园林灌溉智能控制器

园林灌溉智能控制器

M. D. Dukes

摘要

在过去的十年里，许多制造商和已节水传播者试图减少过度灌溉, 已经开发了的智能灌溉控制器。相关法律已经在加利福尼亚州和得克萨斯州被引入，并在佛罗里达州强制或激励使用这些控制器通过。由于智能控制器的有利的结果，它们的使用正在增加，如已用于新的住宅和轻型商用灌溉系统的安装和改造。然而，许多使用正式实验设计和统计分析对照研究研究表明大量节省40 ％的任何地方的水70％以上使用这些设备时，实际节省较大的中试规模的项目表明，可节省通常小于10 ％。原因显而易见，潜在的节约和实现节约试点项目都与缺乏之间的分歧：高灌用户目标（无论是相对或绝对规模），教育承包商和最终用户，并及时跟进评估节约用水。此外，许多科研智能控制器已在潮湿的地区，较高的节能潜力可能是由于只需要补充降雨灌溉进行。未来试点项目应包括全面的教育组成部分，旨在灌溉站点潜在的灌溉节约基于气候变量（即高灌用户）估计园林灌溉需求。

关键词： ET、蒸散量、灌溉协会、灌溉控制器、智能水应用技术、短信、土壤湿度传感器

智能灌溉控制器由农田水利会定义为控制器，“估计或可用植物土壤水分测量损耗，以经营一个灌溉系统，如同时尽量减少多余的水分利用需要补充水。经过适当编程的智能控制器需要进行初始设置，并将使灌溉制度的调整，包括运行时间和所需的周期，在整个灌溉的季节无需人工干预“（灌溉协会，2007）。因此，智能控制器测量灌溉系统变量和调节灌溉控制，以保持充足的水分条件。通常有两种类型的智能控制器：气候学基础的控制器，也称为蒸散量（ET）的控制器，土壤水分传感器（SMS）的控制器。雨水传感器（RS）或雨交换机是另一种类型的控制机制，是在控制技术，应对气候条件的灌溉园林，但不是技术上控制器的背景下讨论。

基于土壤水分灌溉控制的概念并不新鲜，在20世纪80年代在农业中已经使用（如，穆尼奥斯- Carpena等，2005;。Smajstrla和Locascio，1996），以及在草坪灌溉（Snyder等人，1984）。这些早期的努力通常用于切换负压计，这是比较简单的，但需要日常维护进行适当的性能（穆尼奥斯- Carpena等，2005）。已经有一些尝试，商业目的下，园林灌溉用电阻土壤水分控制为基础的（如石膏块），但这些产品都没有成功，从来没有得到推广。因此，基于负压计自动控制仍然主要是一个研究课题，并没有被广泛使用的商业同样，基于ET估计自动化已经有超过二十年，中央控制系统，用于商业和高尔夫灌溉，常常与集成现场气象站联合构成系统。然而，这些系统仍然相对昂贵，不适合轻型商用或住宅景观灌溉。1996年，一项由美国自来水厂协会研究基金会（AWWARF，现在水研究基金会，WRF）成立了称为住宅最终用途水（REUWS）的研究（Mayer等人，1999）。在这项研究中，在美国各地的12个城市中超过1000个家庭选择在两个星期期间进行了密切监测（即，分分钟记录）饮用水使用模式来表示夏季和冬季用水量（即捕捉到高和低需求，其中高需求包括室外使用）。本研究的目的是评估室内饮用水使用的各种类别，以明白的可能是最好的应用节约用水工作的地方。随着研究的副产品，户外使用也被确定。总使用的最大组成部分是户外使用，占总量的58％，其中大部分是园林灌溉。在家庭，厕所和洗衣机是最大的用途，用水量分别为11％及9％。此外，尽管区域和气候变化，在家庭中，人均用水量是相对恒定的（?261L人次，1个D-1）。高峰饮用水需求受灌溉使用驱动。地面灌溉系统用水量增加了35％，而自动灌溉定时器，增加消费47％。毫不奇怪，灌溉利用深受气候和水的价格影响。本研究与定量园林灌溉相关的峰值需求与总体积的大小。

智能灌溉控制器定位于小型灌溉系统（小于16区，但往往4-8）已经成为可用于轻型商用和住宅市场。第一气候型控制器（ET控制器）被引入美国西部 ET 控制器的最早记载研究是在尔湾牧场试点研究，加利福尼亚州，在1998-1999年，在此标准洒水控制器（打卡钟）进行了修改，以接受一个ET信号，并相应地调整灌溉（亨特等人，2001）。有趣的是要注意，所有在此期间开发的智能控制器为小型创业公司。自那时以来，规模较大的制造商已经开发，购买，或通过智能控制技术。灌溉协会制定了一项计划，智能水应用技术（SWAT），旨在推广和激励采用节水灌溉技术，如智能控制器（灌溉协会，2011）。

由于SWAT计划的一部分，测试协议已经开发出基于对计量或按单个控制器估计气候变量为期30天的测试测量灌溉运行时间为一个虚拟的景观评估ET控制器的性能。在测试结束时，控制器打进了他们的灌溉充足率（衡量下灌溉）和调度效率（衡量过度灌溉）。正在开发中。本文总结了智能控制器的测试和性能的文献报道，从调查研究到中试规模的实现。在报道灌溉节约各种项目的差异将随着该技术的未来实施的建议进行讨论。

