我的智能节水灌溉系统
农业现代化智能灌溉系统方案
农业现代化智能灌溉系统方案第一章：引言 (2)1.1 系统背景 (2)1.2 系统目标 (2)1.3 系统意义 (2)第二章：智能灌溉系统设计 (3)2.1 系统架构 (3)2.2 系统模块划分 (3)2.3 系统关键技术 (4)第三章：硬件设施选型 (4)3.1 传感器选型 (4)3.2 执行器选型 (4)3.3 数据传输设备选型 (5)第四章：软件系统设计 (5)4.1 系统开发环境 (5)4.2 数据库设计 (5)4.3 系统功能模块设计 (6)4.3.1 用户管理模块 (6)4.3.2 设备管理模块 (6)4.3.3 数据管理模块 (7)4.3.4 系统设置模块 (7)第五章：智能灌溉策略研究 (7)5.1 灌溉策略原理 (7)5.2 灌溉策略制定 (7)5.3 灌溉策略优化 (8)第六章：系统集成与调试 (8)6.1 硬件系统集成 (8)6.1.1 系统硬件构成 (8)6.1.2 硬件设备选型 (8)6.1.3 硬件连接与调试 (9)6.2 软件系统集成 (9)6.2.1 软件系统架构 (9)6.2.2 软件开发与调试 (9)6.2.3 软硬件协同调试 (9)6.3 系统调试与优化 (9)6.3.1 系统功能测试 (9)6.3.2 系统功能测试 (9)6.3.3 系统优化 (9)6.3.4 系统现场部署与调试 (10)第七章：系统功能评估 (10)7.1 系统稳定性评估 (10)7.2 系统可靠性评估 (10)7.3 系统经济性评估 (10)第八章应用案例分析 (11)8.1 案例一：某地区农田灌溉 (11)8.2 案例二：某地区果园灌溉 (11)8.3 案例三：某地区设施农业灌溉 (12)第九章：市场前景分析 (12)9.1 国内外市场需求 (12)9.2 市场竞争分析 (12)9.3 发展趋势预测 (13)第十章：总结与展望 (13)10.1 系统总结 (13)10.2 系统改进方向 (13)10.3 未来发展展望 (14)第一章：引言1.1 系统背景我国经济的持续发展和农业现代化的深入推进，农业生产的效率和效益日益成为关注的焦点。
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。
节水灌溉智能控制系统设计
LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计题目节水灌溉智能控制系统设计学生姓名赵胜学号08220301专业班级自动化（3）班指导教师成娟娟学院电信工程学院答辩日期摘要节水灌溉智能控制技术的高低代表着农业现代化的发展状况，灌溉系统智能化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。
本文就此问题研究了单片机控制的节水灌溉系统，该系统对土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，其核心是单片机通过采用PID算法对土壤湿度的控制部分，主要对灌溉控制技术及系统的硬件、软件编程各个部分进行了深入的研究。
单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，主要由土壤湿度传感器，AD转换器，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成；软件选用C语言编程。
系统主要具有以下功能：单片机可根据土壤湿度传感器检测到的土壤湿度，自动控制灌溉系统，并且同时显示出当前土壤的湿度值。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
关键词：节水灌溉；湿度传感器；单片机；自动控制AbstractThe 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 agriculture’s development．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 onAT89C5lMCU,the bottom hardware system mainly consists of soil moisture sensor, Signal transfer circuit，monitor display circuit，out port control circuit，malfunction display circuit and the procedure programmed with C language Part of SCM AT89C51 miscrocontroller as the core, mainly by the soil moisture sensors,AD converter, display circuit,the output confrol circuit,the fault alam circuit and other components;software selection of the C programming language.The system has the following functions:MCU can be detected in soil moisture soil moisture sensor and automatic control of irrigation systems,and also shows the current soil moisture.The system is flexible,easy operation,high reliability,there will be more broad prospects of development.Keywords: Water-saving irrigation;Humidity sensors;MCU(Micro-controller Unit);Automatic control目录Abstract ................................................................................................................................ - 2 -目录 ..................................................................................................................................... - 3 -第一章绪论 ....................................................................................................................... - 4 -1.1 研究的背景 .................................................................................................................. - 5 -1.1.1 节水灌溉智能系统的研究背景 ....................................................................... - 5 -1.1.2 农业高效节水的必要性 ................................................................................... - 5 -1.2 国内外灌溉智能控制技术研究现状 .......................................................................... - 6 -1.2.1 国外研究现状 ................................................................................................... - 6 -1.2.2 国内研究现状 ................................................................................................... - 6 -1.3 滴灌技术 ...................................................................................................................... - 7 -1.3.1 滴灌系统的分类 ............................................................................................... - 7 -1.3.2 滴灌系统的组成 ............................................................................................... - 7 -1.3.3 微喷与滴灌的使用 ........................................................................................... - 8 -1.3.4 滴灌技术的特点 ............................................................................................... - 8 -1.4 课题研究的目的和意义 .............................................................................................. - 9 -1.5 课题研究内容 ............................................................................................................ - 10 -第二章系统方案设计 ..................................................................................................... - 11 -2.1 研究方案的选择 ........................................................................................................ - 11 -2.1.1 专家系统 ......................................................................................................... - 11 -2.1.2 微机测控技术 ................................................................................................. - 13 -2.2 节水灌溉自动控制系统的原理 ................................................................................ - 13 -2.3 系统总体设计 ............................................................................................................ - 14 -第三章硬件设计 ............................................................................................................. - 16 -3.1 系统硬件介绍 ............................................................................................................ - 16 -3.2 硬件选型及介绍 ........................................................................................................ - 16 -3.2.1 土壤湿度传感器 ............................................................................................. - 16 -3.2.2 AT89C51单片机............................................................................................. - 