果园节水灌溉控制系统

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。

智能化灌溉系统的设计与实现

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

我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析

我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析 摘要为了实现可持续性发展的战略目标，推行节水灌溉技术是现今社会发展的需求，也是保障我国未来经济持续高效高速发展的重要途径。虽然我国水资源较为丰富，占世界总量的6%，但是考虑到我国幅员辽阔的现状，实际上人均水量较为短缺，在这样的背景下，节水灌溉技术的推广应用具有重要意义。本文主要通过对我国节水灌溉技术的现状进行分析，对其中的存在的问题提出切实有效的解决方案，并对我国节水灌溉技术未来的发展趋势进行展望。 关键词节水灌溉；现状；发展趋势 0 引言 随着我国经济建设的发展的步伐不断加快，政府也逐步加大了在节水灌溉技术方面的投资，目的是尽快实现全国农田节水灌溉技术的普及。近年来，我国节水灌溉技术虽然得到了较大的发展，但是仍存在较多的漏洞，极大的影响了其推广与普及的进程。因此，完善我国节水灌溉技术是目前的工作重点，以期通过有限的灌溉水资源消耗总量创造出最大的经济效益，为我国农业的发展做出积极的贡献。 1我国节水灌溉技术的现状 根据我国政府出台的关于农村水利建设相关规划中明确指出，截止2015年年底，确保1.5亿亩农田实行节水灌溉技术普及；截止2020年年底，保证6.5亿亩农田全面实行节水灌溉技术普及。在我国相关政策的扶持下，我国节水灌溉技术得到了充分的发展保证。就目前情况而言，我国节水灌溉技术有着较为广阔的发展前景，值得广大地区进行推广使用。下面主要通过节水灌溉工程技术现状与节水灌溉农艺技术现状进行主要说明。 1.1节水灌溉工程技术现状 节水灌溉工程技术目的是通过降低输水管道在输送过程中造成的水量损失，损失的方式主要是水量蒸发和渗漏导致。为了保证我国节水灌溉技术的发展，必须保证节水灌溉工程的施工质量。 1.1.1渠道防渗技术 渠道的防渗工程主要考虑的是施工材料的防渗漏性能好坏、成本高低与施工难度大小。只有保证渠道的透水性或者通过建立防渗漏隔层，才能有效保证输水渠道不会发生渗漏等情况，对节水技术的推广有着重要意义。 1.1.2低压管道输水灌溉技术

节水灌溉技术的现状与展望

目录 1节水灌溉的意义 (2) 1.1节水灌溉的必要性 (2) 1.2节水灌溉是一项革命性的措施 (3) 1.2．1节水灌溉是解决我国农业干旱缺水的根本性措施 (4) 1.2.2节水灌溉可以带来显著的经济效益和社会效益 (4) 1.2.3节水灌溉可以进一步解放和发展农业生产力 (5) 1.2.4节水灌溉可以扩大国内需求和开拓农村市场 (5) 1.2.5节水灌溉可以促进传统农业向现代农业的转变 (5) 1.2.6节水灌溉是实现可持续发展的重大战略措施 (5) 2节水灌溉的内涵及范畴 (6) 2.1节水灌溉的概念 (6) 2.2灌溉的目的，过程及节水途径 (6) 2.3目前我国节水型农业灌溉技术的分类 (7) 3节水灌溉的技术措施 (10) 3.1提高渠道防渗能力的措施 (10) 3.1．1土料方面的防渗措施分析 (10) 3.1.2混凝土方面的防渗措施 (10) 3.1.3块石方面的防渗措施 (10) 3.1.4膜料方面的防渗措施 (10) 3.2采用节水灌溉方法和技术 (11) 4我国近期节水灌溉的发展方向 (11) 5 结论：节水灌溉技术的存在的问题 (12) 5.1田间节水工程投入严重不足 (12) 5.2政府层面对节水灌溉公益性地位的认识不到位 (12) 5.3先进适用的节水灌溉技术推广应用面积不大 (12) 5.4技术规范及规程不能发挥其应有的作用 (13) 参考文献 (13) 附录 (13)