蒸散为基础的控制器

ET为基础的控制系统已经使用了很多年;然而，类似的短信为基础的控制系统，直到最近的技术还没有可靠的或价格低廉的广泛的园林灌溉应用。这些系统的最古老的类型是由完整的气象站，与一个控制器通常用于大型灌区，如高尔夫球场接口。然而，一个完整的气象站费用数千元，需要经常维护精确测量。ET 是基于由一个天气站测得的气象参数来计算，并且无论是某种类型的土壤水分平衡（SWB）的连续计算由控制器或运行时间的时间相对于历史峰值ET（非主观幸福感控制器）真正的调整。

以住宅及商业ET为基础的灌溉控制有几种方法。共同所有的这些方法都编入控制器，以从被灌溉的景观中指定的变量设定。例如，大多数控制器都包含设置变量，如株型，植株密度，阴影，斜面和自动喷水灭火应用率。这些变量是用来调整参考蒸散量（ETO; ASCE-EWRI，2005），以匹配特定的景观灌溉区和计算土壤水分消耗和运行时间。具体方法不尽相同控制器制造商，但基本的方法来推导经贸办事处如下：

?信号为基础的：气象数据，无论是从公开来源或与气象站网络协议收集和ETO计算。E要数据，然后通过无线通信发送到控制器。某些控制器发送的天气数据和蒸散值，然后计算该控制器。在这两种情况下，该办事处的值是基于某种类型的点气象资料，或对点数据的区域插值。在ET控制器调节灌溉运行时间，浇水天，或两者根据不断变化的一年四季的气候。

?历史：这种方法适用于ET控制器使用一个预编程的蒸散曲线为不同的区域。

资格作为一个智能控制器，曲线必须由传感器进行修改，诸如温度或太阳辐射传感器，其测量现场的气候条件。这种方法的一个变化是常见的非SWB控制器。这些设备通常根据测得的气候调节用户输入的最大季节性运行时间变量，如太阳辐射和温度。最大运行时间应根据在最大时令日蒸散控制器的选择输入（即，历史曲线的峰值）。

?现场测量天气：天气数据在控制器测量现场，以连续计算ETO，和灌溉是根据天气条件使用一个SWB或自上次事件灌溉更换ET调整。

经济贸易办事处的数据应用程序由制造商和产品而异。有些设备的目标是保持最大允许消耗之间计算土壤水分含量

（MAD）和田间持水量（FC）。最简单的控制器都是非SWB的设备。一般来说，大多数控制器与任何类型的SWB有设置如下：

?土壤类型，定义可用的持水能力。

?设备型号，调节蒸散估计到东部工厂（ETC）。

?发射器/应用率，等深度转换为运行时的分钟。

某些控制器还具有设置为百分比坡度，百分之色光，以及其它自定义输入。

（2009年）表明，ET控制器在一份研究研究阴谋导致平均节省43％的灌溉比较典型的房主时间表，在草坪质量没有降低。此外，储蓄分别为60％，在冬季的几个月。德维特等。（2008）报道，基于信号的ET控制器，减少灌溉，平均20％家在拉斯维加斯，内华达州，相比家园房主调度灌溉。然而，在1316的ET控制器家减少水的使用，三院的实际增加了灌溉。麦克里迪等。（2009）报道ET 控制器节约灌溉相比，在试验田典型的房主灌溉制度介乎25％至63％。

戴维斯和杜克斯（2012）总结和回顾ET控制器的研究在美国佛罗里达州的结果。他们发现，ET控制器可以配合季节性需求灌溉的应用，特别是减少灌溉在冬天的时候设备的需求正在显着降低。此外，他们还指出，当ET控制器施加到网站灌溉低于工厂的需求水平，这些控制器可能会增加灌溉。正确地占了降雨对大多数测试的ET控制器的挑战。

土壤水分传感器的控制器

两种类型的控制方法使用土壤水分传感器（SMS）控制器。最简单的是被称为旁路控制，其中一个SMS控制器串联连接用一个计时器来控制电磁阀。在旁通控制时，SMS控制器具有用户可调节的阈值设定，使得在预定的时间为基础的灌溉事件被绕过，如果土壤水分含量超过用户调节门槛。应当指出的是，简单的基于SMS的控制器操作在中断模式中，由此将传感器只要土壤湿度超过可调阈值的中断控制电路。近年来，研究适用于风景（表1）加速旁路短信控制系统。卡德纳斯-Lailhacar等。（2008年）显示，平均可节省72％的灌溉与相对于房主灌溉制度与定时器的四个品牌手机短信控制器。这四个相同的短信控制器必须在干燥条件下可节约34％（卡德纳斯-Lailhacar等，2010）。灌溉节省下的相对干燥条件相同的区域介乎11％至下最佳的阈值设置53％，但仍表明，由于过度房主时间表浪费的灌溉，同时保持良好的草坪质量（麦克里迪等人，2009）减少。

理想情况下，土壤湿度传感器应安装在每个灌溉根区域中。如果传感器系统仅包含一个土壤湿度探测器，则该探测器应安装在灌溉区，将最经常需要灌溉，和所有其他的灌溉区域的运行时间应减少到最小化过度浇水。在这种系统中，与传感器的灌溉区域作为整个景观是否将接收灌溉的指标。在实践中，其中只有一个传感器控制整个灌溉系统（例如，对家在佛罗里达州西南部）配置旁通短信系统已显示了65％，以减少灌溉相比，用家只计时器（Haley和杜克斯，2012）。卡德纳斯-Lailhacar和杜克斯（2012）提出了一个详细的总结和回顾短信的研究。从表2中可以看出，没有出现过大幅度的大小中试短信灌溉控制器项目到今天为止，并与ET控制器几个示范项目。

