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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。
智能灌溉控制系统
智能灌溉控制系统在现代农业领域，水资源的高效利用已成为提高生产效率和环境保护的关键。
智能灌溉控制系统作为一种先进的农业技术，通过集成传感器、自动化设备和智能算法，实现了对农田灌溉过程的精准控制。
这种系统不仅能够根据土壤湿度、天气条件和作物需求自动调节灌溉量，还能有效减少水资源浪费，提高作物的产量和质量。
智能灌溉控制系统的核心在于其精准性和自动化。
系统通过安装在农田中的传感器实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，并将这些数据传输到中央控制单元。
中央控制单元根据预设的灌溉策略和实时数据，自动控制灌溉系统的启停和水量分配，确保作物在不同生长阶段都能获得适量的水分。
智能灌溉控制系统还具备远程监控和管理的功能。
农户可以通过手机或电脑远程查看农田的灌溉情况，随时调整灌溉策略，实现对农田的智能化管理。
这种远程管理方式不仅提高了农户的工作效率，还降低了劳动强度。
智能灌溉控制系统的应用不仅限于大型农场，也适用于家庭菜园和城市绿化。
对于家庭菜园，智能灌溉系统可以根据蔬菜的生长需求和天气变化自动调节灌溉量，确保蔬菜的健康生长。
对于城市绿化，智能灌溉系统可以自动控制喷泉、喷灌等设备的运行，实现城市绿化的自动化管理。
智能灌溉控制系统是现代农业的重要组成部分，它通过精准控制和自动化管理，实现了水资源的高效利用和作物的优质生产。
随着科技的不断进步和应用的推广，智能灌溉控制系统将在未来农业生产中发挥越来越重要的作用。
智能灌溉控制系统在现代农业领域，水资源的高效利用已成为提高生产效率和环境保护的关键。
智能灌溉控制系统作为一种先进的农业技术，通过集成传感器、自动化设备和智能算法，实现了对农田灌溉过程的精准控制。
这种系统不仅能够根据土壤湿度、天气条件和作物需求自动调节灌溉量，还能有效减少水资源浪费，提高作物的产量和质量。
智能灌溉控制系统的核心在于其精准性和自动化。
系统通过安装在农田中的传感器实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，并将这些数据传输到中央控制单元。
水利灌溉工程中自动化控制系统设计
水利灌溉工程中自动化控制系统设计摘要：在人类生存和国家发展过程中,水资源有着举足轻重的作用,当前世界部分国家水资源稀缺,制约着国家社会的战略发展问题。
而我国是人口和农业大国,水资源严重匮乏,水资源人均占有率仅为世界水平的1/4,我国农业用水量占全国总用水量的60%以上；此外,我国水资源存在分布不均的特点,不仅地域存在差异,而且与人口、土地不匹配。
随着节约用水意识以及灌溉水平提高,我国农业用水量也出现逐年下降趋势。
本文主要分析水利灌溉工程中自动化控制系统设计。
关键词：水利灌溉工程；自动化控制；高效节水；水利信息化引言水利灌溉过程中自动化控制技术具有极其重要的地位,合理利用自动化控制系统,才能对农业发展起到良好的促进作用,能够减少水资源浪费,缓解我国用水紧张的现状。
新建首部工程、布置田间管网,并配套灌区灌溉自动化、信息化系统设备,实现了高效节水灌溉工程智能化、自动化,以信息化技术为载体,构建了灌区内水务管理一张图。
1、节水自动灌溉的工作特征农业节水自动灌溉系统应该有以下几方面的特点：首先，要有操作简单的特点。
在技术应用过程中，只是针对农业灌溉进行使用，虽然在应用过程中存在一定的自动化技术实践内容，但是其结果依然处于不理想的状态。
同时，农业灌溉工作人员在进行作业的过程中，存在专业水平有限的问题，这也会导致农业节水自动灌溉系统的实际工作效果受到影响。
因此，要求农业节水自动灌溉系统操作简单，以此保障自动化技术的实际效果。
其次，要有抗腐蚀性的特点。
在农业灌溉工作开展过程中，不单单是要对农作物进行基础灌溉，保障农作物所需水分，还会使用诸多带有化学性质的农药，以此保障农作物的生长需求得到满足。
因此，要求节水自动灌输设备具备优质的防腐蚀性，以此保障设备可以正常使用，进而发挥自动化技术的作用。
最后，要有自动化调节的特点。
在实际的灌溉工作过程中，节水灌溉自动化技术要对农作物生长所需的水分和肥力按照最佳比例进行调配，并且以农作物生长规律为依据，进行合理化和自动化的调节，以此保障农作物的正常生长。
智能化设施农业节水灌溉控制系统
04
深入研究智能化设施农业节水灌溉控制系统在不同地 区、不同作物、不同气候条件下的适应性，为该系统 的广泛应用提供科学依据。
THANKS
谢谢您的观看