节水灌溉技术的现状与展望 作者：阿依努尔·塞麦提 （塔里木大学植物科学学院，农学民（17-1）班，学号101111211） 摘要：随着社会经济的发展，我国农业水资源日益匮乏，而农业节水灌溉技术却未得到普及利用，因此，我们有必要加快推进节水灌溉技术的研究、生产和应用，提高农业水资源的利用率、从而促进农业经济的持续稳定发展。 关键词：农业水利；节水；灌溉；技术；现状； 引言：节水灌溉技术是一种比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌溉措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间，到被作物吸收、形成产量，主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施，组成一个完整的节水灌溉技术体系，其中包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。目前我国推广的节水灌溉技术有渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌、膜上灌、膜下灌注水泵配件等多种形式，不同的地区宜应根据当地的实际情况采用不同的节水灌溉技术。例如，大、中型灌区适宜推广渠道防渗技术，井灌区和小型灌区宜推广低压管道灌溉技术，经济条件好的果园、菜园及其他经济作物种植区适合发展微、滴灌，西北干旱地区应推广雨水集流、水窖滴灌技术，南方水稻产区则应推广水稻节水灌溉技术，各地要根据其经济发展水平，合理确定技术方案。 1节水灌溉的意义 我国是一个水资源短缺的国家。由于土地灌溉技术水平不高，往往造成了水资源的浪费，且灌溉不能满足农作物生长的需要。干旱缺水已成为制约农业发展的重要因素。近年来，随着农业开发扶持农业力度的加大，农业开发项目区已经成为基层农业和农村经济以展的很主要途径。要解决水资源不足的问题，在农业开发区按照全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则，对水资源进行合理开发、高效利用、优化配置、全面节约和有效保护。因此在农业开发项目区大力发展节水灌溉，既是当务之急，也是长期的战略性任务。[ 1 ] 1.1节水灌溉的必要性 水是一切生命过程中不可替代的基本要素,也是维系国民经济和社会发展的重要基础 资源。节约用水,既是关系人口、资源、环境可持续发展的长远战略,也是当前经济和社会

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。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中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。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号

我国节水灌溉的现状、存在问题及解决措施浅析

《节水灌溉自动化》 课程论文 学院：农学院 班级：10级种子（1）班 学号：2010016035 姓名：贾兆辉 日期：2012年12月21日

我国节水灌溉的现状、存在问题及解决措施浅析 摘要：我国水资源时空分布极不均匀,水资源短缺，农业用水耗费巨大，且随着人口增加、经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐,农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素,解决用水供需矛盾，发展节水灌溉技术已迫在眉睫。目前我国学者对节水灌溉技术及水资源可持续利用进行了一定的研究, 并取得了丰硕的成果, 然而缺乏对节水灌溉技术推广应用困难的足够重视。据此, 从目前我国节水灌溉技术发展的现状入手, 分析节水灌溉技术推广应用中存在的问题,进而提出相应的应对策略, 为我国节水事业的发展提供借鉴和理论指导。 关键词：节水灌溉；现状；问题；对策 Analysis of the current situation of China's water-saving irrigation, there are problems and solutions Abstract：The spatial and temporal distribution of water resources in China is very uneven，water resources is shortage，agricultural water is costly，and water resources supply and demand is sharp increasingly with the improvement of population growth, economic development and urbanization level. Agricultural drought and water shortage and water shortage have become an important factor on impeding China's economic and social development; solveing the contradiction between supply

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下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基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1

本科生毕业设计 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 agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2

果园滴灌工程规划设计说明

果园滴灌工程规划设 引言 联合国环境与发展大会通过的《21世纪议程》强调：“水是一种有限的资源,不仅为维持地球上的一切生命所必需,而且对一切社会经济部门都具有生死攸关的重要意义”。随着世界性水资源、能源的日趋紧张,采用节水、节能的灌水方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。 摘要 水资源不足是制约我国经济、社会、生态可持续发张的主要因素，随着我国经济的持续稳定发张和自动化的加快，我国经济社会发展和生态建设所面临的供水危机将越来越严重，特别是遍原山区，农田果园、灌溉的建设供水问题，将会面临严峻的挑战。解决这些问题和迎接挑战迫切需，要偏远山区，农田，果园灌溉的建设供水理论和技术的创新。因此某果园灌溉提出以高效节水滴灌技术与当地水管理技术相结合，设计为滴灌灌溉。根据农田，果园灌水量，灌水周期，喷头布置形式以及滴灌制度等，确定了滴灌管道的水力计算设计，实现和达到农田，果园灌溉建设自动化节水灌溉的目的，并形成了良好的合理科学，才能真正实现和节水灌溉的目的。 为了解决水资源危机的问题，要从开源与节流两方面入手，一方面抓紧跨流域调水的规划设计工程，从根本上改变水资源紧缺的局面；而

