盆景灌溉節(jié)水噴淋系統(tǒng)自動(dòng)化裝置研究

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院 陳安柱 徐文海

本文主要研究家居智能化自動(dòng)噴淋盆景設(shè)備，其含有埋設(shè)在土壤中的濕度傳感器、溫度傳感器，兩種傳感器單元的信號(hào)分別傳輸?shù)娇刂破鲉卧?jīng)控制器處理后信號(hào)輸出到噴淋單元，同時(shí)控制器信號(hào)輸出到顯示屏上。本論文研究家居智能化盆景自動(dòng)噴淋設(shè)備，可以作為研究微灌技術(shù)的試驗(yàn)樣本，并解決家庭居家花草種植灌溉自動(dòng)化問題。

盆景；節(jié)水；噴淋

盆景灌溉節(jié)水噴淋系統(tǒng)自動(dòng)化裝置研究

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院 陳安柱 徐文海

1 引言

國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在種植大棚的灌溉系統(tǒng)、樓宇消防煙霧警報(bào)噴淋系統(tǒng)上，很少有涉及本論文中的這種灌溉系統(tǒng)。西北農(nóng)林大學(xué)韓文霆博士提出“變量噴灑可控域精確灌溉噴頭及噴灌技術(shù)研究”，主要研究了如何精確化噴淋灌溉。史少培、謝崇寶等學(xué)者對(duì)《噴灌技術(shù)發(fā)展歷程及設(shè)備存在問題的探討》詳細(xì)介紹了噴淋系統(tǒng)及設(shè)備的發(fā)展與問題。但是這些研究都沒促使噴淋設(shè)備更加簡(jiǎn)潔、方便、智能地進(jìn)入每一個(gè)家庭，并成為家居美化的必需品。

微灌領(lǐng)域，以色列和美國(guó)研究較為領(lǐng)先。提出新的灌溉理念：把肥料混合水均勻散入作物根系的土壤中，使土壤中肥料水、氣、熱等合理分布，從而使作物高產(chǎn)。尤其是以色列，由于水資源極度缺乏，通過發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)和節(jié)水灌溉工程技術(shù)，建立起了高度發(fā)達(dá)的外向型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。世界著名的耐特費(fèi)姆（Netfim）灌溉設(shè)備和滴灌系統(tǒng)公司生產(chǎn)的微灌系統(tǒng)基本由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制運(yùn)行，可以隨著作物的生長(zhǎng)狀況及水、肥狀況進(jìn)行精確灌水和施肥，節(jié)約大量人力，且管理及時(shí)，產(chǎn)量和品質(zhì)都得到較大幅度提高。除了大力推廣微灌與噴灌技術(shù)外，發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的另一個(gè)重要途徑是灌溉管理的自動(dòng)化。

2 具體研究?jī)?nèi)容

本文為解決現(xiàn)有應(yīng)用技術(shù)的不足，研究了一種智能化盆景自動(dòng)噴淋設(shè)備，可以用于研究微灌技術(shù)的先行試驗(yàn)體，可以作為研究微灌技術(shù)的試驗(yàn)樣本，并解決家庭居家花草種植灌溉自動(dòng)化問題。

家居智能化盆景自動(dòng)噴淋設(shè)備由蓄電池、控制器、噴淋單元、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、顯示屏和太陽(yáng)能電池板構(gòu)成，其中蓄電池電源和太陽(yáng)能電池板分別連接控制器、噴淋、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和顯示屏，土壤濕度傳感器單元和土壤溫度傳感器均埋設(shè)在土壤內(nèi)，土壤濕度傳感器和土壤溫度傳感器的信號(hào)分別輸出到控制器，經(jīng)控制器處理后的信號(hào)輸出到顯示屏單元。

項(xiàng)目要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：

噴淋裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，家居智能化盆景自動(dòng)噴淋裝置，包括蓄電池電源、控制器單元、噴淋單元、土壤濕度傳感器單元、土壤溫度傳感器單元、顯示屏單元和太陽(yáng)能電池板單元。各單元器件均由太陽(yáng)能電池供電，數(shù)據(jù)經(jīng)控制器單元處理后分別傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)和顯示監(jiān)控設(shè)備。

圖1 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

特色和創(chuàng)新之處：

（1）本項(xiàng)目充分利用太陽(yáng)能電池板，在陽(yáng)光充裕的天氣，充分利用綠色能源給花草噴淋系統(tǒng)設(shè)備電子元器件供電。

（2）本項(xiàng)目通過調(diào)節(jié)噴淋支架組件與噴淋頭的連接，從而使噴灌系統(tǒng)的噴水區(qū)域可以自由調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了灌溉的均勻性以及覆蓋性。

（3）噴淋系統(tǒng)的水箱內(nèi)部裝有農(nóng)藥、化肥以及水，經(jīng)混合后，通過噴淋，可實(shí)現(xiàn)殺蟲、施肥及灌溉的多種用途功能。

（4）本項(xiàng)目通過綜合利用時(shí)鐘、溫度、高度、時(shí)間和角度設(shè)置模塊來分別實(shí)現(xiàn)噴淋的時(shí)間、均勻度設(shè)定及噴淋時(shí)刻設(shè)定的功能；通過顯示屏可以實(shí)時(shí)顯示盆景的生長(zhǎng)狀態(tài)參數(shù)。

3 小結(jié)

盆景自動(dòng)噴灌系統(tǒng)的研發(fā)在整體上充分體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念，使產(chǎn)品更加智能化。

[1]韓貴黎.基于PLC和物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)的智能灌溉節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2017(12).

[2]沈翠鳳.基于單片機(jī)和無線通訊的自動(dòng)農(nóng)田節(jié)水灌溉系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2013(11).

陳安柱，男，1984年出生，江蘇連云港人，碩士，講師，研究方向：車輛工程。

鹽城市2016年度農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)引導(dǎo)資金擬立項(xiàng)項(xiàng)目智能灌溉節(jié)水噴淋系統(tǒng)的研發(fā)（編號(hào)：YKN201608）本論文得到2017年江蘇高校“青藍(lán)工程”資助。