果园节水灌溉控制系统
基于32单片机控制的智能灌溉系统

基于32单片机控制的智能灌溉系统随着农业现代化的发展,智能农业技术已经广泛应用于农田、果园和家庭菜园等各种农业生产场景中。
在这些应用中,智能灌溉系统是不可或缺的一部分。
基于32单片机控制的智能灌溉系统是一种高效、智能化的灌溉系统,能够根据土壤湿度、气温和植物生长状态等参数自动调整灌溉时间和水量,从而实现节水、增产、省力的目的。
本文将详细介绍基于32单片机控制的智能灌溉系统的原理、设计和实现。
一、系统原理基于32单片机控制的智能灌溉系统的原理主要由传感器、执行器、32单片机和控制算法组成。
1. 传感器:系统采用土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等多种传感器,用于监测土壤湿度、气温、湿度和光照等环境参数。
2. 执行器:系统采用电磁阀、水泵等执行器,用于控制灌溉水源的开关和水流量。
3. 32单片机:系统的核心控制器是一款32位的单片机,用于接收传感器的数据、控制执行器的动作,并根据预设的控制算法进行智能化的决策。
4. 控制算法:系统的控制算法主要包括灌溉规则的设定、土壤湿度的调控、气象数据的分析等,能够根据实时数据和预设的条件进行智能化的决策。
二、系统设计基于32单片机控制的智能灌溉系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计方面,系统需要设计传感器模块、执行器模块和32单片机模块。
传感器模块包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等,用于监测环境参数;执行器模块包括电磁阀、水泵等,用于控制灌溉水源的开关和水流量;32单片机模块需要选用一款性能稳定、功耗低、易于编程的32单片机作为系统的核心控制器,用于接收传感器的数据、控制执行器的动作,并根据预设的控制算法进行智能化的决策。
软件设计方面,系统需要设计传感器数据的采集和传输模块、控制算法的实现模块和用户界面模块。
传感器数据的采集和传输模块用于接收传感器的数据,并将数据传输给32单片机进行处理;控制算法的实现模块用于实现系统的控制算法,包括灌溉规则的设定、土壤湿度的调控、气象数据的分析等;用户界面模块用于显示系统运行状态、设置参数和实时交互。
自动喷灌控制系统原理

读书笔记教师300字(通用6篇)读书笔记教师300字篇1通过学习知道,一节课应自始至终在教师的指导下充分发挥学生学习的积极性,课堂上学生的积极性是否得到发挥取决于教师的启发和引导,在课上要边教边观察学生的反应,根据学生的反应调节自己的教学。
一旦发现学生反映漠然、注意力分散,要立刻找原因,发挥教学机智,通过调整内容、方法、管理三个方面去激起学生的积极状态,如果内容太深了,就该尽量的浅显的方式来揭示的本质;如果进程太慢了,就该立刻加快来完成;如果学生太疲劳了,就该改个方法,如改讲授为议论或谈话,甚至讲个与为课题有关的故事。
教学是艺术,是无止境的,教师要把课上得如同艺术创造的精品,实非一朝一夕之功,要有意识地长期追求和探索。
读书笔记教师300字篇2读书笔记:国外教师读书笔记最近,我读了一本名为《教师如何读写批判性教育》的书,该书主要探讨了教师在教育领域如何运用批判性思维来分析和解决问题。
这本书不仅为教师提供了一种新的思考方式,而且也提供了一种新的写作方式。
在书中,作者指出批判性思维是一种分析和解决问题的能力,它可以应用于教育领域中的各个方面。
作者还提出了一些有用的建议,如教师应该从不同的角度去思考问题,以及教师应该从不同的角度去分析教育现象。
此外,作者还提出了教师写作的几个原则,如简洁性、可读性和清晰性。
作者认为教师应该用简洁明了的语言来表达自己的观点,以便读者更容易理解。
此外,作者还强调了教师写作应该具有清晰性,以便读者更容易理解。
