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基于单片机的自动灌溉系统设计

电脑知识与技术 2024年第2期20卷 141-143页

作者：张学芹江苏联合职业技术学院徐州经贸分院江苏徐州221004

该研究旨在设计一个基于单片机的自动灌溉系统。系统包含主控模块、舵机模块、水泵模块、显示模块和报警模块,用于控制灌溉过程、保温措施和用户交互。主控模块选择了STM32芯片作为主控模块,具有强大的处理能力和丰富的外设接口,能够实... 详细信息

该研究旨在设计一个基于单片机的自动灌溉系统。系统包含主控模块、舵机模块、水泵模块、显示模块和报警模块,用于控制灌溉过程、保温措施和用户交互。主控模块选择了STM32芯片作为主控模块,具有强大的处理能力和丰富的外设接口,能够实现系统的控制和数据处理功能。硬件部分的设计涉及各模块的连接和电路保护措施,确保稳定的电源供应和通信正常。软件部分的设计涉及驱动程序的编写、通信协议的实现以及控制逻辑的设计,实现数据采集、决策和控制功能。

关键词：自动灌溉系统单片机 STM32F103

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一种基于单片机的自动灌溉系统的开发

一种基于单片机的自动灌溉系统的开发

作者：黄元旭汕头大学

学位级别：硕士

在城市,绿色基础设施已被用于降低粮食风险、改善水质以及储存降水。绿色基础设施(如绿色屋顶)的有效维护需要植物根系在长时间内保持最佳灌溉。因此,基于土壤水分的测量,各种灌溉系统被开发出来。然而,现今大多数灌溉系统的灌溉方式为... 详细信息

在城市,绿色基础设施已被用于降低粮食风险、改善水质以及储存降水。绿色基础设施(如绿色屋顶)的有效维护需要植物根系在长时间内保持最佳灌溉。因此,基于土壤水分的测量,各种灌溉系统被开发出来。然而,现今大多数灌溉系统的灌溉方式为通过测量土壤内部含水量,在再从土壤表面进行灌溉,这样的灌溉方式的缺点是土壤水分会因蒸发而快速流失,内部的水分也难以有效控制。土壤水分是影响植物的生长的重要因素,尤其是根区内的土壤水分。因此,开发一种可以在不同深度范围内的进行土壤水分自动调节的灌溉系统是有必要的。本研究实验内容主要分为三部分:(1)开发基于单片机的灌溉控制系统。系统通过EC-5传感器监测土壤体积含水量(VWC),并结合Lab VIEW程序实现在一定深度范围内对VWC的调节。为检验系统性能对系统进行了一维土柱试验,缩小实际灌溉和设定范围之间的误差。(2)绿顶实验验证自动灌溉装置添加的可行性和必要性。在南京地区对绿色屋顶基础设施进行为期两个月的的土壤水分监测,监测样本包括裸土土样,也包括添加土壤改良剂(生物炭)这类会对土壤保水率产生影响的样本。实验记录观察夏季自然降雨能否满足绿顶的正常运行。(3)调节灌溉方式提升根系面水分的利用效率。根据传感器位置(灌溉位点)的差异,在5厘米、10厘米以及15厘米深度搭配得出4种不同的灌溉方式进行比选,从每个灌溉方式的灌溉频率、单次灌溉量以及单位时间内的总灌溉量等角度,对多点灌溉与单点灌溉孰优孰劣进行评价。实验结果表明:(1)系统能使土壤含水量控制在规定范围(12-20%)以内,误差为2%,通过重新校准系统设定上限,能使误差进一步缩小;(2)室外绿色屋顶实验证明,添加3%的生物炭便会对绿色屋顶的保水效率进行大幅改良,然而绿色基础设施无论经土壤改良还是未经土壤改良,在运行时均有添加自动灌溉系统的必要;(3)在对多种灌溉的比选后,得出在常规绿色屋顶植被根深(20厘米)进行多点灌溉相较于单点灌溉效率更高,其中在5厘米以及15厘米两个位点进行监测灌溉较为适宜。实验结果证明传感器的设置数量和距离,会影响自动灌溉系统的性能的提升。综上,本研究提供了一种改进的绿色基础设施灌溉系统,可以有效控制植物根系面的水分分布。今后的实验应结合常规绿顶所使用的植被进行实验,证明在大规模绿色基础设施中该系统切实可行。

关键词：自动灌溉系统植物根系面土壤水分单片机

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屋顶绿化的自动灌溉系统设计

浙江大学学报（理学版） 2007年第1期34卷 96-99页

作者：都淼徐礼根日本北海道大学信息科学与技术研究生院浙江大学生命科学学院浙江杭州310012

屋顶绿化对提高城市空气质量、减少“热岛效应”、改善居住环境有积极的意义,但其灌溉环节与普通园林绿化灌溉相比有更高的要求.为了增强屋顶灌溉的科学性,根据其特点提出了建立自动灌溉系统的设想,并对灌溉过程建立了混杂自动机模型,... 详细信息

屋顶绿化对提高城市空气质量、减少“热岛效应”、改善居住环境有积极的意义,但其灌溉环节与普通园林绿化灌溉相比有更高的要求.为了增强屋顶灌溉的科学性,根据其特点提出了建立自动灌溉系统的设想,并对灌溉过程建立了混杂自动机模型,从离散事件动态系统与连续变量动态系统的角度共同描述了自动灌溉的过程,最后给出了自动灌溉系统的工程设计方案,对屋顶绿化自动化、精细化程度的提高具有一定的启示意义.

