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1、智能自动灌溉系统的设计与实现时间： 2010- 10-13 07:48:43 来源： 现代电子技术作者：李凯 欧 丹 吴 云O 引言水是生命的基础，植物正常的生命活动就是建立在不断地吸水、传导与运输、利用和散失的过程之上。在我国水资源却严重不足，使我国成为世界上13 个淡水资源最贫乏的国家之一。 人均占有淡水资源仅为世界人均占有量的四分之一。水资源的匮乏给我国农业发展带来了极大的障碍和困难。农作物生长的土壤需要保持一定的湿度，人们通常根据种植的经验对农作物进行灌溉，不能及时或不能精确地控制浇水的多少，往往造成大水漫灌，在很大程度上白白地浪费掉一大部分水资源。如何利用有限的水资源，走“ 节水农业
2、 ” 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自动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
3、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。11 信号采集部分11 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O100 。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 NE5
4、55 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。11 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 脚输出低电平， 此时无论土壤干燥与否均不浇水。此处用 NE555 进行判断， 当傍晚日光较弱，光敏电阻阻值较大NE555 翻转，输出高电平(为电源电压 )。12 灌溉控制12 1 与门判断当 IC1 和 IC2 同时输出高电平时，IC3 CD4073输出高电平。 无论 IC1 和 IC2 中任一不满足条件， IC3 都输出低电平。12 2 延时电路通过 CD
5、4060和电容电阻和可调电阻组成的震荡电路实现延时从CD4060开始工作到进入保持状态这段时间就是灌溉时间。可调节Rp3 的阻值来改变延时时间。13 电源部分由于自来水在水管中流动的速度较快，可以把其中的部分动能回收利用。用自来水压力推动风叶片带动微型的发电机，将发电机发出电能存储到锂电池中，再通过升压电路将锂电池中电能转存到6 V 或者 12V 蓄电池中。用这部分电能为自动灌溉监控电路提供电能。14 执行部分使用湿度检测部分输出的电压来控制继电器的吸合，进而控制电磁阀的通断，实施自动灌溉。电磁阀与电源间加一开关，使其可强制打开和关闭。当想欣赏灌溉美景时，强制打开电磁阀即可。2 结语试验证明该装置具有下述优点：(1)系统稳定性好。电路主要由模拟电路构成，要求精度不高，稳定性好，监控范围和延时时间都可调节。(2)安全性高。本装置由自来水发电，输出为低电压，无任何安全隐患。(3)成本低。该装置无需外接电源，无噪音、造价低、体积小、适用范围广泛，很容易推广使用。(4) 环保。自来水发电节约能源，无污染，保护，环境。(5)可与园林开发商合作，可为种植业节省大量的人力、物力，该节能设备将成为种植业的受益点。(6) 可用于偏远山村，电力不发达的地方，使当地的经济作物生长的更好。