另一方面要在节流上下功夫，且我国各级渠道的输配水和田间灌水过程中渗漏损失掉了，其数量惊人，从而导致农业减产，并恶化灌区生态环境。长期以来，我国自然资源，特别是农业水资源无偿使用，以造成水资源严重浪费。由于灌溉技术和管理水平落后，灌溉设施老化失修，为加快推进节水农业，农业持续发展为基础。节水灌溉技术的实施，对实现我国水资源可持续利用，保障我国经济社会可持续发展，具有十分重要的意义。 一．基本资料 项目区位西北地区某一果园，为了增产增效，节约灌溉用水，拟改变原来大水漫灌的灌水方式，采用先进的滴灌技术进行灌溉， 灌区面积约为194亩，（194×667平方米）地形平坦，土质为壤土，土层厚度为1、5米，1、0米土层平均干容重1、4cm g/3田间持水率（占土体干土中）为25%，盛掕期苹果树，株距，行距为3×3米，种植方向为东西，经田间试验该地苹果树最大耗水量为5mm/d该地区多年平均降雨量250mm，多年平均蒸发量1500mm果园南边有一水井，出水量为50h m/3动水位为20米。 （一）、地形地貌 某西北地区某一苹果园，南北宽100米，东西长324米，灌区面积约为194亩，约为（194×667平方米），果园内地势平坦。（二）．气象条件 某西北地区属温带半干旱地区气候，温差大，夏季炎热，冬季干燥而寒冷且冬季较长，年降水少，该地区多年平均降雨量为250mm，大致

基于无线传感器网络的精细农业智能节水灌溉系统_中文

基于无线传感网络的精细农业智能节水灌溉系统 肖克辉2,1 ，肖德琴 2,1 ，罗锡文 1 (1.华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室，广州510642； 2.华南农业大学大学信息学院，广州510624） 摘要：在精细农业相关应用和理论研究基础上，自行设计用于检测农业水分含量和水层高度的无线传感器，构建农田水分无线传感器网络体系结构，设计基于水分无线传感网络的智能节水灌溉控制系统，通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策，由灌溉控制系统实施定量灌溉，在水稻生长过程中的实际应用表明，该系统体现出可行性和高效性，有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。 关键词：无线传感网络；智能灌溉控制系统；精细农业；构架 0 前言 通过不同集成微型传感器的相互合作，无线传感网络常用于检测并获取监测对象中的各种信息。利用嵌入式信息处理和随机自组织无线网络，将信息发送到用户终端来实现“无处不在的计算”理念。基于无线传感网络的自动化、自组织和以数据为中心等特点，它能够应用于获取土壤水分数据，然后自动地将这些数据融合传输形成一个高效的田间水分数据采集平台，从而实现智能节水灌溉。 传统的田间灌溉通常由人亲自控制，而且需要大量的人力和物力，这将导致缺乏实时性和精确性，这也有悖于长期农业生产的发展趋势和水资源的可持续利用。无线传感网络被广泛地应用于精细农业和智能灌溉来克服上述存在的问题。 G Vellidis 和他的同事开发了一个典型的实时智能检测的传感器阵列来检测土壤水分，测试土壤水分使用现成的组件。这个阵列由一个位于中间位置的接收机组成，这台接收机连接在一台笔记本电脑和田间的多个传感器节点上。具有精密灌溉技术的集成传感器提供了一个闭环的灌溉系统，能够确定从智能传感器阵列的哪一位置将时间和数量输入到实时定位灌溉应用程序中。

节水灌溉行业现状及发展趋势分析

报告编号：1631805

行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.sodocs.net/doc/6b13694057.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。