总之,《教师如何读写批判性教育》是一本非常有价值的书,它为教师提供了一种新的思考方式和写作方式,可以帮助教师更好地分析和解决问题。
我相信这本书将对教师有很大的帮助。
读书笔记教师300字篇3领悟苏霍姆林斯基《给教师的一百条建议》的思想:要使学生的只是不要成为最终目的,而要成为手段。
为了使学生从思考中获取知识,教师必须对学生的`知识有充分的了解。
不要让学生去记诵那些还不理解、没有完全弄懂的东西。
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。
农业科技节水灌溉系统建设方案

农业科技节水灌溉系统建设方案第一章总论 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 目的意义 (3)1.3 灌溉系统现状分析 (3)1.4 灌溉系统建设目标 (3)第二章灌溉系统设计原则与标准 (4)2.1 设计原则 (4)2.2 设计标准 (4)2.3 技术规范 (4)2.4 系统集成 (5)第三章水资源评估与规划 (5)3.1 水资源调查与评估 (5)3.2 灌溉用水需求预测 (5)3.3 水资源优化配置 (5)3.4 水资源保护与节约 (6)第四章节水灌溉技术选择与应用 (6)4.1 喷灌技术 (6)4.2 滴灌技术 (6)4.3 微灌技术 (7)4.4 灌溉自动化控制技术 (7)第五章灌溉设备选型与配置 (7)5.1 灌溉设备分类 (7)5.2 设备选型原则 (7)5.3 设备配置方案 (8)5.4 设备维护与管理 (8)第六章灌溉系统工程建设与管理 (8)6.1 工程建设程序 (8)6.1.1 可行性研究 (8)6.1.2 设计阶段 (9)6.1.3 招投标 (9)6.1.4 施工准备 (9)6.1.5 施工阶段 (9)6.1.6 竣工验收 (9)6.2 工程项目管理 (9)6.2.1 项目组织结构 (9)6.2.2 进度管理 (9)6.2.3 质量管理 (9)6.2.4 成本管理 (9)6.2.5 安全管理 (9)6.3 工程质量控制 (10)6.3.1 质量保证体系 (10)6.3.3 监理监督 (10)6.3.4 质量验收 (10)6.4 工程验收与评价 (10)6.4.1 竣工验收 (10)6.4.2 竣工资料整理 (10)6.4.3 工程评价 (10)第七章灌溉系统运行与维护 (10)7.1 运行管理与调度 (10)7.1.1 管理体系构建 (10)7.1.2 调度策略 (11)7.2 维护保养制度 (11)7.2.1 维护保养计划 (11)7.2.2 维护保养措施 (11)7.3 故障排除与处理 (11)7.3.1 故障分类 (11)7.3.2 故障排除与处理方法 (12)7.4 运行效益分析 (12)7.4.1 节水效益 (12)7.4.2 经济效益 (12)7.4.3 生态效益 (12)第八章灌溉系统信息化建设 (12)8.1 信息化建设目标 (12)8.2 信息化建设内容 (13)8.3 信息化建设方案 (13)8.4 信息化管理系统 (14)第九章灌溉系统安全与环境保护 (14)9.1 安全管理措施 (14)9.1.1 设计原则 (14)9.1.2 设备选型与安装 (15)9.1.3 人员培训与考核 (15)9.2 环境保护措施 (15)9.2.1 水资源保护 (15)9.2.2 土壤保护 (15)9.2.3 生态环境保护 (15)9.3 应急预案与处理 (15)9.3.1 应急预案制定 (15)9.3.2 处理 (16)9.4 安全与环保评估 (16)9.4.1 安全评估 (16)9.4.2 环保评估 (16)第十章灌溉系统建设投资与效益分析 (16)10.1 投资估算 (16)10.2 效益分析 (17)10.4 风险评估与控制 (17)第一章总论1.1 项目背景我国经济的快速发展和农业现代化的推进,水资源问题日益凸显,尤其是农业用水效率低下、水资源浪费严重等问题。
果园灌溉系统的优化设计

