我國(guó)人口的急劇增長(zhǎng)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展，水資源的短缺隨之日益嚴(yán)重。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水的利用普遍率較低，渠道灌溉區(qū)只有30%～40%，機(jī)井灌溉區(qū)也只有60%，與當(dāng)前一些發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距。因此，緩解水資源緊缺的當(dāng)務(wù)之急就是解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問(wèn)題。

以設(shè)施農(nóng)業(yè)中實(shí)現(xiàn)智能灌溉為目的，設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)智能灌溉控制系統(tǒng)，具有定時(shí)或即時(shí)采集傳感器數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)上傳檢測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)發(fā)回的數(shù)據(jù)制定合理灌溉策略的功能。研究?jī)?nèi)容主要有傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸及分析、灌溉實(shí)際控制、大容量存儲(chǔ)和USB主從通訊技術(shù)幾個(gè)方面。

系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過(guò)傳感器采集待灌溉區(qū)域土壤中的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等實(shí)際信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將此信號(hào)輸入到單片機(jī)，單片機(jī)中預(yù)設(shè)參考值，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)與之相比較，得出控制參量，單片機(jī)將控制信號(hào)傳給變頻器，變頻器根據(jù)濕度值調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵抽水，若需要灌溉時(shí)，電磁閥開(kāi)啟，通過(guò)管道輸水，噴頭自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。經(jīng)檢測(cè)后，須停止灌溉，單片機(jī)發(fā)出指令，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。為了避免離水源距離較遠(yuǎn)的噴頭壓力不足的問(wèn)題，在電磁閥的一側(cè)安裝一塊壓力表，從而保證所有噴頭的水壓均能滿足預(yù)定的噴射程。

智能灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由負(fù)責(zé)發(fā)出和接收各種運(yùn)行程序指令的可編程控制器，通過(guò)傳感器采集土壤里的濕度信號(hào)、溫度信號(hào)和光照信號(hào)，判斷是否需要灌溉的傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)噴灌流量，達(dá)到節(jié)水的目的的變頻器、電動(dòng)機(jī)、水泵、電磁閥、噴頭以及灌溉系統(tǒng)輸送水的管網(wǎng)組成。

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