喷头等设备。

执行器必须能够通过控制信号从微控制器或单片机中自动控制。

控制部分:由微控制器或单片机控制,通过算法和信号灵敏度控制水的流量和时间。

通信部分:通过Wi-Fi或蓝牙连接到云端,实时处理和分析数据,并接收来自远程设备的控制命令。

2.软件设计智能水利灌溉控制系统软件部分主要包括数据采集、数据传输和控制算法。

数据采集:通过传感器获取土壤湿度、温度和pH值等,以及气象数据,如日照时间、降雨量等。

数据传输:将采集的数据上传到云端,通过数据可视化分析,进一步诊断和预测农作物的水分需求。

控制算法:通过数据分析和控制算法,用有效的方式控制水的流量和时间,确保作物得到适当的水分以保持健康生长。

二、系统实现1.传感器传感器是智能水利灌溉控制系统的核心部分。

在传感器的选择方面,考虑到精度、价格和可靠性等因素。

在土壤湿度方面,UX120-006M和FC-28两种传感器都是比较受欢迎的选择。

在温度监测方面,TMP36温度传感器是一种典型的选择。

在pH值检测方面,可以使用PH-4502C传感器。

2.执行器执行器包括水泵、电阀和喷头等,每个执行器都必须能够通过微控制器或单片机进行控制。

在水泵的选择方面,根据需要选择适当的流量和压力。

在电阀和喷头的选择方面,考虑到可靠性和成本等因素。

3.微控制器微控制器是智能水利灌溉控制系统的中心控制器,它连接传感器和执行器,控制整个系统的运作。

常见的微控制器选择包括Arduino、Raspberry Pi和STM32等。

《2024年基于LoRa的智能节水灌溉系统》范文

《基于LoRa的智能节水灌溉系统》篇一一、引言随着全球水资源日益紧张,节水灌溉系统逐渐成为农业领域的重要研究方向。

LoRa(Long Range)作为一种低功耗广域网络技术,以其长距离、低功耗、低成本等优势,在智能节水灌溉系统中得到了广泛应用。

本文将详细介绍基于LoRa的智能节水灌溉系统的设计原理、实现方法及优势。

二、系统设计1. 系统架构基于LoRa的智能节水灌溉系统主要由感知层、网络层和应用层三部分组成。

感知层负责采集土壤湿度、气象数据等信息;网络层通过LoRa网络将感知层的数据传输至应用层;应用层则负责处理数据,并根据预设的灌溉策略控制灌溉设备的开关。

2. 关键技术(1)土壤湿度传感器:用于实时监测土壤湿度,为灌溉决策提供依据。

(2)LoRa通信技术:用于实现远程数据传输,降低系统能耗。

(3)智能控制技术:根据土壤湿度、气象数据等信息,自动控制灌溉设备的开关,实现节水灌溉。

三、系统实现1. 硬件设备系统硬件设备主要包括土壤湿度传感器、LoRa通信模块、控制器、灌溉设备等。

其中,土壤湿度传感器和LoRa通信模块负责数据采集和传输,控制器负责处理数据并控制灌溉设备的开关。

2. 软件设计软件设计主要包括数据采集、数据处理、灌溉决策和设备控制四个部分。

数据采集通过土壤湿度传感器和LoRa通信模块实现;数据处理则通过控制器对采集的数据进行分析和处理;灌溉决策根据处理后的数据和预设的灌溉策略进行;设备控制则根据灌溉决策控制灌溉设备的开关。