雨水传感器

另一类型的装置已被用于景观灌溉多年是雨传感器，有时也被称为雨水开关。尽管不认为是一个智能控制器，如SMS和ET的控制器，雨传感器中断计时器和电磁阀之间的信号响应于降雨。这些设备可能包括一个杯子，抓住降雨和在杯子或者使用重量或依赖于杯中水进行电信号。比较常见的，但是，是使用吸湿性磁盘中的电磁阀'电路打开一个开关，当磁盘响应润湿扩展扩展盘雨量传感器。传统打卡钟，雨水传感器的接线时启动中断阀门的普通电线。这些设备可以连接，并在事实上被作为标准装备了一些ET控制器上，以现场降雨响应。

大多数扩展盘传感器具有可调整的设定值造成开路（即灌溉中断），以不同的金额降雨。这些设备可以是有用潮湿的地区，仅灌溉降雨的补充，以满足植物对水的需求。卡德纳斯-Lailhacar和杜克斯（2008年）表明，一种类型的扩展盘雨量传感器的相对准确的在三个设定值中断灌溉。

他们计算了这项技术的投资回收期为不到一年的时间与相对廉价的饮用水成本。不过，他们指出，在许多场合传感器响应不稳定降雨，甚至高湿度的条件。在随后的长期监测雨水传感器，米克斯等人。在干燥的环境下，储蓄低于10％被发现在一项研究中（麦克里迪等，2009），并在另外15％至20％（Davis等，2009）。SMS设备通常导致两到三倍以上的储蓄比扩展盘雨水传感器（卡德纳斯-Lailhacar等，2008;。麦克里迪等，2009;。Davis等人，2009）。大部分时间，干燥允许灌溉中断的24小时内以6毫米的推荐设定值，并在48小时时的磁盘是完全干燥的润湿磁盘不管设定值的（卡德纳斯-Lailhacar及Dukes，2008）。

结论

园林灌溉调度由智能控制器自动化有望提高便利性和减少灌溉应用同时平衡高景观质量。然而，ET控制器已被发现增加灌溉应用程序时，被安装在已经赤字站点控制器（Mayer等人，2009）灌溉。德维特等。（2008）报道了几个网站增加水的使用也是如此。这种现象可以被分离到ET控制器，因为它们被设计为提供wellwatered条件，不像旁通灌溉周期超出给定的土壤水分阈旁通SMS 控制器。目前已在其中短信控制器被安装不当，在不具代表性的景观区（即极度干燥或潮湿的地方），要么没有造成节约用水或不允许灌溉情况。潜在的智能控制器的站点应进行筛选，以确保那里的潜在节约灌溉存在（例如，当过度灌溉发生）技术的正确应用。

图1显示了作者的研究小组在奥兰治县，佛罗里达州，在那里估计单户住宅灌溉相比，总景观灌溉要求一个当前项目的客户筛选的例子。

灌溉系统的设计必须充分和功能的任何适当的智能技术被使用之前。

特别是，明显的问题，例如洒水目标调整和泄漏，都应该安装一个智能控制器之前修复。显著灌溉节约已被记录在干燥地区的正确使用智能技术，尤其是在潮湿地区，灌溉补充降水。

图1预计灌溉（毫米/月）

参考文献

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

智能灌溉控制系统系统特点

我国的智能灌溉控制系统是经由国家农业信息化工程技术研究中心自主研发的集自动控制技术，传感器技术、通讯技术、计算机技术等于一体的灌溉管理系统。随着越来越多的的城区开始应用智能灌溉控制系统，人们对智能灌溉控制系统也开始逐渐重视，下面我们一起来看看智能灌溉控制系统的特点。 其中机井灌溉控制系统是通过IC卡机井灌溉控制箱对农田机井进行取水管理，以IC卡刷卡取水的方式取代了传统的专人管理方式；实现了农业用水计量、水资源信息的自动化采集和测控。针对机井分布情况、灌溉区域的不同，提出不同方式的组网方案。 我国自主研发的智能灌溉系统有着系统可靠性高，操作相对简便；软硬件应用中文作为界面，易于学习和掌握，操作过程对国人来说更加容易；适合各种灌溉方式如滴灌、喷灌、微灌，地面灌等；具有多种的控制连接方式：该系统具有满足不同条件下（地形，布局，规模等）的控制连接模式，各控制设备之间可采用无线或有线方式连接；该系统的扩容性，灵活性较强，可进行分区域、多路的集中或分散智能控制，即适用于小面积，简单的灌溉控制，也适用于大面积，复杂的灌溉网络的控制；系统具有完成数据分析，控制等功能，控制系统还能够处理传感器数据信息，利用传感器或条件输入设备作为灌溉运行的控制条件，实现智能化灌溉；系统可可根据需要实现中控室、手机短信、现场遥控及现场手动控制功能；可控制灌溉系统以外的其它设备，如：道路

或公共场所灯光，大门、喷泉、水泵等；成本低(仅有进口产品的一半价格)，后期维护，保养简便等特点。 以上是对智能灌溉控制系统特点的介绍，下面介绍一家生产智能灌溉控制系统的公司。南京淋达智能技术有限公司（LD future），是中国科技团队联合美国洛杉矶加州大学（UCLA）清洁能源研究中心共同推进技术创新，并与国内风险投资机构共同投资成立的物联网高科技企业。公司专注于通过物联网与移动互联网的技术创新实现全球水资源、能源的高效利用，致力于推动智慧城市中的智慧园区灌溉、智慧小区灌溉物联网智能技术产业化。