果园应用案例中，智能化设施农业节水灌溉控制系统能够提高果园的产量和品质，同时减少 水资源的浪费和化肥农药的使用量，降低果园的生产成本。
果园应用场景中，智能化设施农业节水灌溉控制系统还可以实现自动化修剪、采摘等功能， 提高果园的管理效率。
应用场景三：农田灌溉
01
农田灌溉是智能化设施农业节水灌溉 控制系统的又一重要应用场景。在农 田灌溉中，智能化设施农业节水灌溉 控制系统可以通过安装土壤湿度传感 器和气象站等设备，实时监测土壤湿 度和气象状况，根据作物生长规律和 土壤状况，自动调节灌溉水量和时间 。
通过实时监测土壤湿度、气象条件等参数，实现精准控制 灌溉水量和时间，有效减少浪费和损失。
标准化和模块化
为了方便系统的集成和升级，未来的灌溉控制系统将更加 标准化和模块化，提高系统的互操作性和可维护性。
面临的挑战
技术瓶颈
目前智能化设施农业节水灌溉控制系 统的技术还不够成熟，需要进一步研 究和探索。
成本问题
智能化设施农业节水灌溉控 制系统
汇报人： 2023-12-28
目录
• 引言 • 智能化设施农业节水灌溉控制
系统概述 • 智能化设施农业节水灌溉控制
系统关键技术
目录
• 智能化设施农业节水灌溉控制 系统应用案例
• 智能化设施农业节水灌溉控制 系统发展趋势与挑战
• 结论
01
引言
背景介绍
01
农业用水需求量大
基于模糊逻辑理论，结合 专家知识和实时数据，进 行智能决策。
最新节水灌溉智能控制系统-毕业设计说课讲解
节水灌溉智能控制系统
姓 名 杨锋 学 号 28010101083 专业班级 通信 B 班 所在学院 电子信息学院 指导教师（职称）文毅（教授） 完成时间 2012 年 4 月
电子科技大学中山学院教务处制发
电子科技大学中山学院毕业设计（论文）任务书
题目名称
节水灌溉智能控制系统
该设计利用湿度传感器检测土壤湿度，再将湿度数据通过
书写评语。
评阅教师评分满分 10 分，占毕业设计（论文）总成绩的 10 ％。
评语：
【填写说明】：
评阅教师：
年月日
本栏目由答辩委员会（小组）认真阅读论文的基础上，考察学生在答辩现场的表
现，参考《电子科技大学中山学院毕业设计（论文）答辩参考评分标准》评定成绩和
成绩 总分
书写评语。
答辩成绩满分 40 分，占毕业设计（论文）总成绩的 40 ％。
预期目标和 感应土壤的湿度；判别土壤是否缺水；自动启动灌溉系统。 成果形式 论文及实物。
起止时间 指导单位 指导教师 审核意见
2011 年 9 月 20 日至 2012 年 4 月 30 日
电子信息学院
文毅
2011 年 9 月 25 日
同意实施
审核签名
年 月日
电子科技大学中山学院毕业设计（论文）成绩评定表
关键词： 节水灌溉，智能控制器，湿度传感器，串行通信，单片机
电子科技大学中山学院毕业设计（论文）
Abstract
Water-saving Irrigation Automatic Control System
Abstract
The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization．The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agricultur’es developmen．t As to this condition，this paper mainly studies the drip water-saving irrigation system that controlled by MCU(Micro — controller Unit) ． This system call supervise and control moisture of different soil．It can irrigate to different farm corps with the right amount of water at the well time．The control part that consists of MCU and PC (personal computer) is its core． Research work hand been carried Oil to the relationship between soil moisture and water, irrigate control technology, hardware and software program and so on. It adopts the top and bottom form to realize the control function of drip irrigation system． Based on1A89C5lMCU,the bottom hardware system mainly consists of soil moisture sensor, Signal transfer circui，t monitor display circuit ，out port control circuit ， malfunction display circuit and the procedure programmed with MCS51assemble language．