一、基本信息 报告名称： 报告编号：1631805 ←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥8280 元可开具增值税专用发票 网上阅读：anYeXianZhuangYuFaZhanQianJing.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 产业现状 世界淡水资源日益紧缺，而人类对粮食的需求也不断上升，淡水资源已经成为农业发展和世界粮食供应的安全威胁。要破解耕地面积有限、淡水资源紧缺和世界粮食需求上涨之间的难题，发展节水灌溉成为关键。节水灌溉是以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。当前世界各国节水灌溉的主要措施包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。实行节水灌溉工程后，可以减少灌溉过程中劳动力配置，滴灌通过局部湿润灌溉，田间土壤疏松，通透气性良好，易溶性肥料、植物生长

基于单片机节水灌溉系统的设计( 文献综述)

文献综述 前言 本人毕业设计的论题为《基于单片机节水灌溉系统的设计》，随着我国农业技术的高速发展，在进行农业生产的过程中需要大量的水资源，而我国却是一个水资源严重缺乏的国家，水资源的整体利用水平仍还很低,灌溉水的利用率只有30％～40％,水分生产效率不足1 ㎏∕m3,仅为发达国家的一半。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段,我国目前主要局限于节水灌溉工程措施的推广和应用,而高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用,将输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情、作物需水规律等方面统一考虑,做到降水、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按需、按时、按量自动供水。因此,必须采用遥感、遥测等新技术监测土壤墒情和作物生长情况,对灌溉用水进行动态监测预报,实现灌溉用水管理的自动化、节约化、动态管理。而本文就是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，所设计系统的核心是单片机和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。 本文根据目前国内外学者对的基于单片机节水灌溉系统的设计的研究成果，借鉴他们的成功经验，大胆的将单片机和PC机整合在系统中。这些文献给与本文很大的参考价值。本文主要查阅进几年有关基于单片机节水灌溉系统的设计的文献期刊。

张金波、胡钢、张学武、李致金、柯小干（2003）在《自动化控制系统在节水灌溉中的应用》介绍了以组态软件为开发平台,利用继电器输出模块,数字量输入模块等设备开发了农田节水灌溉自动化控制系统,该系统已在农田节水灌溉实际中得到了成功应用. 孙威、毛罕平、左志宇、伍德林（2007）在《基于单片机的节水灌溉自动控制器的设计》中以单片机为核心,研制了一种节水灌溉自动控制器;介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路、通信接口等以及软件的设计. 王晓健（2010）在《单片机模糊控制节水灌溉系统设计》中介绍了灌溉控制系统的组成及工作原理,以单片机为核心控制芯片,设计了一套节水灌溉控制系统,并对其决策过程进行了具体分析. 张兵、袁寿其、成立、杨春明（2004）在《节水灌溉自动控制器的设计与研究》中论述了一种自动化节水灌溉控制系统的硬件设计、外部连线及其使用功能.系统控制器以与8051完全兼容的GMS90L51单片机为核心,采用计算机分布式管理;系统有传感器自动闭环控制、手动/半手动控制、微机超控等多种工作方式;系统能够实现自动化灌溉,具有排水警示、实时时钟、历史数据查询、数据上传及双向通信等功能. 张兵、袁寿其、成立（2003）在《节水灌溉自动化技术的发展及趋势》中论述了自动化技术在灌溉管理中的重要性,详细介绍了以色列、美国、澳大利亚及我国自动化技术在灌溉中的应用现状及存在的问题,讨论了一些新技术,如模糊控制、神经网络、专家系统等在节水灌溉控制中的应用,并对节水灌溉控制技术的发展趋势进行了探讨. 朱张青、曹成茂（2001）在《多用途节水灌溉控制系统研制》中介绍了一种以单片机控制为核心,能适用于多种农作物的节水灌溉控制系统. 苏崇峰、陈进昌、刘祥金、王永兰（2002）在《节水灌溉自动控制及管理系统研究》从节水灌溉控制与水费管理两个方面介绍了本系统在节水灌溉中的应用,着重介绍了控制过程;对节水灌溉的控制以及计算机、PLC、数字水表、数据采集都进行了详细地介绍;通过本系统的实施,可以从根本上解决节水灌溉重建轻管的弊端. 吴维雄（2004）在《试论计算机在节水灌溉中的应用》中介绍了随着精确农业技术革命的发展,节水灌溉中增加了精确灌溉的内容.通过计算机控制实施相