四、系统优势1. 节水效果显著:通过实时监测土壤湿度和气象数据,实现精准灌溉,有效降低水资源浪费。

2. 远程监控与管理:通过LoRa网络,可以实现远程监控和管理,方便用户随时了解灌溉情况。

3. 低成本:采用低功耗广域网络技术,降低系统能耗和成本。

4. 智能化:通过智能控制技术,实现自动化、智能化的灌溉管理,提高农业生产效率。

五、应用前景基于LoRa的智能节水灌溉系统具有广泛的应用前景。

智能灌溉毕业设计论文

智能灌溉毕业设计论文智能灌溉毕业设计论文近年来,随着人工智能技术的不断发展和应用,智能灌溉系统成为了农业领域的热门话题。

智能灌溉系统通过感知环境、分析数据和自主决策,能够实现精准灌溉,提高农作物的产量和质量。

本篇论文将探讨智能灌溉系统的设计原理、应用场景以及未来发展方向。

一、智能灌溉系统的设计原理智能灌溉系统的设计原理主要包括感知子系统、决策子系统和执行子系统。

感知子系统通过传感器和数据采集设备,对土壤湿度、气温、光照等环境参数进行实时监测和采集。

决策子系统通过人工智能算法对采集到的数据进行分析和处理,确定灌溉方案,并生成相应的控制指令。

执行子系统根据控制指令,控制灌溉设备进行灌溉操作。

二、智能灌溉系统的应用场景智能灌溉系统的应用场景非常广泛,可以应用于农田、果园、花卉等各种农作物的种植。

在农田中,智能灌溉系统可以根据土壤湿度和作物需水量的变化,自动调节灌溉量和灌溉时间,实现精准灌溉。

在果园和花卉园中,智能灌溉系统可以根据不同植物的生长需求,调节灌溉水量和灌溉频率,提高果实的品质和花卉的观赏价值。

三、智能灌溉系统的优势和挑战智能灌溉系统相比传统的手动灌溉方式具有许多优势。

首先,智能灌溉系统可以根据实时的环境数据和作物需水量,实现精准灌溉,避免了过量或不足的灌溉,提高了灌溉效果。

其次,智能灌溉系统可以减少人力资源的投入,提高农作物的生产效率。

然而,智能灌溉系统也面临一些挑战,比如传感器的准确性、算法的可靠性以及系统的稳定性等方面。

四、智能灌溉系统的未来发展方向智能灌溉系统的未来发展方向主要包括以下几个方面。

首先,需要进一步提高传感器的准确性和稳定性,以确保数据的准确性和可靠性。

其次,需要研究和开发更加智能化的算法,以提高系统的自主决策能力和适应性。

此外,还需要加强智能灌溉系统与其他农业技术的集成,实现农业生产的全面智能化。

总结起来,智能灌溉系统是一项具有广阔应用前景的技术,它可以提高农作物的产量和质量,减少资源的浪费,实现农业的可持续发展。

基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现

基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现一、引言随着信息技术的迅猛发展,物联网已经渗透到了各个领域,为各行各业带来了巨大的改变和发展机遇。

在农业领域,基于物联网的智能农业灌溉系统的设计与实现,成为了提高农业生产力和农业可持续发展的重要手段和工具。

本文将重点研究基于物联网的智能农业灌溉系统的设计与实现,探讨其优势和挑战,以及未来发展的方向。

二、基于物联网的智能农业灌溉系统概述智能农业灌溉系统是利用物联网技术,以传感器、执行器、通信设备等将农田的关键参数采集、处理和分析,从而实现灌溉过程的自动化和智能化的系统。

