淺析智能灌溉節(jié)流閥設計范文
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摘要：目前，新疆的農田灌溉方式依然集中在傳統(tǒng)的灌溉方式上。根據(jù)新疆的土地資源情況以及其他自然環(huán)境情況，主要針對上述問題開展智能土地灌溉節(jié)流系統(tǒng)的研究與設計。通過單片機作為核心控制機構，利用多種傳感器，以及太陽能電池板等其他裝置的灌溉節(jié)流閥，使其能夠節(jié)約水資源，達到節(jié)約灌溉，克服惡劣環(huán)境的目的。
關鍵詞：智能灌溉；濕度傳感器；節(jié)流閥
1緒論
目前，新疆的農田灌溉方式依然集中在傳統(tǒng)的灌溉方式上。一方面，新疆的占地面積大，農田的種植面積廣；另一方面，新疆自然環(huán)境較為惡劣，水資源比較匱乏。土地沙漠化較為嚴重，植被覆蓋面積較少等等一系列情況，這樣極其不利于農作物的生長，且浪費水資源的情況同時也較為嚴重。對新疆農林經濟增長有著巨大的影響，同時也影響著農民家庭經濟。本設計根據(jù)新疆的土地資源情況以及其他自然環(huán)境情況，主要針對上述問題開展智能土地灌溉節(jié)流系統(tǒng)的研究與設計。通過單片機作為核心控制機構，利用多種傳感器，以及太陽能電池板等其他裝置的灌溉節(jié)流閥，使其能夠節(jié)約水資源，達到節(jié)約灌溉，克服惡劣環(huán)境的目的。通過這項裝置，可以改變新疆傳統(tǒng)農田的灌溉方式，大大節(jié)約自然資源，節(jié)省人力，同時也可以促進經濟增長。
2整體結構闡述與結構說明
2.1系統(tǒng)組成
本文利用51單片機作為主要控制核心，利用濕度傳感器，即根據(jù)需灌溉地中土壤濕度進行判斷，當濕度低于預設值之后，進行澆水灌溉。當濕度達到峰值后，停止灌溉。整個節(jié)流閥供電系統(tǒng)，我們采用太陽能蓄電池供電的方法，既利用了自然資源，又節(jié)約了電力，這樣可以體現(xiàn)裝置節(jié)能環(huán)保的特點。在陽光充足時，太陽能電池板直接將太陽能轉化為電能，一部分用來直接向裝置供電；另一部分轉化為化學能儲存在裝置下蓄電池中。當夜晚時，若莊稼需要灌溉時，蓄電池開始工作，將儲存的化學能轉化為電能釋放出來，供裝置整體工作。有些地區(qū)天氣狀況惡劣，難免會出現(xiàn)一些風沙狀況，為了保護裝置，我們在閥體的兩側安裝了一個可伸縮式的防護罩，當風沙來臨時，下部電機操作防護罩，使其關閉，從而保護裝置。
2.2功能介紹
我們所選用的濕度傳感器是TELESKY作為我們所選用的傳感核心，單片機系統(tǒng)用的是最常見的51單片機系統(tǒng)。整體是采用一個常用的灌溉水閥。將單片機系統(tǒng)安裝在閥體底部盒子中，各類傳感器安置在閥體的兩側，一邊可以及時將信號反饋給單片機系統(tǒng)。將太陽能電池板安裝在閥體頂部，以便能接收充足的太陽能，供裝置利用。在單片機下面，安裝了一個蓄電池盒子，內部裝有蓄電池，可對裝置夜晚工作進行供電。在整體裝置的最下部，安裝了一個小電機，電機可以控制防護罩的打開與關閉。
2.3操作具體流程介紹
整體裝置組裝好之后，開始進行實際應用。首先，選擇一塊需要灌溉的菜地，將我們的裝置安裝在灌溉所需要的水管上。當菜地的濕度低于預設值時，系統(tǒng)接收到指令，將閥門打開，開始灌溉。當濕度滿足峰值之后，系統(tǒng)接收到指令，結束菜地灌溉。
3試驗、拓展
3.1試驗
我們把組裝好的實物經過幾次實地考察，并進行幾次改進之后，在農田里進行了試驗。白天時，當光照充足時，若菜地不需要灌溉，太陽能電池板將采集到的太陽能轉化為化學能儲存在蓄電池中；當菜地的濕度低于預設值時，系統(tǒng)接收到指令，指示燈亮，蜂鳴報警器隨之發(fā)出聲響，裝置開始工作，將水閥打開。當濕度滿足峰值之后，系統(tǒng)接收到指令，結束菜地灌溉。反復將多種情況模擬，已達到好的效果，最終使裝置合理化、完善。
3.2拓展
本實驗裝置針對新疆農田灌溉特點設計，可在此基礎上進行更多方面的改進。可拓展到新疆棉花田地、校園植被樹林、公園景區(qū)等等，充滿植被，可灌溉的區(qū)域，也可應用到農村種植經濟作物的土地中，方便操作，節(jié)約資源，對資源保護起到非常大的作用。
4總結
本裝置依據(jù)菜地灌溉特點，在傳統(tǒng)灌溉上進行創(chuàng)新，即節(jié)約了水資源，又不對環(huán)境造成污染，裝置采用太陽能資源。整個裝置運用了新型傳感器，同時利用單片機系統(tǒng)作為核心，符合創(chuàng)新的特點。裝置經過多次試驗與預期設想基本一致。同時針對新疆的棉田植被特點進行設計，即改變了傳統(tǒng)的灌溉方式，同時也節(jié)省了大量資源，提高棉花產量。此裝置應用廣泛，可應用于許多需灌溉的地域。此裝置還可工作在惡劣環(huán)境條件下。通過這項裝置，可以改變新疆傳統(tǒng)農田的灌溉方式，大大節(jié)約自然資源，節(jié)省人力，同時也可以促進經濟增長。
參考文獻：
[1]王磊.農田水利工程高效節(jié)水灌溉發(fā)展思路探析[J].吉林農業(yè),2018(23):79.
[2]楊春曦,劉華,謝可心,等.便攜式土壤濕度檢測裝置用于精準灌溉決策系統(tǒng)[J].農業(yè)工程學報,2018,34(22):84-91.
[3]凌鍇垚.基于單片機控制的智能澆灌裝置設計[J].科技風,2018(34):9.
[4]趙建新.淺析單片機在智能滴灌系統(tǒng)設計中的應用[J].計算機產品與流通,2018(10):104.
[5]周琳博.基于單片機技術的智能水利灌溉控制裝置[J].水利科技與經濟,2018,24(07):78-80.
[6]楊洋.綠色智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計與應用研究[D].銀川：寧夏大學,2017.
作者：孫能 王鵬 袁粼 王飛宇 馬雪亭 單位：塔里木大學