果园节水灌溉工程可行性研究报告

***市农业科技示范园区 刘坪果园节水灌溉工程可行性研究报告 审定： 审查： 报告编写： 规划设计 工程地质： 投资估算： ***市水利水电勘测设计院 二OO七年十一月

目录 1概况 (4) 2水文 (5) 3水文地质与工程地质 (5) 3.1水源选择 (5) 3.2区域地质构造及地震 (5) 3.3地层岩性 (6) 3.4水文地质条件 (6) 3.5上水管道地质 (6) 3.6蓄水池地质 (7) 3.7灌区地质 (7) 4设计依据 (7) 5工程建设的主要内容 (8) 6工程任务和规模 (8) 7工程设计 (9) 7.1设计标准 (9) 7.2灌溉水利计算 (9) 7.3机泵选择 (11) 7.4水源井、泵房设计 (12) 7.5上水管设计 (12) 7.6蓄水池设计 (13)

7.7输水管网水力计算 (13) 7.8电气设计 (15) 8工程运行管理 (15) 9施工组织设计 (16) 9.1施工条件 (16) 9.2施工方法 (17) 9.3施工进度计划 (18) 9.4施工管理 (18) 10 环境评价 (18) 11投资估算 (19) 11.1编制原则和依据 (19) 11.2基础单价 (20) 11.3估算指标 (20) 11.4附表 (21) 12 经济效益评价 (21) 12.1水价测算 (21) 12.2增产效益计算 (24) 12.3经济效益分析 (24) 12.4综合评价 (25)

1概况 ***市农业科技示范园区刘坪果园节水灌溉工程位于麦积区中滩镇渠刘村西1Km，系***市农业科技示范园区延展工程，为优质果园示范基地。 项目属西北黄土高原、大陆性和副热带团交替地带，四季分明，具有冬干夏湿的大陆性气候特征，为陇中南部温带半湿润区，光能资源丰富，热量充足，多年平均气温10.9℃，多年平均降水量为517.9mm，日照总数为2098.7h/a，日太阳辐射总量在2395—2703MJ/m2，作物生长季≥0℃的活动积温为3345—4389℃，≥10℃的活动积温在3131—3833℃，无霜期155—192天，日最大风速21m/s，年最大冻土深度为0.37m，全年春、夏、秋以东南风为多，立冬后风向则多为西北风，平均蒸发量为1420.2mm，平均相对湿度0.69，年均地温13.6℃，年均干旱指数1.79，年极端高温38.3℃，极端低温-18.2℃。 项目区地处渭河左岸山塬区，以梯田地为主，土地平整，土壤肥沃，日照充足，自然资源较好，根据气象资料此处适宜种植苹果、桃、梨、杏、核桃果树等经济作物。水利灌溉设施是支撑项目示范区建设的根本性因素。因此，修建节水灌溉工程以解决***市农业科技示范园区延展工程刘坪果园的用水是十分必要的。

农业智能灌溉系统解决方案

农业智能灌溉系统解决方案 农业智能灌溉系统又叫物联网智能滴灌控制系统，是托普云农为实现现代农业所提倡的节水、节肥、省力、高效而研发出的一种自动化控制灌溉浇水系统。 农业智能灌溉系统是将灌溉节水技术、农作物栽培技术及节水灌溉工程的运行管理技术有机结合，同时集电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术及信息采集处理技术于一体，通过计算机通用化和模块化的设计程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动监测控制系统，进行水、土环境因子的模拟优化，实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制，从而将农业高效节水的理论研究提高到现实的应用技术水平。农业智能灌溉系统实用性强，灌溉定时定量，适用范围广，功能强大，操作简单，可广泛应用于粮食、蔬菜、花卉、果树、大棚等灌溉管理。 一、农业智能灌溉系统组成： 浙江托普物联网研制的农业智能灌溉系统由首部枢纽、管路和滴头组成。 1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。 2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。 3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。

