自动浇灌控制系统

第一章绪论

1.1研究的背景

1..水对我们的生命起着重要的作用 ,它是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。人的生命一刻也离不开水，水是人生命需要最主要的物质。

而对人体而言的生理功能是多方面，而体内发生的一切化学反应都是在介质水中进行，没有水，养料不能被吸收；氧气不能运到所需部位；养料和激素也不能到达它的作用部位；废物不能排除，新陈代谢将停止，人将死亡。因此，水对人的生命是最重要的物质。在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。

2..在现代工业中，没有一个工业部门是不用水的。也没有一项工业不和水直接或间接发生关系。更多的工业是利用水来冷却设备或产品，例如钢铁厂等。水还常常用来作为洗涤剂，如漂洗原料或产品，清洗设备或地面，每个工厂都要利用水的各种作用来维护正常生产，几乎每一个生产环节都有水的参与。所以,水作为大自然赋予人类的宝贵财富，早就被人们关注。但是人们经常使用“水资源”一词，却是近一二十年的事。关于水资源的定义，有几十种之多，较普遍的说法是指“可以供人们经常取用、逐年可以恢复的水量”。也就是通常所指的淡水资源。这样，苦咸的的海水就不算在内，连千年难化的冰川、不易取用的一部分地下水也排除在外了。水落石出资源是人类调查了解得最清楚的资源，决不会像煤、铁、石油等资源那样有新的大发现而改变数量结构和分布。水资源的价值在于，水资源地球生命的需求、为人类服务包括水所具有的发电、航运、养殖、环境等方面的能力。

我们都知道,水在自然环境和社会环境中，都是极为重要而活跃的因素。山清水秀，鸟语花香，风调雨顺，五谷丰登，是人类追求向往的美境，也是人类劳动创造和精心爱护的硕果。水在不停地运动，在人体里，在农田，在工厂，使世界充满生机和活力，污物被水流带走，稀释了，化解了，又被大自然净化了。当我们徜徉在大自然的怀抱的时候,其实我们所面对的全部是水给我们的力量.我们那山木禾水的生活,水给了我们很大的比例.

地球有“水球”之称。“三山七水一分田”，这句俗语，比较形象地概括了地球表面的情况。据权威人士估计，地球上的储水量达3.85亿立方千米，如果把这些水平铺在地球的表面，那么地球就会变成一颗平均水深达2700多米的“水球”。

1.2自动浇灌的现状与发展趋势

1.3.1现状

目前国际上园林浇灌技术经过几十年的发展已形成系统化，世界上专业的浇灌制造企业园林浇灌系统技术及制造技术已非常成熟。这包括但不限于泵站技术、喷滴灌技术、中心控制系统硬件及软件技术、阀门技术、施肥/施药技术等等。

我国现代园林浇灌技术起步较晚，目前尚没有形成系统化、专业化的软件及硬件系统。国内许多园林浇灌技术开发及生产企业大都是在学习借鉴国外的先进技术的基础上开发自己的技术及产品。随着世界人口的增长和能源、水资源危机的加剧，园林浇灌设备正朝着更加环保、采用新材料、智能化控制、跨行业开发、低压喷洒、降低能耗、综合利用、多种用途方向稳步发展。随着塑料模具加工精度越来越高，其加工成本费用也大幅度降低，必将大大促进各种灌水器及其附件的更新换代速度。

国外园林浇灌现已关注喷滴灌系统中最令人头痛的堵塞及利用微碱水和城市处理过的废水进行浇灌等问题。在国内，从北京市水利局和北京市节水办获悉，北京市已启动替代水源工程，加快雨水和中水的开发利用，并已经列出时间表，2005 年1月起，城市园林绿化、道路冲洒、建筑降尘、水景观必须使用中水和河水。到2008 年，全市年利用中水和雨水要达到2 亿立方米。而在中水的利用方面，国外诸如美国雨鸟公司的中水浇灌产品早已在美国加利佛尼亚、佛罗里达等地区被广泛使用。

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1.3.2 发展趋势

随着现代高科技的发展，各种智能家电、数码产品走进人们的生活，网络已经成为人们现代生活中人际交往和获取知识的一个不可或缺的平台。鉴于现在高科技的发展，未来自动浇灌控制系统的发展也有望朝这些方面发展。

1、智能化

随着传感技术、计算机技术和自动控制技术的不断发展，温室计算机环境控制系统的应用将由简单的以数据采集处理和监测，逐步转向以知识处理和应用为主。因此软件系统的研制开发将不断深入完善，其中以专家系统为主的智能管理系统已取得了不少研究成果，而且应用前景非常广阔。

2、网络化

目前，网络技术己成为最有活力，发展最快的高科技领域。网络通信技术的发展促进了信息传播。设施的产业化程度的提高成为可能。

3、综合环境调控

所谓综合环境调节，就是以实现花卉的正常生长为目标，把影响花卉生长的多种环境参数(如光照、温度、湿度等)都保持在适宜花卉生长的状态，并尽可能使用最少量的环境调节装置(采光、遮光、通风、保温、加温、施用C02等)。

智能及无人操作将是未来的各种行业的发展趋势，不仅能大量节省人们的宝贵时间还能更好的控制各种成分的细微比例做到人们自己动手所不能做到的效果。

4、高移植性

稍微修改一些系统的参数及设备即可应用于别的环境下，省时省力，节省大量资金及研发成本。

在不久的将来，不仅能实现对办公室花卉的控制而且可以实现路边及所有公共场所花草树木的自动灌溉，而且可以加入远程控制，可视频控制，更大限度的节省人力物力，这将是世界浇灌系统的一个发展趋势。

1.4本论文的主要研究内容

1.4.1基础研究与设计开发

通过研究盆景花卉正常生长的各种参数，根据是否需要水和光照而自动浇灌，很好地控制花卉生长的温度及湿度。考虑干扰的消除措施，有效地避免干扰的产生，如何采用太阳能给电池充电使之环保又节省了资本，系统的器件需要采用高性能低价原件，降低开发成本低，而且能够满足大多数用户的需求。

1.4.2自动控制系统的研究与设计

1、本系统将对温室环境中土壤湿度、光照强度、温度因子的调控进行自动化控制，以期达到

最佳的控制效果。

2、系统硬件设计，完成硬件原理图。硬件将通过调研对比分析，选用高性价比元件，采用一

些成熟电路设计，达到提高系统的稳定性、可靠性与精度，降低成本，提高市场竟争力的目标。