园林灌溉智能控制器

园林灌溉智能控制器 M. D. Dukes 摘要 在过去的十年里，许多制造商和已节水传播者试图减少过度灌溉, 已经开发了的智能灌溉控制器。相关法律已经在加利福尼亚州和得克萨斯州被引入，并在佛罗里达州强制或激励使用这些控制器通过。由于智能控制器的有利的结果，它们的使用正在增加，如已用于新的住宅和轻型商用灌溉系统的安装和改造。然而，许多使用正式实验设计和统计分析对照研究研究表明大量节省40 ％的任何地方的水70％以上使用这些设备时，实际节省较大的中试规模的项目表明，可节省通常小于10 ％。原因显而易见，潜在的节约和实现节约试点项目都与缺乏之间的分歧：高灌用户目标（无论是相对或绝对规模），教育承包商和最终用户，并及时跟进评估节约用水。此外，许多科研智能控制器已在潮湿的地区，较高的节能潜力可能是由于只需要补充降雨灌溉进行。未来试点项目应包括全面的教育组成部分，旨在灌溉站点潜在的灌溉节约基于气候变量（即高灌用户）估计园林灌溉需求。 关键词： ET、蒸散量、灌溉协会、灌溉控制器、智能水应用技术、短信、土壤湿度传感器

智能灌溉控制器由农田水利会定义为控制器，“估计或可用植物土壤水分测量损耗，以经营一个灌溉系统，如同时尽量减少多余的水分利用需要补充水。经过适当编程的智能控制器需要进行初始设置，并将使灌溉制度的调整，包括运行时间和所需的周期，在整个灌溉的季节无需人工干预“（灌溉协会，2007）。因此，智能控制器测量灌溉系统变量和调节灌溉控制，以保持充足的水分条件。通常有两种类型的智能控制器：气候学基础的控制器，也称为蒸散量（ET）的控制器，土壤水分传感器（SMS）的控制器。雨水传感器（RS）或雨交换机是另一种类型的控制机制，是在控制技术，应对气候条件的灌溉园林，但不是技术上控制器的背景下讨论。 基于土壤水分灌溉控制的概念并不新鲜，在20世纪80年代在农业中已经使用（如，穆尼奥斯- Carpena等，2005;。Smajstrla和Locascio，1996），以及在草坪灌溉（Snyder等人，1984）。这些早期的努力通常用于切换负压计，这是比较简单的，但需要日常维护进行适当的性能（穆尼奥斯- Carpena等，2005）。已经有一些尝试，商业目的下，园林灌溉用电阻土壤水分控制为基础的（如石膏块），但这些产品都没有成功，从来没有得到推广。因此，基于负压计自动控制仍然主要是一个研究课题，并没有被广泛使用的商业同样，基于ET估计自动化已经有超过二十年，中央控制系统，用于商业和高尔夫灌溉，常常与集成现场气象站联合构成系统。然而，这些系统仍然相对昂贵，不适合轻型商用或住宅景观灌溉。1996年，一项由美国自来水厂协会研究基金会（AWWARF，现在水研究基金会，WRF）成立了称为住宅最终用途水（REUWS）的研究（Mayer等人，1999）。在这项研究中，在美国各地的12个城市中超过1000个家庭选择在两个星期期间进行了密切监测（即，分分钟记录）饮用水使用模式来表示夏季和冬季用水量（即捕捉到高和低需求，其中高需求包括室外使用）。本研究的目的是评估室内饮用水使用的各种类别，以明白的可能是最好的应用节约用水工作的地方。随着研究的副产品，户外使用也被确定。总使用的最大组成部分是户外使用，占总量的58％，其中大部分是园林灌溉。在家庭，厕所和洗衣机是最大的用途，用水量分别为11％及9％。此外，尽管区域和气候变化，在家庭中，人均用水量是相对恒定的（?261L人次，1个D-1）。高峰饮用水需求受灌溉使用驱动。地面灌溉系统用水量增加了35％，而自动灌溉定时器，增加消费47％。毫不奇怪，灌溉利用深受气候和水的价格影响。本研究与定量园林灌溉相关的峰值需求与总体积的大小。

智能农业灌溉系统方案设计

智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；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。要实现此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。 智能农业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。 智能农业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，智能农业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农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景

灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业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，它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。我们的智能农业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。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构

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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。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

花园农田智能自动灌溉系统

摘要：本花园农田智能自动灌溉系统以STC90C58RD+为核心控制单元，采用抗干扰能力强，精度较高的数字温湿度传感器 DHT11测量温湿度数据控制灌溉。并且通过多孔管实现由土壤 湿度检测到空气湿度检测的转换，并且能较准确的实现湿度的测 量。系统通过1602液晶把温度、湿度等实时信息反馈给使用者。 使用者也可通过键盘实现手动给水。 关键词：智能灌溉温湿度传感器 Abstract:The Intelligentautomatic irrigation system of the garden and farmlandis based on STC90C58RD+micro control unit. Byusingthe anti-interference ability, high accuracy digital temperature humility sensor DHT11,thisirrigation system can get the data of temperature and humility, and control the irrigation.By using the porous pipe, the system can convert the measurement of soil humility to the measurement of the air humility. Users can get the information of temperature,humidity through 1602 screen. Users can also control the irrigation through keyboard manually. Keywords:Intelligent irrigation temperature humility sensor