二、农业智能灌溉系统系统工作原理： 1.灌溉控制 灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。 2.营养控制 营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。 3.过滤器自动反冲洗控制 过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。 4.优先权控制

基于单片机的大棚智能节水灌溉系统设计

基于单片机的大棚智能节水灌溉系统设计 大棚智能节水灌溉系统设计采用AT89C51单片机为信息处理核心，系统主要由土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、液晶显示电路和故障报警电路等组成。系统在进行智能灌溉的同时，还能调节大棚内空气的湿度和温度。经过测试，该系统可以在无人的情况下实现智能节能，并根据作物的需要进行适时、有效的灌溉，并有效的调节大棚内的湿度和温度，做到定时喷洒农药。 标签：AT89C51单片机；节水灌溉；控制系统 随着农业现代化的发展，智能节水灌溉的需求越来越大[1]，然而，智能灌溉由于成本等因素发展缓慢[2]。本设计通过对大棚内土壤湿度的控制和大棚内空气温度和湿度分析，设计了一个简单经济实用的智能灌溉系统。 1 系统总体设计 系统总原理方框图如图1所示。硬件电路包括了传感器电路、单片机数据处理电路、液晶显示电路，继电器电磁阀电路，农药喷洒电路。首先，数据采样电路将土壤湿度传感器采集到的数据通过A/D转换后，将信息传递给单片机，然后单片机将测量的数据通过处理后在液晶显示屏上反应出来，同时控制电路将根据指令完成操作。 2 硬件部分设计 （1）系统主电路布局。该设计包括DH11温湿度电路，LED显示电路，晶振电路，继电器电池阀驱动电路，继电器风扇驱动电路，DH11温度湿度电路将土壤湿度通过A/D转换将数据传输给单片机主芯片，然后，单片机主芯片首先对数据做出判断，然后会分别对各个下属电路做出指示，LED电路的作用是显示工作的状态，农药喷洒系统的作用是定时定量喷洒农药。（2）DH11温度传感器电路设计。温度传感器采用DH11温湿度传感器，由于传感器的电阻较小，通电作用下，很容易被烧坏[3]，故此电路会选择串联一个电阻值较大的电阻，该电路中串联的电阻选择的是R3=43K的电阻来保护传感器。（3）DH11湿度传感器电路设计。土壤湿度传感器采用DH11，和温度传感器一样，R2的作用是保护传感器不被烧坏，这里R2取47K，3端口用不到，故此悬空。（4）继电器风扇驱动电路。当大棚中的空气湿度比设定好的温度高时，温度传感器将接受到的信号经过A/D转化后传输给单片机，单片机会调用散热子程序，完成三极管导通，使的继电器闭合，开启散热功能，当温度降到设定温度时，风扇就会停止转动，散热就会结束[4]。同样的，当空气湿度高于设定湿度时，电风扇会转动降低湿度，当湿度低于设定湿度时，电扇就会停止转动，散湿结束。 3 系统软件设计 3.1 系统主程序流程图

节水灌溉项目

第一章综合说明 一、项目背景 新河县是省级扶贫开发重点县，是一个传统的农业县，地下水资源短缺，由于用水量持续增加，造成地下水水位连年下降。加之气候连年干旱少雨，造成地下水超采严重，农业生产条件遭到破坏，水资源供需矛盾日益尖锐。大力发展节水灌溉、提高水利用率，成为实现农业可持续发展的有效和必然选择。针对当地仍然采用传统的大水漫灌，缺乏科学的灌溉定额体系，水资源浪费严重的现状，开展管灌工程建设，完善计量体系，将会大大节约当地水资源，提高土地利用率，减少劳动强度，促进农民增加增收。项目区选在新河县寻寨镇，地块成方连片，具备发展节水灌溉的技术和经济条件，能够为新河县的节水灌溉事业起到带头示范作用。 二、项目编制的依据和过程 1、项目编制依据 中华人民共和国国家标准、国家行业标准《低压管道输水灌溉工程技术规范》（SL/T153—95）、《节水灌溉技术规范》（SL207—98）等文件。项目承办单位提供的有关技术资料及参数等。 2、项目编制的过程 从当地自然、经济基础设施条件出发，对项目建设规模进