23 -3.2.3 8155芯片 ........................................................................................................ - 32 -3.3 硬件各部分设计 ........................................................................................................ - 34 -3.3.1 单片机主机控制电路 ..................................................................................... - 34 -3.3.2 并行I／O口的扩展....................................................................................... - 36 -3.3.3 数据采集处理电路 ......................................................................................... - 36 -3.3.4 LED显示电路 ................................................................................................ - 36 -3.3.5 控制电路部分 ................................................................................................. - 38 -3.3.6 报警电路 ......................................................................................................... - 38 -第四章系统软件设计 ..................................................................................................... - 39 -4.1 主程序 ........................................................................................................................ - 40 -4.1.1 主程序流程图 ................................................................................................. - 40 -4.1.2 主程序（见附录） ......................................................................................... - 40 -4.2 PID算法..................................................................................................................... - 40 -4.2.1 积分分离法................................................................................................... - 40 -4.2.2 流程图 ............................................................................................................. - 42 -4.2.3 程序（见附录） ............................................................................................. - 42 -4.3 显示部分 .................................................................................................................... - 42 -4.3.1 数码管显示方法 ............................................................................................. - 42 -4.3.2 流程图 ............................................................................................................. - 43 -4.3.3显示子程序（见附录） ................................................................................ - 43 -4.4键盘 ............................................................................................................................. - 44 -4.4.1 键盘的按键功能 ............................................................................................. - 44 -4.4.2 键盘子程序流程图 ......................................................................................... - 44 -4.4.3 键盘子程序（见附录） ................................................................................. - 44 -4.5 湿度采集 .................................................................................................................... - 45 -4.5.1 湿度采集程序（见附录） ............................................................................. - 45 -4.6 控制程序 .................................................................................................................... - 45 -4.6.1 子程序（见附录） ......................................................................................... - 45 -设计总结 ............................................................................................................................. - 46 -参考文献 ............................................................................................................................. - 47 -外文文献翻译 ..................................................................................................................... - 48 -致谢 ..................................................................................................................................... - 64 -附录 ..................................................................................................................................... - 65 -第一章绪论1.1 研究的背景1.1.1 节水灌溉智能系统的研究背景水资源是人类赖以生存的基础性资源，我国一方面水资源十分紧缺。
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。
我国智慧灌溉系统设计方案
我国智慧灌溉系统设计方案智慧灌溉系统设计方案一、概述智慧灌溉系统是一种利用现代智能技术和控制策略实现精准灌溉的系统。
其主要目标是提高农田灌溉水资源利用率，减少水资源浪费，并提高农田作物的产量和品质。
本方案将从传感器监测、数据采集与传输、自动控制和可视化管理等四个方面，设计一套完善的智慧灌溉系统。
二、传感器监测传感器监测是智慧灌溉系统的关键环节，通过对土壤湿度、气温、光照强度等多种参数的监测，获取农田的实时环境信息。
采用高精度的土壤湿度传感器可以实时监测土壤水分含量，将土壤湿度分为不同的水分阈值区间，根据不同的农作物需水量，确定灌溉的时机和水量。
同时，还可以利用气象传感器监测气温和光照强度等参数，以便更好地控制灌溉系统的运行。
三、数据采集与传输数据采集与传输是将传感器监测到的数据进行采集和传输的过程，其主要目的是将实时环境信息传输到控制中心进行数据处理和分析。
可以使用无线传感器网络（WSN）或物联网技术实现数据的采集和传输。
采用无线传感器网络可以方便地布置传感器节点，并通过网络将数据传输到控制中心。
此外，还可以利用物联网技术，将各个传感器节点连接到云端服务器，实现远程数据采集和传输。
四、自动控制自动控制是智慧灌溉系统的核心技术，主要通过控制阀门和泵站等设备，实现对灌溉系统的自动控制。
可以根据传感器监测到的土壤湿度和其他环境信息，确定灌溉的时机和水量，并通过控制阀门和泵站等设备进行自动控制。
在控制阀门方面，可以采用智能控制阀门，实现对不同区域的灌溉水量的精确控制。
而在泵站控制方面，可以采用电子控制系统，自动调节泵的启停和水流量。
五、可视化管理可视化管理是智慧灌溉系统的重要组成部分，通过图形化界面展示灌溉系统的状态和数据信息，方便农民和管理人员进行监控和管理。
可以开发手机APP或网页端，实现对智慧灌溉系统的远程监控和控制。
通过这种方式，农民和管理人员可以随时查看农田的实时环境信息、灌溉状态，调整灌溉计划，提高灌溉效果。
《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、引言随着社会经济的发展和人口的增长，水资源的需求量日益增加，水资源的短缺问题日益凸显。
因此，提高水资源利用效率，实现节水灌溉成为了农业发展的重要方向。
而基于LoRa（Long Range，长距离无线通信技术）的智能节水灌溉系统正是解决这一问题的有效途径。
本文旨在介绍基于LoRa的智能节水灌溉系统的原理、设计、实现及其应用效果。
二、系统原理基于LoRa的智能节水灌溉系统主要由传感器节点、网关、云平台和灌溉设备等部分组成。
传感器节点负责监测土壤湿度、气象参数等信息，并将数据通过LoRa技术传输至网关。
网关负责接收传感器节点的数据，并通过互联网将数据传输至云平台进行处理。
云平台根据接收到的数据，结合预设的灌溉策略，控制灌溉设备的开启与关闭，从而实现智能节水灌溉。
三、系统设计1. 硬件设计：硬件部分主要包括传感器节点、网关和灌溉设备。
传感器节点采用低功耗设计，以延长其使用寿命。
网关则需具备稳定的通信性能，以保证数据的实时传输。
灌溉设备则需根据实际需求进行选择和配置。
2. 软件设计：软件部分主要包括传感器节点的数据采集与传输、网关的数据处理与转发、云平台的数据处理与控制等模块。
软件设计需保证系统的稳定性和可靠性，同时需具备较高的数据处理能力和响应速度。
3. LoRa技术：LoRa技术具有长距离、低功耗、低成本等优点，是本系统的关键技术之一。
通过LoRa技术，可以实现传感器节点与网关之间的远距离通信，降低了系统布线的复杂性，提高了系统的可靠性。
四、系统实现系统实现主要包括硬件组装、软件编程和系统调试等步骤。
在硬件组装过程中，需确保各部分硬件的兼容性和稳定性。