智能农业灌溉系统

智能农业灌溉系统方案设计 智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；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。 智能农业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。 智能农业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，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16雅V 30% 背景 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。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。

系统结构 本设计采用了可以无限扩展的开放式设计思路，并采用先进的集木式构建。整个系统由多组集群控制单元组成，每组集群控制单元管理一片区域，每一个片区由多台控制器、电磁阀、传感器组成。因此本系统可以根据用户的需求，方便快速地组建智能农业灌溉系统。用户只需增加各级控制设备的数量即可实现整个系统的无限扩容。本系统可适用于小到某块棉田的自动灌溉，大到整个兵团所有作物地块，包括绿地的自动灌溉。并且系统容量越大，平均投资成本愈低，生产效率也越高。 本系统遵循了以下设计原则： 1、系统模块化、层次化设计，以提高效率，增加可维护性，便于扩展； 2、灵活的硬件配置，用户可以任意升级、更换被控硬件设备，而不需要更换软件； 3、人机界面友好，实现灌溉过程的无人值守，减少人员的工作强度，提高灌溉效 率； 4、抗电磁干扰的能力强，保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能可靠地运行； 5、故障自动检测功能，提高系统的健壮性，各种设备的布局要求美观。 通信方式 系统上行数据与下行数据均采用了基于广域网的先进的无线传输方式进行传输。上行数据包括：空气温度、湿度；土壤温度、显度；电磁阀及各控制器的工作状态等信息。下

园林喷灌系统原理

园林草坪喷灌系统设计原理 作物需水量指园林草坪植物的株间蒸发和植株蒸腾之和。株间蒸发是指通过土壤和土壤表面的水分蒸发；植株蒸腾是指作物从土壤中吸收的水分。两者之和称为腾发量。 影响需水量的因素有气象条件（温度、湿度、辐射及风速等）、土壤性质及其含水状况、植物种类及生育阶段等。由于上述这些影响因素错综复杂，确定灌溉需水量最可靠的办法是进行实际观测。但往往在规划设计阶段缺乏实测资料，这时就需要根据影响需水量的因素进行估算。估算灌溉需水量的方法很多，可通过公式进行计算，或参照表4－1的经验数据选取： 灌溉系统的设计，应满足草坪需水高峰期的日需水量，即按最不利的条件设计，选取特定气象条件下的最高日需水量，以使系统有足够的供水能力。 我们将在后面的设计过程中讨论喷灌强度。选择适合灌溉需水量的喷头是设计者应考虑的关键因素。 表中，“冷”指仲夏最高气温低于21摄氏度；“暖” 指仲夏最高气温在21至32摄氏度之间；“热” 指仲夏最高气温高于32摄氏度；“湿”指仲夏平均相对湿度大于50%；“干” 指仲夏平均相对湿度低于50%。

市绿地的喷灌设计简介 摘要：从园林角度出发，介绍城市绿地喷灌系统的组成，喷头种类和应用范围。根据绿地灌水量，灌水周期，喷头布置形式以及喷灌管道水力计算进行的设计步骤，并由此确定绿地的喷灌制度。从而达到节水灌溉目的并能形成良好的景观效果。 关键词：喷灌灌水量喷灌制度允许首尾喷头压力差 随着我国城市建设的飞速发展，人民生活水平的提高，城市绿地也更多的出现在我们的生活中。城市绿地可以有效的净化空气、吸滞粉尘、调节和改善小气候和美化环境的作用。相对来说，城市绿地具有乔灌结合、功能健全、种群稳定的特点。因此，合理的绿地喷灌设计是成功的城市景观的重要因素。 1 喷灌系统的定义 喷灌是将灌溉水通过由喷灌设备组成的喷灌系统或喷灌机组，形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀的喷洒到土壤表面，为植物正常生长提供必要水分的一种先进灌水方法。与传统的地面灌水方法相比，喷灌具有节水、节能、省工和灌水质量高等优点。喷灌的总体设计应根据地形、土壤、气象、水文、植物配置条件，通过技术经济比较确定。 2 喷灌系统的组成 2.1 水源：一般多用城市供水系统作为喷灌水源，另外，井泉、湖泊、水库、河流也可作为水源。在绿地的整个生长季节，水源应有可靠的供水保证。同时，水源水质应满足灌溉水质标准的要求。 2.2 首部枢纽：其作用是从水源取水，并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、加药器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表，以及控制设备，如自动灌溉控制器、