It realizes to finish voltage conversion through the MAX232 chip and delivers the data in serial communication between A PC and a MCU． VB high-level language is used to build up the friendly mall-machine interface on PC．This system mainly has the following functions： people can set the related parametersof soil moisture that farm crops requested on the PC interfac．e All the system can collect and process the single factor as well as double channel
自动节水灌溉控制系统研究
自动节水灌溉控制系统研究1. 引言1.1 研究背景自动节水灌溉控制系统是一种结合传感器技术和智能控制算法的先进灌溉系统，旨在提高灌溉效率、节约水资源、减少能源消耗，并且可以实现远程监控和自动控制。
随着全球气候变化和人口增长，水资源短缺已经成为一个严重的问题。
传统的灌溉方式存在着浪费水资源、能源消耗大、人工管理繁琐等问题，因此急需开发智能化的节水灌溉系统来解决这些问题。
自动节水灌溉控制系统将传感器技术应用于土壤湿度、气温、光照等环境参数的检测，通过实时采集数据并结合智能控制算法进行决策，实现对灌溉系统的智能化管理。
该系统不仅可以根据植物的需水量调整灌溉水量，还可以根据环境变化实时调整灌溉策略，提高灌溉效率，节约水资源。
研究自动节水灌溉控制系统具有重要的理论和实践意义。
通过对系统的概述、传感器技术的应用、智能控制算法的设计与实现、系统的性能评估以及系统的优势和应用前景进行研究，可以为解决当前水资源短缺问题提供有效的技术支持，并促进灌溉技术的创新与发展。
1.2 研究目的研究目的是为了解决传统农业灌溉方式存在的浪费水资源、能耗高、管理不便等问题，提高农作物的产量和质量。
通过研究自动节水灌溉控制系统，可以实现对农田灌溉过程的自动化监测和控制，根据土壤湿度和作物水需求实时调整灌溉量，从而达到节约水资源、降低灌溉成本、提高农田产量的目的。
借助传感器技术和智能控制算法，可以实现数据的精准采集和灌溉的智能化调控，提高灌溉效率，减少人工操作的误差，降低人力成本。
通过研究自动节水灌溉控制系统，可以为农业生产提供更为科学、高效、节约的灌溉方案，促进农业现代化发展，实现农业可持续发展的目标。
2. 正文2.1 自动节水灌溉系统概述自动节水灌溉系统是一种应用于农业生产中的先进技术，通过传感器技术和智能控制算法实现对灌溉水量的精准控制，从而达到节水、提高作物产量的目的。
自动节水灌溉系统通常包括水源、水泵、管道、灌溉器、传感器和控制器等组成部分。
智能节水灌溉工程设计方案
智能节水灌溉工程设计方案一、项目背景随着全球气候变化和人口增长的加剧，水资源短缺问题日益严重。
为了提高农业用水效率，减少浪费，智能节水灌溉技术应运而生。
智能节水灌溉系统利用现代信息技术、自动化控制技术和物联网技术，实现对农田灌溉的精确控制，提高水资源利用效率，降低农业用水量。
二、设计目标1. 提高灌溉效率：通过精准控制灌溉时间和水量，减少无效灌溉，提高水资源利用效率。
2. 减少人力成本：实现自动化灌溉控制，降低农民劳动强度，节省人力成本。
3. 适应作物需求：根据作物生长需求和土壤水分状况，实现按需灌溉，提高作物产量和品质。
4. 节能环保：通过智能调度灌溉，减少能源消耗，降低对环境的影响。
三、系统设计1. 数据采集与监测：通过土壤水分传感器、气象站、摄像头等设备，实时监测农田土壤水分、气象状况和作物生长状况。
2. 数据处理与分析：将采集到的数据传输至云端服务器，利用大数据分析和人工智能算法，对农田灌溉需求进行预测和分析。
3. 自动控制与调度：根据数据处理与分析结果，自动控制灌溉设备，实现精准灌溉。