果园灌溉系统的优化设计一、引言果园灌溉是果树生长的必要条件之一,并且对于果品的数量和质量也有重要影响。
因此,设计一套高效、可靠的果园灌溉系统,对于果农来说至关重要。
本文将从果园灌溉系统的组成、优化设计等几个方面探讨果园灌溉系统的优化设计。
二、果园灌溉系统的组成果园灌溉系统由水源、水泵、输水管、喷灌系统和控制系统五个部分组成。
其中,水源和水泵是整个系统的基础,输水管和喷灌系统是传输和分配水资源的核心组成部分,控制系统则承担着自动控制和监测灌溉的功能。
1.水源水源是果园灌溉系统的重要组成部分。
常见的水源有自来水、地下水和水库等。
不同的水源有着自身的优缺点。
自来水使用方便,但是成本较高;地下水资源丰富,但是存在着开采条件限制;水库水源则使用便利,但是建设成本高。
2.水泵水泵主要承担将水源中的水抽送到输水管中的作用。
选择水泵的关键是要根据实际需求来选择合适的泵型。
常见的泵型有离心式泵和潜水泵等。
离心式泵体积小,但是容易发生堵塞和损坏;潜水泵适用于深井水源,但是需要进行定期维护。
3.输水管输水管是果园灌溉系统的核心组成部分,其主要作用是将水从水泵输送到喷灌系统中的各个部位。
根据实际需求和地形条件选择合适的输水管材料、直径和长度很关键。
常见的输水管材料有塑料、铸铁和钢管等。
不同的材料有不同的优缺点,需要根据实际情况进行选择。
4.喷灌系统喷灌系统是果园灌溉系统的核心部分之一,其主要作用是将输送过来的水分配到各个果树和耕地区域。
一般采用的喷灌系统有微喷灌、滴灌和喷雾灌等。
不同的喷灌系统有不同的水分利用效率和适用范围。
5.控制系统控制系统主要承担着自动控制和监测灌溉的功能。
其主要有三种类型:手动控制、定时控制和自动控制。
目前,大部分果园都采用了自动控制系统,其具有自动传感、调节和反馈等功能。
三、优化设计1.合理选择水源和水泵根据具体情况,选择价格合适、资源丰富且水质保证的水源,以保证供水稳定。
同时,在选取水泵的时候,需要考虑其扬程和流量等特点,以保证水泵电机功率合适、效率高,从而提高能源利用效率。
智能灌溉控制系统的工作原理

智能灌溉控制系统的工作原理大家好,今天我们来聊聊智能灌溉控制系统。
别看名字挺高大上的,其实它的工作原理一点都不复杂,通俗点说,就是用聪明的办法来给植物浇水。
走,咱们一起看看这套系统是怎么运作的吧!1. 智能灌溉系统的基本概念1.1 什么是智能灌溉系统?简而言之,智能灌溉系统就是一种能自动根据土壤湿度、天气情况等因素来给植物浇水的装置。
你可以把它想象成一个勤劳的小助手,帮你照顾植物,省去你不少麻烦。
就像老话说的“省心省力”,它就是为了这个目的而诞生的。
1.2 它的核心组件是什么?智能灌溉系统通常有几个重要的部分:传感器、控制器和执行器。
传感器就像是植物的“语言翻译器”,它能检测土壤的湿度和环境的变化;控制器是系统的大脑,负责分析数据并决定什么时候需要浇水;执行器就是“行动派”,按照控制器的指示实际进行浇水操作。
2. 智能灌溉系统的工作原理2.1 数据采集一切的开始,都是从传感器采集数据开始的。
比如说,土壤湿度传感器会测量土壤的湿润程度,一旦湿度低于预设值,它就会发出信号。
就像你手机上收到了一条消息,提醒你该喝水了,植物也是这样,通过传感器来“告诉”系统它需要水分了。
2.2 数据分析接下来,控制器就要登场了。
控制器会把传感器收集到的数据进行分析,像是一位细心的老师,审视学生的表现。
如果系统检测到土壤干燥,它就会决定启动灌溉系统,开始给植物浇水。
说白了,控制器就是植物的“贴心管家”。
2.3 执行灌溉最后,就是执行器的工作了。
执行器负责把水送到植物的根部。
它的工作可以是自动的,也可以是远程控制的。
比如,你可以在手机上设置一个浇水计划,系统就会按时自动完成灌溉。
这样一来,植物喝水就像吃饭一样定时定量,健康又省心。
3. 智能灌溉系统的优势3.1 节水环保智能灌溉系统的一大优点就是节水。
传统的灌溉方式常常因为过量或不够精确,浪费了大量的水资源。