行水资源评价及供需平衡分析，然后对项目建设内容及节水工程技术设计方案、投资估算及资金筹措、效益估算经济评价、组织和管理、建后管护措施等方面进行可行性研究。三、节水灌溉项目范围、规模、内容与工期 为确保本项目建设真正起到有效作用，结合本地情况选择低压输水技术和配套设备。 建设地点：寻寨镇郎家屯村。 建设规模：发展管灌节水工程2500亩。 建设工期：项目建设工期从2008年11月至2009年10月。 四、投资估算、资金筹措及实施意见 该项目总投资65万元，其中省财政投资40万元，当地投资25万元。 县市主管部门同意按照以上总投资进行申报。 五、经济评价、环境影响评价及整个项目综合评价的结论 项目实施后，年总增加经济效益29.25万元。年节水12.5万方，节地75亩，节地增产7.5万公斤，增产年效益10.5万元，年省工2500个，省工效益10万元。效益费用比3.19，投资回收年限3.2年，具有显著的经济效益。同时，该项目建成实施后，社会环境效益也很明显，据测算：年可节水12.5万方节水20%，省工2500个，可增加农民收入，防止水环境恶化。

节水灌溉自动控制系统设计

摘要 水是生命的源泉，水是维系社会进步、生态环境和人类文明的基础因素，而我国水资源严重匮乏，农业节约水灌溉技术仍未得到很好的普及利用。我们必须进一步提高认识，抓紧完善节水灌溉的规划设计，大力推进节水灌溉技术的研究、生产和应用，以更好地服务“三农”推进社会的现代化进程。本文就此问题研究了单片机控制的节水灌溉系统，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、适量的节水灌溉。 本文在设计中采用了微灌的节水灌溉工作模式。系统可以根据土壤湿度要求自动控制电磁阀开关，进行灌溉，还可以根据上位机指令进行灌溉。系统设计上选用AT89S52单片机为控制器，选用FDS-100湿度传感器检测土壤水分湿度。土壤湿度传感器检测出的土壤湿度信号经信号调理电路转换为电流信号传送到AT89S52，单片机将土壤湿度信号转换成数字量，根据用户设定的土壤湿度要求驱动电磁阀进行灌溉。本系统可以检测10路土壤湿度信息，可以控制10路水阀的开关。土壤湿度信息由8位LED显示器就地显示。系统设有CAN 总线接口电路可以与上位机通信。 本系统功能较为全面，使用方便，能够满足农业生产的基本要求，对于提高农作物产量、节约劳动力成本有重要的作用，对我国农业生产自动化有积极地意义。 关键字：节水灌溉；湿度传感器；土壤湿度；电磁阀

Abstract Water is the source of life, and it is the basic factors to maintain the social progress, the ecological environment and human civilization, but shortage of water resource of china and agricultural wa ter saving irrigation technology hasn’t been widely used well. We must promote the understanding further, and hurry to improve the planning and design of water saving irrigation, work hard on promoting the study of water saving irrigation technology and its production and application to better serve the three rural advancing the process of modernization of society. This article studies the problem of water saving irrigation system controlled by single chip microcomputer, the system can be of different soil moisture monitoring, and in accordance with the requirements of the crops on soil moisture of water saving irrigation timely, appropriate. This article adopts the water saving irrigation sprinkler irrigation in design mode. The system can automatically control the electromagnetic valve switch, according to the soil moisture requirements for irrigation, also can be used in irrigation according to computer instruction. The design of system using AT89S52 MCU as controller and using FDS-100 humidity sensor to detect soil moisture and humidity. Soil moisture soil moisture sensor signal detected by signal conditioning circuit converts the current signal is transmitted to the AT89S52, the soil humidity signal is converted into digital quantity, irrigation based on soil moisture set by the user requirement driving solenoid valve. This system can detect 10 of soil moisture information, switch can control 10 road water valve. The soil moisture information from 8 LED display display. System with CAN bus interface circuit can communicate with the PC. The function of system is more comprehensive, easy to use and it can meets the basic requirements of agricultural production, to increase the yield of crops, saving labor costs have an important role and it has positive significance for agricultural production automation in china. Key words:Water-saving irrigation; Humidity sensor; Soil moisture; electromagnetic valve