智能农业灌溉系统的设计与实现.docx

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摘要

随着科技的发展，农业技术迎来了日新月异的变化。传统的农业种植费时费力，效率低。植物得不到有效的灌溉而导致枯萎生病等。尤其现在农村面临中间少，两头多的问题，青壮年劳动力普遍外出打工，剩下老人孩子在家，没有充足的劳动能力和丰富的管理经验。管理起来更加困难。

经过调查研究，北方的农村中，尤其河北东北一带，村民主要还是靠自己种植蔬菜为主，但随着外流人员越来越多，很多土地和农家院面临荒芜的局面，杂草丛生，严重浪费了土地资源。通过调查得知，青年劳动力大多忙于打工，没时间管理家中土地，而家里老人身体条件一般，没有能力去完成繁重的农活。而且传统的农业种植技术并不科学化、达不到科学种植的标准，农作物长势一般，个头普遍较小，口感欠佳，导致很多人不愿意再去花时间和精力去打理土地。而近年来国家一直提倡科学种植，但除了一些大型农牧公司外，普通百姓根本实现不了这种技术，只能是按照原有方法随意种植。

本系统的主要设计理念是一个为农村家庭农业种植而设计的智能灌溉系统。通过对土壤温湿度的监测和检测，实现自动浇水。通过土壤的温湿度进行浇水，使土壤一直保持适合植物生长的水分，让植物茁壮成长，同时节省人力。让农民有时间从事其他工作。

关键词：EDA；温湿度传感器；单片机；C语言

第1章绪论

1.1选题背景

我国水资源严重短缺,再加上农业灌溉用水方面普遍存在浪费严重和灌溉水利用效率低的问题，如何降低农业灌溉的用水量、提高灌溉用水的利用效率就成为急需解决的问题。从化肥的使用情况来看，我国的使用量居世界首位，但是水资源的利用效率却很低，渠灌和沟灌等传统的灌溉方式仍被广泛采用，它们的灌溉水利用效率只有40%左右，结果使得大部分却被利用的水带走了施用的肥料，造成肥料的浪费。

滴灌施肥智能控制系统将灌溉和施肥结合起来，通过计算机对施肥量、灌溉时间、灌溉频率等参数的控制实现自动灌溉施肥的目的，一方面肥液直接到达作物的根系，肥料的利用效率提高，肥料深层流失的现象也能够得到遏制，同时还保护地下水免受肥料及化学药剂的污染;另一方面系统利用灌水器将水以滴灌渗透的形式直接作用到作物的根系中，不仅降低了作物与作物之间水分的蒸发量而且还减少土壤深层水的渗漏量，最大限度减少了水分的损失，灌溉水的利用效率大大提高。

经过多年的发展，节水灌溉技术和计算机控制技术相结合形成的新型灌溉技术日趋成熟，逐渐得到人们的重视，它不仅能够及时准确地控制施肥和灌溉而且还能对作物的生长规律、生长情况以及生长环境等有良好的适应性，大大提高了灌溉水和肥料的利用率，节省田间管理作业的时间，提高了劳动生产率，对提高农业投入的经济效益具有重要意义。

1.2国内外研究现状

现代高效农业成为农业生产领域中的一个大趋势，而科学灌溉又是高效农业的重点，它的核心是以传感器技术和控制技术为基础的智能控制系统以及操作装置的研发,西方发达国家在这方面的优势比较明显。目前，设施农业比

较先进的国家主要是美国、荷兰、以色列、日本以及澳大利亚等发达国家。农业生产由机械灌溉转变为自动灌溉，水肥利用效率和作物产量得到大幅度提高，田间管理也越来越人性化，并且还能够对灌溉施肥区域实施动态的监测管理，其控制性能也越来越高。伴随着技术的不断发展以及对现实农业生产的需要，与因特网、ZigBee以及远程控制等数据传输技术相结合的先进的控制器不断被开发出来，由以色列的EIdarShany公司开发的带有可编程控制器和

EC/PH检测单元的计算机专家控制系统，能够实时检测灌溉水的EC和PH值并且能高效准确地对作物的营养和水分实施供给，实现了水肥一体化。美国的营养液供给控制系统中，不同的营养罐里装有不一样的化合物，按照满足植物生长需要的比例将不同的化合物混合溶解在水中，利用计算机对营养罐的阀门进行统一控制，最后再把营养液通过管道输送到作物培养槽中。荷兰的温室无士栽培也是采用类似的控制方式。法国、日本、澳大利亚等也都是滴灌施肥技术比较先进的国家，研发了各种先进的设施农业控制器，广泛应用于温室控制、幼苗育种以及温室花卉种植等。

其中法国研发的DOSTRON混肥器和澳大利亚生产的MICRO--MASTER系列产品处于国际领先地位。

近年来，随着信息技术的发展，越来越多的数据传输和互联网技术应用于智能农业灌溉领域。美国、以色列等国已通过互联网将生产者和农技服务部门有效地连接起来，通过网络，农技部门能够为生产者提供施肥建议，解答生产者遇到的问题，最大限度地满足实际生产的需要。

1.3研究目的及意义

世界上可用淡水资源只有不到百分之三，我国又是水资源严重缺乏的国家，干旱问题一直很严重，长期得不到有效缓解。节约用水成了重中之重。近年来国家一直在提畅节约用水，但水资源浪费依然很严重，尤其农业用水，因农村水费比较低