在软件编程过程中，需根据系统需求进行模块化编程，保证软件的稳定性和可维护性。
在系统调试过程中，需对系统的各项性能进行测试和优化，确保系统能够正常运行并达到预期效果。
五、应用效果基于LoRa的智能节水灌溉系统具有以下应用效果：1. 精确灌溉：系统能够根据土壤湿度、气象参数等信息实时调整灌溉量，避免了过度灌溉和浪费现象。
智能浇灌系统的设计
智能浇灌系统的设计智能灌溉系统是一种利用现代科技的智能系统，可以根据不同植物的需水量和环境条件来自动调节灌溉水量和频率。
智能灌溉系统可以帮助农民更有效地管理农田、提高作物产量，并且可以节约用水。
在本文中，我们将详细介绍智能灌溉系统的设计原理和实现方法。
智能灌溉系统需要使用各种传感器来监测环境和作物的情况。
土壤湿度传感器可以监测土壤的湿度，从而确定是否需要进行灌溉；光照传感器可以监测光照强度，从而确定作物的生长情况；温度传感器可以监测环境温度，从而确定水分的蒸发速度。
通过这些传感器的数据，系统可以精确地计算出植物的需水量，从而实现精准灌溉。
智能灌溉系统还需要一个智能控制器来处理传感器的数据，并根据预设的灌溉策略来控制灌溉设备的工作。
这个控制器通常会采用微处理器或者单片机作为主控芯片，通过编程来实现智能控制的功能。
控制器可以根据植物的需水量和环境条件来智能地调节灌溉水量和频率，从而实现节水和提高作物产量的效果。
智能灌溉系统还需要一套可靠的执行机构，用来实现对灌溉水量和频率的精确控制。
这些执行机构通常包括电磁阀、水泵等设备，可以根据控制器的指令来实现灌溉水量的精准调节。
在设计智能灌溉系统时，需要根据实际情况选择合适的执行机构，并确保其性能稳定可靠，以保证系统的正常运行。
智能灌溉系统还需要一个人机交互界面，用来方便农民对系统进行监控和调节。
这个界面通常会包括显示屏和操作按钮，可以实时显示系统的工作状态和传感器的数据，同时也可以通过操作按钮来手动调节系统的工作参数。
通过这个人机交互界面，农民可以更方便地对系统进行管理，并及时发现和解决系统运行中的问题。
智能灌溉系统的设计主要包括传感器的选择和布置、智能控制器的设计和编程、执行机构的选择和配置，以及人机交互界面的设计和实现。
通过合理的设计和实施，智能灌溉系统可以帮助农民更好地管理农田，提高作物产量，同时也可以节约用水资源，对环境保护具有积极的作用。
随着科技的不断发展，智能灌溉系统的设计水平将不断提高，为农业生产和环境保护带来更大的益处。
《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。
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毕业设计题目名称：宁夏理工学院智能节水喷灌系统的设计学院：电气信息工程学院专业班级：自动化13101学生姓名：**学号：********指导教师：***摘要宁夏理工学院的灌溉系统相对传统，耗费大量人力，物力，财力。
并且无法改善盐碱地的土壤PH值。
导致处于盐碱地的校内植被大量死亡，生长速度慢。
用宁夏理工学院智能节水灌溉系统，实施节水灌溉能对作物生长的土壤湿度进行自动监控的系统，它能对作物进行适时、适量的灌水，起到高效灌溉，节水、节能的作用，并且改善盐碱地的土壤PH值，从而增加植被，绿化校园。
因此，加速开发适合校区的可靠、低成本、高效率、先进的智能节水灌溉控制系统是十分必要和紧迫的。
关键词智能灌溉土壤湿度土壤盐碱Design of intelligent water-saving irrigation system in NingxiaInstitute of Science and TechnologyAbstractThe irrigation system of Ningxia Institute of Science and Technology is relatively traditional, consuming a lot of manpower, material resources and financial resources. And can not improve the pH value of saline soil. Resulting in a large number of vegetation in the saline alkali soil, the growth rate is slow. Ningxia Institute of Science and Technology intelligent water saving irrigation system, water-saving irrigation system can automatic monitoring of soil moisture for crop growth, it can timely and adequate irrigation of crops to efficient irrigation, water saving, energy saving effect, and improve the soil pH value of saline alkali soil, thus increasing vegetation, green campus. Therefore, it is very necessary and urgent to accelerate the development of reliable, low-cost, high efficiency and advanced intelligent water-saving irrigation control system.Key wordIntelligence、irrigation、soil moisture、Soil salinity宁夏理工学院的智能节水灌溉系统1 设计研究背景1.1 节水灌溉系统概述现代灌溉控制器的研究使用在我国农、林、及园艺为数不多，与发达国家相比，有较大的差距，还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程的自动化控制系统，也是根据经验法来确定每天灌溉次数和每次灌溉量，如果灌溉量与作物实际需水量相比太少，便不能有效的促进作物健康成长；而灌溉量太多，肥水流失，又会造成资源浪费，同时传统的灌溉法还需要相关专家的实时观察并经验指导生产，劳动生产率低，这也不能与现代化农业向优化、高效化方向发展要求同步。
而宁夏理工学院的灌溉系统相对传统，耗费大量人力，物力，财力。
并且无法改善盐碱地的土壤PH值。
导致处于盐碱地的校内植被大量死亡，生长速度慢。
用宁夏理工学院智能节水灌溉系统，实施节水灌溉能对作物生长的土壤湿度进行自动监控的系统，它能对作物进行适时、适量的灌水，起到高效灌溉，节水、节能的作用，并且改善盐碱地的土壤PH值，从而增加植被，绿化校园。