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

园林绿化自动喷灌系统

园林绿化自动喷灌系统 近年来随着人民物质生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高，地产园林化建设稳步发展，园林绿地的面积逐步扩大，其灌溉管理问题也日益突出。园林自动化微喷灌技术以其独特的优越性必将成为园林灌溉的发展方向。 园林绿化自动喷灌的特点 （1）地产园林具有休闲、观赏、美化的特点。灌溉系统要与现有景观相互协调、配合，既要满足草坪、小灌木、树木生长的需要，又要具有观赏性，要具有较好的景观效果。（2）园林绿地通常根据园林设计的特点呈现不规则形状，并为了美化伴有不同的结构层，与高低乔木、高低灌木及草坪，以及增加的小品和景观石。因此给喷灌设计和施工带来一定的难度，其喷灌设计要综合考虑硬景设计和软景设计。（3）地产园林绿化大部分施工期较短，对于刚种植的绿化苗木的养护用传统的养护方式很难满足要求，反而害之，如浇水过多导致植物根部不能有效的呼吸。喷灌技术是较为理想的灌水方式，而且其雾化效果好、水滴小。特别是夏季对刚种植不久的小灌木和草坪有良好的效果。（4）节约用水，传统人工浇灌用水量大，并不一定有效果。而喷灌喷出来水细小或雾化对植物叶面吸收有很好的效果。 园林设计与园林建造都影响着园林绿化的景观，喷灌系统喷头的选型与布置关系着园林养护与管理。 1、喷头的选型选择喷头时，除需考虑其本身的性能，如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外，还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。另外，同一工程或一个工程的同一轮灌组中，最好选用一种型号或性能相似的喷头，以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。在已建项目中，有的为片面追求水景效果，安装了各种性能截然不同的喷头，致使灌溉均匀度无法保证。选择喷头时需特别注意的是，灌溉系统不是喷泉，其目的是为了弥补植物需水时空上的不足，而不是创作人工水景。因此，只能在首先满足需水的前提下，尽量照顾到景观效果。此类喷头品种繁多，按射程分，有0.6～5.8米的小射程喷头，4.3～9.1米的中小射程喷头，8.5～15.9米的中等射程喷头，20米以上的大射程喷头；按喷洒类型分，有散射喷头，射线喷头，旋转喷头，射线旋转喷头；按使用场合分，有园林喷头，高尔夫喷头等等。这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面，而灌水停止时又缩入地面，不会影响园林景观上的机械作业。 1.1、小射程喷头一般为非旋转散射式喷头，这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴，喷灌强度较大。不但适用于小块灌溉，也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”，即无论全圆喷洒，还是半圆或90度及其他角度，其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。 1.2、中小射程喷头多为旋转喷头，射程为4.3～11.3米，弹出高度有100mm、15 0mm、300mm。这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉喷灌。特别的如MP系列地埋射线旋转喷头，射程3～9米，以其独特的喷洒方式，和由此来的不可比拟的节水特性，

智能灌溉系统

摘要 灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。就此，文章设计了以单片机控制为中心的模拟智能灌溉系统。该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并根据作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水。 单片机控制部分采用的是型号STC89C52的单片机，主要有显示单元、ADC 采集单元、RTC 单元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成。单片机可将电位器输出的模拟电压信号通过AD 转换成数字信号，通过 DS1302 芯片提供时间信息；通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，再通过 LED 完成系统工作状态指示功能。实现了土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿度阈值设定及存储等基本功能。 关键词：智能灌溉，单片机

目录 第一章绪论 (1) 1.1 前言 (1) 1.2国内外现状 (1) 1.3智能灌溉系统的简介 (2) 1.4本次设计中担任的工作 (2) 第二章系统硬件电路的设计 (3) 2.1本设计任务和主要内容 (3) 2.2模拟智能灌溉系统框图 (3) 2.3 STC89C52单片机简介 (3) 2.4实时时钟模块 (5) 2.4.1 DS1302 基本功能 (5) 2.5按键模块 (6) 2.6模数转换模块 (6) 2.6.1PCF8591基本功能 (7) 2.7继电器的驱动模块 (8) 2.8数码显示模块 (9) 2.8.1数码管的简介 (9) 2.8.2锁存器M74HC573 (10) 2.8.3译码器74HC138 (10) 2.9存储模块 (11) 第三章原理图的设计 (12) 3.1Protel DXP的简介 (12) 3.2智能灌溉系统原理图的设计 (12) 3.2.1启动Protel DXP 2004 (12) 3.2.2电路原理图文件的新建和保存 (12) 3.2.3元件的查找和放置 (13) 3.3智能灌溉系统印制电路板（PCB）的设计 (16) 3.3.1新建印制电路板文件 (16) 3.3.2规划印制电路板 (16) 3.3.3将电路原理图文件传输到PCB中 (16) 第四章系统软件的设计 (21) 4.1流程图 (21) 总结 (23)

园林绿化喷灌系统方案施工安装技术基础知识总结

园林绿化喷灌系统方案施工安装技术基础知识总结 1、园林绿化喷灌系统管道安装技术 管道安装是园林绿化喷灌系统方案施工工程中的主要施工项目。受运输条件限制，管材的供货长度一般为4或6米，现场安装工作量较大。管道安装用工一般占总用工量的一半以上。所以，了解绿地喷灌系统管道安装的基本要求，掌握管道安装的施工方法，对于保证工程质量，按期完成施工任务非常必要。 一、基本要求管道敷设应在槽床标高和管道基础质量检查合格后进行。管道的最大承受压力必须满足设计要求，不得采用无测压试验报告的产品。敷设管道前要对管材、管件、密封圈等重新进行一次外观检查，有质量问题的均不得采用。在昼夜温差变化较大的地区，刚性接口管道施工时，应采取防止因温差产生的应力而破坏管道及接口的措施。胶合承插接口不宜在低于5℃的气温下施工，密封圈接口不宜在低于－10℃的气温下施工。 管材应平稳下沟，不得与沟壁或槽床激烈碰撞。一般情况下，将单根管道放入沟槽内粘接。当管径小于32毫米时，也可将2或3根管材在沟槽上接好，再平稳地放入沟槽内。在安装法兰接口的阀门和管件时，应采取防止造成外加拉应力的措施。口径大于100毫米的阀门下应设支墩。管道在敷设过程中可以适当弯曲，但曲率半径不得小于管径的300倍。在管道穿墙处，应设预留孔或安装套管，在套管范围内管道不得有接口，管道与套管之间应用油麻堵塞。管道穿越铁路、公路时，应设钢筋混凝土板或钢套管，套管的内径应根据喷灌管道的管径和套管长度确定，便于施工和维修。管道安装施工中断时，应采取管口封堵措施，防止杂物进入。施工结束后，敷设管道时所用的垫块应及时拆除。管道系统中设置的阀门井的井壁应勾缝，管道穿墙处应进行砖混封堵，防止地表水夹带泥土泄入。阀门井底用砾石回填，满足阀门井的泄水要求。 二、管道连接对于不同材质的管道，其连接方法也不相同。由于硬聚氯乙烯（PVC）管在绿地喷灌系统中被普遍采用。硬聚氯乙烯管道的连接方式有冷接法和热接法。虽然这两种方法都能满足喷灌系统管网设计要求和使用要求，但由于冷接法无需加热设备，便于现场操作，故广泛用于绿地喷灌工程。根据密封原理和操作方法的不同，冷接法又分为胶合承插法、密封圈承插法和法兰连接法，不同连接方法的适用条件及选用的连接管件亦不相同。因此，在选择连接方法时，