而智能系统则根据植物的实际需求来调节水量,既能保证植物健康,又能节约水资源。
果园节水灌溉技术

我国水资源总量2.8万亿立方米,人均占有量约2200立方米,被列为世界贫水国。
农田灌溉用水占农业用水95%。
北方地区(黄淮以北)水资源严重短缺,占耕地面积 64%只有19%的水资源。
由于我国山地多,山坡地果园占大多数,且多数无灌溉条件。
从季节来说,冬季雨雪稀少,北方地区春季干旱(3—5月)经常发生,此间正值多数果树生长旺盛期,需水量大,春旱对果树生长发育影响极大。
如能春灌(3—5月)1—3次可增产约10%-30%,果树越冬前的冬灌和早春灌溉(2—3月)对防寒保温和补给早春需水极为重要,是增产的重要措施。
南方果产区果树种类繁多,常绿果树类(柑桔、香蕉、菠萝、荔枝、杨梅、枇杷等)和相当数量的落叶果树类(梨、桃、李、梅、柿、栗等)冬季早春(12月至翌年2月)需要灌水,有时遭受早春干旱(一般为1—3月)和夏秋之交干旱(通常是8-10月,尤其是“伏旱”)威胁,对增产影响很大。
尽管南方水源较充裕,但多数山地果园因无灌溉条件而常受旱灾。
如果能采用节水灌溉和保水保墒措施则有望增产增收。
近来各地推广的节水灌溉技术一般可节水60%- 80%(比漫灌),应加大力度,增加果园投资,提高效益。
本文简介几种常用的节水灌溉技术。
1、穴贮肥水加覆膜技术。
北、南方果产区已广泛推广。
具有投资少、省工、简便、高效等优点。
技术上可因地制宜、灵活掌握。
要点是:北方果园春季土壤解冻后(南方则不分季节)在树冠下挖4-8个圆土穴,穴径约 30厘米,深30-40厘米,穴中央竖一捆又紧又浸透水(或肥水)的草把,再用50克尿素、50—100克过磷酸钙,50-100克氯化钾(或相当肥效的复合肥),与土混匀,填人草把周围,覆土2厘米,用脚踏实,然后覆盖地膜,上面捅一孔,用作今后浇水施肥的进口,平时孔口用土石块盖好。
2、渗灌。
是利用管道白地面向土壤渗水的灌溉方式,是投资少、省工、简易,不破坏土壤结构的好措施,比漫灌约可节水60%-80%。
渗灌设备通常包括渗水池、渗水管、阀门一部分。
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果园节水灌溉控制系统
一基本情况与需求分析
果园节水灌溉控制系统选择“忠县柑橘智能灌溉控制系统”为例进行介绍。
忠县位于重庆市中部、三峡库区腹心地带,是重庆市重点柑橘生产基地县。
忠县柑橘生产主要涉及石宝、甘井、黄金、拔山、双桂、新立和涂井等八个乡镇。
忠县正在打造国家级农业旅游示范区“中国柑橘城”。
提出了“中国柑橘看重庆,重庆柑橘看忠县”的口号,忠县建成了全国最大的工厂化柑橘脱毒容器育苗基地、国家柑橘工程技术中心、15万亩高标准加工橙基地果园和亚洲第一条NFC非浓缩橙汁加工线;重庆三峡建设集团和重庆博富文柑橘公司两大龙头企业进驻忠县建设橙汁加工厂,建立了完整的现代柑橘栽培技术标准,以柑橘产、加、销、研、学、旅为核心的产业集群初具雏形,产业竞争优势明显。
忠县先后被评为“全国农业(柑橘)标准化示范县”、“全国工农业旅游示范点”,忠县锦橙获得重庆市“消
费者最喜爱柑橘”称号。
为进一步提高忠县柑橘产业的现代化水平,忠县果业局提出以“果树信息、智能决策、精准管理、优质高效技术”多种技术相结合为基础,以研发核心技术与装备、建设核心示范基地为主要载体,以整合资源、由浅入深、循序渐进、以点带面为策略,通过现代农业技术应用解决忠县柑桔产业链条中的主要技术问
题,使忠县率先在我国果树行业实现生产过程现代化,以科技进步提升忠县柑桔产业的素质、核心竞争力和国内外的影响力,再次引领中国柑桔产业现代高新技术发展方向。
2009年6月,忠县果业局委托北京农业信息技术研究中心进行柑橘精细管理技术的技术集成应用与示范,示范基地位于忠县拔山镇杨柳村,基地覆盖面积约300亩柑橘园,灌溉方式为滴灌。
二系统设计
