基本信息
- 項目名稱：
- 太陽能智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本設計采用單片機為核心控制單元，通過太陽能電池板收集電能，提供給主控制器；通過濕度傳感器采集土壤的濕度信號和通過溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號，采集到的電平信號通過單片機的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機能識別的信號后送入核心控制單元，核心控制單元通過適當?shù)乃惴▽π盘栠M行處理后，實時對噴灌設備進行控制，調(diào)整噴灌時間、噴灌水量及溫度上下限報警，以達到節(jié)水節(jié)能的目的。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)就是針對國內(nèi)灌溉系統(tǒng)的現(xiàn)狀設計的，可以彌補當前許多灌溉系統(tǒng)的弊端。本系統(tǒng)采用市場運用廣與價格低廉的51單片機為核心控制單元，主電源是通過太陽能電池板收集電能，提供給系統(tǒng)的各模塊工作，以達到使用環(huán)保能源和節(jié)約能源的目的；溫度采集模塊采用單數(shù)據(jù)線的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，測溫范圍達到了 －55℃～＋125℃，固有測溫分辨率0.5℃；我們通過放大比較器LM324自制濕度傳感器電路能快速反映土壤的濕度變化，通過設定一個參考電壓，實現(xiàn)土壤過濕時自動關閉噴水頭，我們用了三個濕度傳感器，CPU控制輪流檢測三個濕度傳感器，采集噴頭周圍不同地方的濕度，只要檢測到一個過于干旱且滿足溫差條件就噴水，確保噴頭的三個方位濕度都達到要求才不噴灌；核心控制單元通過收集各個傳感器送過來的信號后，經(jīng)過適當?shù)乃惴▽π盘栠M行處理后，實時對噴灌設備進行控制，調(diào)整噴灌時間和噴灌水量，以達到節(jié)約成本，節(jié)水節(jié)能的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- （一）作品設計、發(fā)明的目的 目前國內(nèi)的灌溉系統(tǒng)大部分都是人工為主，使用起來費時費力，而且節(jié)水性能比較差；部分系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了自動灌溉，但是在供電方面仍有許多缺陷。本設計能彌補當前許多系統(tǒng)的弊端，在溫棚，園林，人工草地等處實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水智能灌溉。 （二）基本思路 本設計采用51單片機為核心控制單元，通過太陽能電池板收集電能，提供給主控制器；通過濕度傳感器采集土壤的濕度信號和通過溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號，采集到的電平信號通過單片機的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機能識別的信號后送入核心控制單元，核心控制單元通過適當?shù)乃惴▽π盘栠M行處理后，實時對噴灌設備進行控制，調(diào)整噴灌時間、噴灌水量及溫度上下限報警，以達到節(jié)水節(jié)能的目的。 （三）創(chuàng)新點 節(jié)能與智能化結(jié)合，應用與實際情況相結(jié)合，實現(xiàn)人工草地、園林等地的智能化節(jié)能化噴灌。 （四）技術關鍵 1.51 MCU的程序設計和應用編程。 2. 太陽能的穩(wěn)定收集與智能儲存。 3.對濕度信號和溫度信號的實時采集。 4、系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運行。 5）技術指標： （1）要測量噴頭周圍的濕度，保證全方位都濕的時候才不噴水 （2）濕度的測量范圍RH: 0%~65% （3）溫度的測量范圍:0℃~40℃ （4）電源供電電流達到: 470mA （5）實時顯示干濕
科學性、先進性
- 目前國內(nèi)的灌溉系統(tǒng)大部分都是人工為主，使用起來費時費力，而且節(jié)水性能比較差；部分系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了自動灌溉，但是在供電方面仍有許多缺陷。本設計能彌補當前許多系統(tǒng)的弊端，在溫棚，園林，人工草地等處實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水智能灌溉。 本設計采用51單片機為核心控制單元，通過太陽能電池板收集電能，提供給主控制器；通過濕度傳感器采集土壤的濕度信號和通過溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號，采集到的電平信號通過單片機的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機能識別的信號后送入核心控制單元，核心控制單元通過適當?shù)乃惴▽π盘栠M行處理后，實時對噴灌設備進行控制，調(diào)整噴灌時間、噴灌水量及溫度上下限報警，以達到節(jié)水節(jié)能的目的。 本文的創(chuàng)新點在于節(jié)能與智能化結(jié)合，應用與實際情況相結(jié)合，實現(xiàn)人工草地、園林等地的智能化節(jié)能化噴灌。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 完成
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- （一）使用說明 首先兩個個溫度傳感器分別插到土壤里面和水里面。三組鋼針插到需要灌溉的土壤里面。主電路放在控制室里面。太陽能板放在能采集到太陽的地方，系統(tǒng)就能自動工作。 （二）技術特點 本系統(tǒng)在濕度采集方面采用自制的濕度傳感器，通過設定上下閥門，能實時的采集到土壤濕度信號，而且不怕水，腐蝕等優(yōu)點。采集土壤、水的溫度傳感器是特制的優(yōu)質(zhì)不銹鋼管封裝，具有防水 、防潮 、防生銹等優(yōu)點。 （三）作品優(yōu)勢（4）節(jié)省人力物力。（5）適用范圍廣。（6）灌溉質(zhì)量好。（7）先進性。（8）可靠性。（9）易維修性。（10）經(jīng)濟性。 （四）適用范圍 園林，草地，溫棚等需灌溉場所。 （五）市場分析和經(jīng)濟效益預測 本系統(tǒng)實踐了“節(jié)能減排，綠色能源”的理念，關注當前最新綠色能源的發(fā)展方向，注意到當前中國缺水但大部分城市草地還沒實現(xiàn)自動噴灌或噴灌只是檢測濕度，我們系統(tǒng)實現(xiàn)了太陽能、濕度檢測與溫度檢測三者的整合，使自動噴灌系統(tǒng)更加環(huán)保、合理。國內(nèi)有龐大的用戶，因此應用前景明朗，市場廣闊。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)主要的灌溉系統(tǒng)為人工灌溉系統(tǒng)和自動化灌溉系統(tǒng)。但它們有各自的缺點： 1．人工灌溉系統(tǒng)，需要人為的開啟和關閉灌溉系統(tǒng)，浪費了大量的人力。而且通過人自己判斷是否需要灌溉，誤差很大，節(jié)水性能很差。 2．國內(nèi)自動化灌溉系統(tǒng)，大部分采用昂貴的土壤濕度傳感器，費用極高，難以普及到普通的花園草坪，溫棚等中小型的灌溉區(qū)域，而且供電方面大多數(shù)采用市電，不能達到節(jié)約能源的目的。