智能农业之水肥一体化智能灌溉系统

智能农业灌溉系统组成要素及功能特点 一、智能农业水肥一体化应用技术： 智能农业灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。 用户通过操作触摸屏进行管控，控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数，实现对灌溉、施肥的定时、定量控制，节水节肥、省力省时、提高产量，专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。 托普云农智能农业水肥一体化技术以自动化精确灌溉、施肥，节省用工和提高效益为核心，在现代农业生产中应用显示出明显的优势。本文就该技术作相关阐述。

二、智能农业水肥一体化系统组成以及适用范围： 托普云农智能农业水肥一体化微滴灌系统主要是由阀门、水表、水泵、自动反冲洗过滤系统、智肥化施肥机、pH/EC控制器、施肥罐、安全阀、电磁阀、田间管道系统等组成。该系统适合在已建成设施农业基地或符合建设微灌设施要求的地方应用，要有固定水源且水质良好，如水库、蓄水池、地下水、河渠水等。比较适合用于经济价值较高的蔬菜和果树等作物上。 三、智能农业水肥一体化微灌、施肥制度制定： 1、微灌制度拟定 智能农业水肥一体化灌溉系统根据作物全生育期需水量与降水量的差值确定灌溉定额、灌水次数、灌水间隔时间、每次灌水延续时间和灌水定额等。还需考虑土壤墒情、温度、设施条件和农业技术措施等。大棚膜下滴灌用水量会比畦灌减少30％~40％，比大水漫灌减少50％以上。 2、施肥制度拟定 智能农业水肥一体化灌溉系统根据作物全生育期需肥总量与土壤中养分含量的差值来确定实际施肥量、每次施肥量、施肥次数、施肥时期和肥料品种，同时作物的需肥特性、肥料利用率、目标产量、施肥方式也是决定施肥制度拟定的因素。微灌施肥通常可比习惯施肥减少30％～50％的肥料用量。 3、微灌和施肥制度拟合 按照作物拟定的微灌制度将肥料同微灌的灌水时间和次数进行合理分配，主要原则就是肥随水走、分阶段拟合。注入肥液浓度一般为0.1％。操作上还要注意，要先走水15min左右，再注入配好的肥料溶液，微灌施肥结束后需用不含肥的水清洗清灌管道15～30min，防止堵塞出水口。此步聚智能农业水肥一体化滴灌系统系统可以自动进行，无需人工控制。 4、肥料选择 智能微灌系统的滴灌管出水口很小，非常容易被各种微小的杂质堵塞，影响到微灌施肥的效果。为此肥料的选择注意以下几个方面：首先必须是全溶性的肥料，溶于水后无沉淀；二是肥料的相溶性要好，搭配使用不会相互作用生成沉淀物；三是施磷肥时尽量通过基肥施入土壤；四是用微量元素时，应选用螯合态微肥，否则与大量元素肥混合使用时易产生沉淀物。在市场上常用的溶解性好的普通肥料有尿素、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、硝酸钾、磷酸、磷酸二青钾、磷酸一铵(工业级)、氯化钾等，或选用微灌专用固体肥料。