灌溉设备包括水泵、电磁阀、滴灌带等。
4. 移动APP与管理平台：通过移动APP和管理平台，农民和农业技术人员可以实时查看农田灌溉状况、调整灌溉计划和管理灌溉设备。
5. 远程监控与智能调度：通过远程监控系统，农业技术人员可以实时监控农田灌溉状况，根据需要进行手动调整或自动调度。
四、关键技术与设备1. 土壤水分传感器：用于实时监测土壤水分状况，为灌溉决策提供数据支持。
2. 气象站：用于实时监测气象状况，包括温度、湿度、降雨量等，为灌溉决策提供数据支持。
3. 摄像头：用于实时监测作物生长状况，为灌溉决策提供图像数据支持。
4. 自动控制设备：包括水泵、电磁阀、滴灌带等，实现灌溉设备的自动控制。
5. 云计算平台：用于数据存储、处理和分析，提供智能灌溉决策支持。
6. 移动APP和管理平台：用于实时查看灌溉状况、调整灌溉计划和管理灌溉设备。
节水灌溉自控系统中数据采集器的设计
节水灌溉自控系统中数据采集器的设计在设计节水灌溉自控系统的数据采集器时，需要考虑以下几个方面：1.传感器接口设计：数据采集器需要支持各类传感器的接口，如土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等。
可以采用模拟输入、数字输入、串口等方式连接传感器，并通过相应的接口电路进行信号放大和滤波等处理，以确保采集到的数据准确可靠。
2.数据传输方式选择：数据采集器需要将采集到的数据传输给主控系统进行处理和分析，因此需要选择适合的数据传输方式。
可以采用有线方式如RS485、RS232，也可以采用无线方式如Wi-Fi、LoRa等。
根据实际应用场景和需求来选择合适的传输方式。
3.数据处理和存储：数据采集器需要具备一定的数据处理和存储能力，以便对采集到的数据进行处理和存储。
可以使用微处理器或嵌入式系统作为数据采集器的核心控制芯片，并配备相应的存储介质如SD卡、EEPROM 等。
同时，也需要考虑采用何种数据压缩、加密和传输协议，以确保数据的安全性和可靠性。
4.供电和能耗管理：数据采集器需要有稳定可靠的供电系统，并具备一定的能耗管理功能，以保证系统的长期稳定运行。
可以采用电池供电和太阳能充电等方式，同时设计合理的节能和休眠机制，以减少能耗和延长系统寿命。
5.扩展性和可编程性：为了满足不同应用场景和需求，数据采集器需要具备一定的扩展性和可编程性。
可以设计模块化的硬件结构，使得采集器可以根据需求增加或减少接口和功能模块，并通过软件配置和编程实现灵活的功能定制。
6.系统集成和兼容性：数据采集器需要与其他系统进行良好的集成和兼容。
可以设计标准化的接口和协议，以实现与主控系统和云平台的数据交互和协同工作。
同时，还要考虑软件的开放性和可定制性，以满足用户的个性化需求和系统的可扩展性。
综上所述，设计节水灌溉自控系统的数据采集器需要考虑传感器接口设计、数据传输方式选择、数据处理和存储、供电和能耗管理、扩展性和可编程性，以及系统集成和兼容性等方面。
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产品主要功能介绍：
1)实时采集基地的土壤湿度、 温度和土壤肥度等影响作物生长的 环境数据；
2)采集到的数据通过PLC分析 处理，自动报警、自动控制电磁阀 （或水泵）、上位机显示分析、手 机报警等功能。
3)现地部分能够对湿度形成闭 环智能控制，对温度进行报警（现 地和无线手机2种方式）、对土壤 肥度（通过PH值和磷氮钾含量）进 行监测，可以提示、报警和决策。
（1）上位机； （2）PLC控制器； （3）各类精密的传感器； （4）电源； （5）多个软件； （6）数据线、网线等； （7）移动设备，如手机等。
浙江同济科技职业学院水能水资源研究所
系统控制图
浙江同济科技职业学院水能水资源研究所
偏远地方可以采用太阳能补充供电－－太阳能供电系统简图及实物图
浙江同济科技职业学院水能水资源研究所
4)各种数据可以通过PLC网络 接口传输到家里或管理房的电脑上， 界面上显示数据，分析曲线，记录 报警信息，报表打印等功能。
产品应用范围：
广泛应用于农业、林业等方面土壤湿度、 温度、肥度等的测量。以及相应的农作物智 能节水灌溉、现地报警、手机报警、上位机 数据分析、查询、打印等功能。
产品主要配件 ：
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智能节水灌溉自动控制系统－－上位机系统
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2007-5-8
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