因此，加速开发适合校区的可靠、低成本、高效率、先进的智能节水灌溉控制系统是十分必要和紧迫的。
单片机控制的滴灌节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，其核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。
1.2 设计研究背景生命之起源，水为必要条件，没有了水，地球上的生命将会枯竭。
随着21世纪的到来，能源危机将接踵而至。
比能源危机更可怕的是，作为人类生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，这一状况还将随着时间的推移和社会的发展继续恶化。
水资源危机己成为全球性的突出问题，越来越受到国际社会的重视和关注。
专家们曾预言，如果不注意保护水节约水，地球上剩下的最后一滴水将是人类的眼泪。
利用科技手段缓解这一危机，将是人类主要的出路。
当前，占世界人口总量40％的80个国家缺水，其中26个国家严重缺水。
我国有2．8万亿m3的水资源总量，全世界排第6位，但人均水资源不足世界水资源的1／4，排在世界人均占有水资源量的第109位，是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一，目前，我国每年缺水量近400亿m3，其中农业缺水约300亿m3。
我国用水大户仍然是农业用水，约占70％，而农业用水的90％是灌溉用水，因此节水首先要在农业节水上做文章。
采用传统的灌溉模式，灌溉定额普遍偏高，全国平均每亩实际灌水量达到450--500 m3，超过实际需水量的1倍左右，有的地区高达2倍以上。
与一些发达国家相比，我国农业的用水效率还是相当低的，灌溉水资源的浪费情况相当严重，节水的潜力十分巨大。
据统计：目前我国灌溉水利用率只有40％左右，水分生产率不足1．0 kg／m 3；而发达国家的灌溉水利用率可达80％～90％，水分生产率在2．0 kg／m 3以上。
如果采用先进的灌溉技术，将我国的灌水利用率提高到60％～70％，则在目前情况下每年可节约灌溉用水O．10～O．15万亿m3。
这样，通过发展节水灌溉，在减少(最起码不增加)农业用水总量的前提下，满足灌溉需要，同时把节约出来的水量用于城市生活、工业生产和生态用水，以水资源的可持续利用促进经济社会的可持续发展。
1.2.1 宁夏理工学院的气候特征及降水量石嘴山市地处内陆，典型的温带大陆性气候，全年日照充足，降水量集中，蒸发强烈，空气干燥，温差较大，无霜期短。
夏热而短促，春暧而多风，秋凉而短早，冬寒而漫长。
年平均气温8.4℃～9.9℃。
年最低平均气温-19.4℃～-23.2℃，年最高平均气温32.4℃～36.1℃。
年平均降水量的地理分布较为均匀，全市年平均降水量在167.5毫米～188.8毫米。
年蒸发量在1708.7～2512.6毫米，是降水量的10～14倍，处于干旱半干旱地区。
1.2.2宁夏理工学院的土壤特征宁夏理工学院校区内存在大量的盐碱地地区。
各种盐碱土都是在一定的自然条件下形成的，其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。
影响盐碱土形成的主要因素有：气候条件，在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚。
夏季雨水多而集中，大量可溶性盐随水渗到下层或流走，这就是“脱盐”季节；春季地表水分蒸发强烈，地下水中的盐分随毛管水上升而聚集在土壤表层，这是主要的“返盐”季节。
东北、华北、半干旱地区的盐碱土有明显的“脱盐”“返盐”季节，而西北地区，由于降水量很少，土壤盐分的季节性变化不明显。
地理条件，地形部位高低对盐碱土的形成影响很大，地形高低直接影响地表水和地下水的运动，也就与盐分的移动和积聚有密切关系，从大地形看，水溶性盐随水从高处向低处移动，在低洼地带积聚。
盐碱土主要分布在内陆盆地、山间洼地和平坦排水不畅的平原区，如松辽平原。
从小地形（局部范围内）来看，土壤积盐情况与大地形正相反，盐分往往积聚在局部的小凸处。
土壤质地和地下水，质地粗细可影响土壤毛管水运动的速度与高度，一般来说，壤质土毛管水上升速度较快，高度也高，砂土和粘土积盐均慢些。
地下水影响土壤盐碱的关键问题是地下水位的高低及地下水矿化度的大小，地下水位高，矿化度大，容易积盐。
河流和海水的影响，河流及渠道两旁的土地，因河水侧渗而使地下水位抬高，促使积盐。
沿海地区因海水浸渍，可形成滨海盐碱土。
耕作管理的不当，有些地方浇水时大水漫灌，或低洼地区只灌不排，以致地下水位很快上升而积盐，使原来的好地变成了盐碱地，这个过程叫次生盐渍化。
为防止次生盐渍化，水利设施要排灌配套，严禁大水漫灌，灌水后要及时耕锄。
1.3灌溉控制系统的发展趋势和研究现状综述1.3.1 灌溉控制系统的发展趋势随着可编程控制器技术的发展，其发展趋势将体现在以下几个方面：进一步加快CPU的处理速度；变革操作控制方式；发展智能化模块；进一步提高可靠性；提供更方便灵活的编程方法，让PLC使用更加方便；PLC的结构和规模更趋向两极分化，即大型化和小型化；PLC更加规范化，标准化；加强PLC的联网功能；PLC存储容量及存储特性灌溉技术改进和发展趋势主要包括以下几个方面：采用激光平地等技术进行精细平地，促进田间水均匀分布；田间灌水设施自动化；研究应用地面灌溉自适应控制系统，形成灌溉早期入渗速度，行水控制，停水时间和灌溉效率的水管理系统；建立区域供水管理系统，采用计算机，PLC等新技术进行水管理，并实现钟建轻管向重改重管的改变。
1.3.2 灌溉控制系统的研究现状综述我国把节水灌溉作为国民经济可持续发展的一项重要措施和战略任务，同时也是建设帮保护干旱、半干旱地区生态环境的一条重要途径，目前，世界上许多工业国家把PLC的使用作为衡量电气控制水平的标志，PLC汇集了超大规模集成电路的众多优点，把它应用在节水灌溉控制系统中，能够简化硬件结构、提高可靠性、增加灵活性，可收到人们常说的“以软(件)代硬(件)”的效果，研制和推广节水灌溉技术是实现农业现代化的需要。
我国在开发灌溉自动控制系统方面与发达国家差距较大，还处于研制、试用阶段，随着水资源的日趋紧张及信息技术的发展，开发具有自主知识产权的节水灌溉控制系统不仅具有广阔的市场前景，而且具有巨大的社会效益。
灌溉控制系统设计已朝着自动化和智能化的方向发展，基于PLC的灌溉控制系统设计，介绍了可编程序控制器(PLC)在节水灌溉控制系统中的应用，系统能根据用户要求设定各灌区的灌溉顺序和灌溉时间，通过内置程序把湿度传感器测定的土壤湿度信号输入到PLC，与土壤最佳含水量对比，进一步控制电机和电磁阀的启闭[1]。