【园林器械】 园林绿化自动喷灌系统

近年来随着人民物质生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高，地产园林化建设稳步发展，园林绿地的面积逐步扩大，其灌溉管理问题也日益突出。园林自动化微喷灌技术以其独特的优越性必将成为园林灌溉的发展方向。 园林绿化自动喷灌的特点 （1）地产园林具有休闲、观赏、美化的特点。灌溉系统要与现有景观相互协调、配合，既要满足草坪、小灌木、树木生长的需要，又要具有观赏性，要具有较好的景观效果。（2）园林绿地通常根据园林设计的特点呈现不规则形状，并为了美化伴有不同的结构层，与高低乔木、高低灌木及草坪，以及增加的小品和景观石。因此给喷灌设计和施工带来一定的难度，其喷灌设计要综合考虑硬景设计和软景设计。（3）地产园林绿化大部分施工期较短，对于刚种植的绿化苗木的养护用传统的养护方式很难满足要求，反而害之，如浇水过多导致植物根部不能有效的呼吸。喷灌技术是较为理想的灌水方式，而且其雾化效果好、水滴小。特别是夏季对刚种植不久的小灌木和草坪有良好的效果。（4）节约用水，传统人工浇灌用水量大，并不一定有效果。而喷灌喷出来水细小或雾化对植物叶面吸收有很好的效果。 园林设计与园林建造都影响着园林绿化的景观，喷灌系统喷头的选型与布置关系着园林养护与管理。 1、喷头的选型选择喷头时，除需考虑其本身的性能，如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外，还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。另外，同一工程或一个工程的同一轮灌组中，最好选用一种型号或性能相似的喷头，以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。在已建项目中，有的为片面追求水景效果，安装了各种性能截然不同的喷头，致使灌溉均匀度无法保证。选择喷头时需特别注意的是，灌溉系统不是喷泉，其目的是为了弥补植物需水时空上的不足，而不是创作人工水景。因此，只能在首先满足需水的前提下，尽量照顾到景观效果。此类喷头品种繁多，按射程分，有0.6～5.8米的小射程喷头，4.3～9.1米的中小射程喷头，8.5～15.9米的中等射程喷头，20米以上的大射程喷头；按喷洒类型分，有散射喷头，射线喷头，旋转喷头，射线旋转喷头；按使用场合分，有园林喷头，高尔夫喷头等等。这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面，而灌水停止时又缩入地面，不会影响园林景观上的机械作业。 1.1、小射程喷头一般为非旋转散射式喷头，这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和300mm，可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴，喷灌强度较大。不但适用于小块灌溉，也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”，即无论全圆喷洒，还是半圆或90度及其他角度，其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。 1.2、中小射程喷头多为旋转喷头，射程为4.3～11.3米，弹出高度有100mm、150mm、300mm。这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉喷灌。特别的如MP系列地埋射线旋转喷头，射程3～9米，以其独特的喷洒方式，和由此来的不可比拟的节水特性，尤其适合坡地和新植喷洒。 1.3、中等射程喷头多为旋

智能控制农业自动化灌溉系统解决方案

基于智能控制的农业自动化灌溉系统解决方案前言 我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁的国家。虽然水资源的总量居世界第6 位，但是按人均水资源量计算，人均占有量只有 2500 立方米，约为世界人均水量的 1/4，在世界排 110 位，已被联合国列为 13 个贫水国家之一。另一方面，我国水资源的分布很不平衡。北方有些地区水资源的占有量仅为 900 立方米，低于国际公认的 1000 立方米的水资源下限。有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。我国农业用水量约占总用水量的 80% 左右，由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，就全国范围而言，水的利用率仅为 45 % ，而水资源利用率高的国家已达 70% 一 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。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，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。灌溉系统自动化的水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。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和农作物的生长，实现水管理的自动化。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、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。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。 1、自动化控制灌溉系统的工作原理 托普物联网指出所谓的自动化控制灌溉即利用田间布设的相关设备采集或监测土壤信息、田间信息和作物生长信息，并将监测数据传到首部控制中心，在相应系统软件分析决策下，对终端发出相应灌溉管理指令。 托普物联网研制的农业灌溉自动化控制系统的工作原理为:通过土壤、气象、作物等类传感器及监测设备将土壤、作物、气象状况等监测数据通过墒情信息采集站，传到计算机中央控制系统，中央控制系统中的各类软件将汇集的数值进行

智能化绿化灌溉系统解决方案报告书~7

智能绿化灌溉系统解 决 方 案 北京市振隆科技股份有限公司．2015年7月 智能绿化灌溉系统 1 项目背景

我国耕地资源占世界总量的9%，水资源仅占世界总量的6%。人均 只有2100立方米，仅为世界平均水平的28%。我国水资源短缺和水资源浪费十分严重。因此，从灌溉方面节水，是我国亟待解决的问题。目前的公共园林绿化带灌溉，多采用比较传统的人工开启阀门的灌溉方式，灌溉时间完全人为作用，不科学，费人工，对水资源造成极大浪费。 2 智能化灌溉系统简介 所谓智能就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；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。也可通过对温度的监测、或时间的设置，自动控制灌溉系统，实施科学合理的灌溉。 智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、无线通信技术等多种高新技术。因此，基于智能传感器技术的智能灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。 3 主要技术 3.1 温度 温度传感器采集数据，经控制部分处理，和设置温度相比较，高于或低于设置温度，打开或关闭阀门。 3.2 湿度 湿度传感器采集数据，经控制部分处理，和设置湿度值相比较，低于或高于设置湿度值，打开或关闭阀门。 3.3 时间

时间模块每天可存储多次阀门的启闭时间，并可按星期或天作为设置单位，当时间模块上显示的当前时间和用户设置的打开或关闭的时间一致时， 执行相应的打开或关闭阀门。 3.4 短信模块 加装短信模块，可实现远端控制阀门，并可实时显示阀门所处环境的状态，配合大数据技术，可实现本区域内养殖或种植环境的准确参数。 3.4.1 单工模式 手机或电脑终端只能下发指令，控制阀门的启闭，不能得到阀门所处环境的实时数据。 3.4.2 双工模式 手机或电脑终端可以下发指令，控制阀门的启闭，并可以得到阀门所处环境的实时数据。 4 系统组成 系统由水源、加压设备、管道系统及喷头组成。 经过多年的技术研发，我公司实现了灌溉系统“主动式灌溉”的工作模式。常用控制阀门均在高压220V作用下进行阀门的人工启闭，才可进行灌溉作业，。本系统在3V/5V/12V的低电压下，即可进行正常工作，可以根据环境温度、土壤湿度、空气湿度/时间等四种方式进行数据采集，通过对数据的对比分析，阀门在接收信号后，进行阀门