该系统可以根据土壤湿度、气象条件等因素,精确控制水源的供给,提高水资源利用率和农作物的产量。

同时,该系统还能远程监控和管理农田的灌溉情况,及时发现和解决问题,提供有效的决策支持。

三、基于物联网的智能农业灌溉系统的设计与实现1. 传感器与采集器的选择和布置针对农田的特点和需求,选择适用的土壤湿度、温度、光照等传感器,并合理布置在农田中。

采集器负责接收和处理传感器的数据,并将其传输到云平台或主控端进行分析和决策。

2. 云平台和数据分析通过云平台,将采集到的数据进行传输、存储和分析处理。

利用数据分析技术,对土壤湿度、气象条件等数据进行加工和分析,根据农作物的需水量和灌溉要求,制定合理的灌溉计划和方案。

3. 控制器与执行器的设计根据灌溉计划,控制器负责控制执行器的工作,实现对灌溉系统的控制和调节。

执行器包括水泵、阀门等设备,通过控制其开关状态和工作时间,实现对农田灌溉的自动化和精细化控制。

4. 远程监控与管理通过移动通信网络,实现对农田灌溉系统的远程监控和管理。

农民可以通过手机、电脑等设备,随时随地了解农田的灌溉情况,并通过远程控制灌溉系统,实现灌溉计划的调整和紧急情况的处置。

四、基于物联网的智能农业灌溉系统的优势1. 提高水资源利用效率通过精确控制水源供给,根据农作物的需水量进行灌溉,避免了过度灌溉和浪费水资源的问题。

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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
出低电平,此时无论土壤干燥与否均不浇水。

此处用NE555进行判断,当傍晚日光较弱,光敏电阻阻值较大NE555翻转,输出高电平(为电源电压)。

1.2智能化灌溉系统
1.2.1 与门判断
当IC1和IC2同时输出高电平时,IC3 CD4073输出高电平。

无论IC1和IC2中任一不满足条件,IC3都输出低电平。

1.2.2 延时电路
通过CD4060和电容电阻和可调电阻组成的震荡电路实现延时从CD4060开始工作到进入保持状态这段时间就是灌溉时间。

可调节Rp3的阻值来改变延时时间。

1.3 电源部分
由于自来水在水管中流动的速度较快,可以把其中的部分动能回收利用。

用自来水压力推动风叶片带动微型的发电机,将发电机发出电能存储到锂电池中,再通过升压电路将锂电池中电能转存到6 V或者12V蓄电池中。

用这部分电能为自动灌溉监控电路提供电能。

1.4 执行部分
使用湿度检测部分输出的电压来控制继电器的吸合,进而控制电磁阀的通断,实施自动灌溉。

电磁阀与电源间加一开关,使其可强制打开和关闭。

当想欣赏灌溉美景时,强制打开电磁阀即可。

2 结语
试验证明该装置具有下述优点:
(1)系统稳定性好。

电路主要由模拟电路构成,要求精度不高,稳定性好,监控范围和延时时间都可调节。

(2)安全性高。

本装置由自来水发电,输出为低电压,无任何安全隐患。

(3)成本低。

该装置无需外接电源,无噪音、造价低、体积小、适用范围广泛,很容易推广使用。

(4)环保。

自来水发电节约能源,无污染,保护,环境。

(5)可与园林开发商合作,可为种植业节省大量的人力、物力,该节能设备将成为种植业的受益点。

(6)可用于偏远山村,电力不发达的地方,使当地的经济作物生长的更好。

附录—托普物联网简介
托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。

浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商,依据自身在农业领域的研发实力,和自主研发的配套设备,在农业物联网领域崭露头角!
托普物联网以客户需求为源头,结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术,以及物联网技术,竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。

主要有:大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。

托普物联网三大系统产品
我们知道物联网主要包括三大层次,即感知层、传输层和应用层。

因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸,涵盖了感知系统(环境监测传感设备)、传输系统(数据传输处理网络)、应用系统(终端智能控制平台。


托普物联网模块化智能集成系统
托普物联网依据自身研发优势,开发了多种模块化智能集成系统。

1、传感模块:即环境传感监测系统。

它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。

2、终端模块:即终端智能控制系统。

它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机,自动补光及遮阳,自动卷帘,自动开窗关窗,自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。

3、视频监控模块:即实时视频监控系统。

主要是通过监控中心实时得到植物生长信息,在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。

4、预警模块:即远程植保预警系统。

可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。

5、溯源模块:即农产品安全溯源系统。

该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录,有据可查,在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录,这样就能实现消费者拿到农产品时通过终端设备或网络就能查看到各类信息,才能放心食用。

6、作业模块:即中央控制室。

可通过总控室对整个区域情况进行监测,包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。

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