忠县柑橘智能灌溉控制系统围绕信息监测决策控制系统集成三个关键环节,综合运用传感器技术、计算机技术、自动控制技术及现代通讯技术,实现了柑橘种植过程的精准监测、高效灌溉和科学管理。
系统根据重庆忠县拔山镇柑橘种植特征,对示范点“山顶”、“山腰”、“山脚”不同海拔高度柑橘生理生态信息及本地气象进行实时监测,同时配套灌溉施肥系统,为柑橘生长提供了最优的水肥保障。
系统采用分层分布式结构,主要由1个气象信息采集点、3个作物生理信息采集点、1个井房控制点、现场控制中心及远程服务器组成。
另外,系统设计中充分考虑用户需求,对系统的供电和通讯进行了完善的冗余设计,保障了监测数据的连续性和安全性。
工作整体流程如下:气象信息采集点与作物生理信息采集点采集各类传感器数据,通过485总线将上述数据上传到控制中心;控制中心接收到数据后,对数据进行处理分析,形成决策指令,通过无线数传电台发送到井房控制点;井房控制点接收到控制指令后,首先启动柴油机供水系统,待检测到供水压力正常后,开启指定阀门供水。
同时,系统实时将现场数据与远程服务
器同步,所有数据均在远程服务器中备份,用户只需录入服务器指定网址,通过密码登录,即可实时获取所有数据,并掌握整个系统的运行情况。
图1为忠县柑橘智能灌溉控制系统整体结构框图。
图1系统整体结构框图
三系统实现与效果分析
(一)、气象信息采集点
气象信息采集点由采集模块、太阳能充放电设备、各种气象传感器及安装支架组成,利用485总线与控制中心连接。
气象传感器监测空气温度、空气湿度、风速、风向、辐射、降雨量6个信息。
气象信息采集点及作物生理信息采集点均设计冗余供电
方式,通常情况下采用市电供电,当市电掉电时,自动切换到太阳
能供电,保证传感器数据信息采集正常。
实际项目建设中,为真实反映柑橘园中的实际气象信息,因地制宜的采用较高支架将气象信息采集点设置在柑橘园中。
图2为气象信息采集点实物图。
图2气象信息采集点实物图
(二)、作物生理信息采集点
作物生理信息采集点由采集模块、太阳能充放电设备、各种作物生理信息传感器及安装支架组成,利用485总线与控制
中心连接。
作物生理信息传感器监测叶面温度、叶面湿度、植物径流、及土壤水分4 个信息。
供电冗余方式同气象信息采集点。
实际项目建设中,为保护传感设备,防止人为或放养动物破坏,专门建设了不锈钢护栏。
图3为作物生理信息采集点实物图。
图3作物生理信息采集点实物图
(三)、井房控制点
井房控制点采用改建的方式建设,由新增的ASE灌溉控制器、无线数传电台、柴油机采集控制柜、远传压力表、液位传感器及原有的柴油机供水设备、自动反冲洗过滤器及电磁阀组成。
因井房控制点与控制中心间隔距离较远,且间隔两个山包,所以采用无线数传电台进行数据交互。
其中,柴油机采集控制柜负责柴控制油机供水设备的启停,同时通过采集液位传感器信息换算
剩余油量信息,提醒用户及时补充油量。
图4为井房控制点实物图。
图4井房控制点实物图
(四)、现场控制中心
现场控制中心由采集控制一体机、无线数传电台、手机模块、液晶电视、UPS及配套网络设备组成。
现场控制中心供电、通讯采用综合冗余方案:市电供电时,由采集控制一体机获取采集点传感器数据,并实时与远程服务器进行数据同步;市电掉电时,自动切换成UPS仅为手机模块供电,由远程服务器通过GPRS
网络直接获取集点传感器数据。
待市电正常时,由远程服务器将掉电期间的数据返回到现场控制中心。
图5为控制中心实物图。
图5控制中心实物图
中央控制软件是柑橘智能灌溉控制系统的核心,采用力控组态软件开发,具有安全管理、传感器参数集中显示、数据查询和统计分析、自动灌溉控制、数据远程发布等功能。
图6为中央控制软件截图。
图6中央控制软件截图
忠县柑橘智能灌溉控制系统于2009年10月投入试运行,系统的运行实现了果园信息采集自动化,信息管理远程化,生产经营决策智能化,大幅度提高柑桔栽培与经营管理的科技含量和效益回报,为实现忠县柑橘产业现代化的总目标实现提供了基础数据源。