关键词：屋顶绿化自动灌溉系统混杂系统混杂自动机

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模糊控制自动灌溉系统设计

计算机科学 2004年第B7期31卷 80-82页

作者：刘生福牡丹江师范学院计算机系牡丹江157012

文章主要将模糊控制理论应用在绿化(农作物)灌溉系统中，完成对绿化或耕地的自动灌溉，以减少人力的使用和水资源的浪费。

关键词：模糊控制自动灌溉系统传感器模糊集合理论

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基于单片机的蔬菜大棚自动灌溉系统研究设计

农机化研究 2012年第10期34卷 187-190页

作者：鞠永胜李兴凯包君山东科技职业学院山东潍坊261053 山东交通职业学院山东潍坊261206

随着农业自动化水平的提高,农业灌溉逐步发展到自动灌溉系统。为此,介绍一种基于单片机和射频模块nRF24L01来实现无线数据传输,利用多点湿度传感器检测环境湿度的蔬菜大棚自动灌溉控制系统。系统由主站和分站组成,主站和分站可以通过无... 详细信息

随着农业自动化水平的提高,农业灌溉逐步发展到自动灌溉系统。为此,介绍一种基于单片机和射频模块nRF24L01来实现无线数据传输,利用多点湿度传感器检测环境湿度的蔬菜大棚自动灌溉控制系统。系统由主站和分站组成,主站和分站可以通过无线射频模块交换实时湿度数据,并由主站处理后发送控制信号控制分站的电磁阀实现自动灌溉。

关键词：自动灌溉系统 AVR单片机无线射频技术

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丘陵地区果园自动灌溉系统的研发

中国农机化学报 2014年第6期35卷 277-281页

作者：高菊玲俞卫东江苏农林职业技术学院江苏句容212400

本研究结合江苏镇江丘陵地区的果园种植情况,以葡萄园灌溉系统为研究对象,通过采用无线传感网络技术,开发硬件与软件系统,实时采集果园土壤湿度、空气湿度等环境因子,开发了基于土壤湿度的果园自动灌溉系统,实现对果园的自动灌溉。试验... 详细信息

本研究结合江苏镇江丘陵地区的果园种植情况,以葡萄园灌溉系统为研究对象,通过采用无线传感网络技术,开发硬件与软件系统,实时采集果园土壤湿度、空气湿度等环境因子,开发了基于土壤湿度的果园自动灌溉系统,实现对果园的自动灌溉。试验表明,系统稳定可靠,使用效果良好。

关键词：自动灌溉系统无线传感网络土壤湿度

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自动灌溉系统在农业节水工程中的应用

科学之友(B版) 2011年第18期 86-87页

作者：刘浩波桂林诚乡规划建筑设计院有限公司

文章首先论述了自动灌溉系统的工作原理和特点,进而论述自动灌溉系统方案的设计,最后论述了对我国农业节水工程中应用自动灌溉系统的展望,以供参考。

关键词：自动灌溉系统农业节水工程应用

基于专家系统的南通地区稻田自动灌溉系统应用

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中国农村水利水电 2014年第8期 12-14页

作者：黄勇张玉建钱建峰袁承斌江苏省如皋市农田水利试验站江苏如皋226500 江苏省如皋市机电排灌管理站江苏如皋226500 江苏省南通市通州区水利局江苏通州226300 扬州大学水利与能源动力工程学院江苏扬州225009

为实现南通地区水稻灌溉节水,研究了一套安全可靠,操作简便,便于推广应用的稻田自动灌溉系统。该系统根据水稻高产、节水灌溉理论和稻田土壤水分与稻田地下水埋深关系,运用专家系统与智能控制技术,实现水稻全生育期的自动智能灌溉。

关键词：稻田专家系统自动灌溉系统

基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫分析及配套自动灌溉系统设计

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基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫分析及配套自动灌溉系统设计

作者：孙卓沈阳农业大学

学位级别：硕士

21世纪我国的社会经济快速发展,随之而来的是我国城市化和工业化的进程不断加快,在这样的背景下,我国的设施农业发展迅速。由于农业水资源分布的不均衡性,在我国的北方地区,设施农业生产是高度集约化的农业生产,对于水资源节约这样的经... 详细信息

21世纪我国的社会经济快速发展,随之而来的是我国城市化和工业化的进程不断加快,在这样的背景下,我国的设施农业发展迅速。由于农业水资源分布的不均衡性,在我国的北方地区,设施农业生产是高度集约化的农业生产,对于水资源节约这样的经济因素要求较高。因此本研究针对设施温室番茄生产,从番茄幼苗生长发育中对水分需求的角度出发,深入研究分析番茄苗期的灌溉依据,最终达到设施温室番茄灌溉既考虑被灌溉植物生长发育对水分的需求,又兼顾设施温室农业生产经济性的目的。本文以番茄为试材,在沈阳农业大学信息与电气工程学院农业生物信息智能检测研究所条件下,进行了基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫分析及配套灌溉系统的研究设计工作。主要研究内容有以下几个方面:(1)番茄叶绿素荧光各参数的意义及其检测方法的研究对叶绿素荧光参数与植物光合作用的关系进行了简要的分析,并对番茄叶绿素荧光参数与水分胁迫之间的关联进行了探讨。设计了以MINI-PAM调制荧光仪为核心的叶绿素荧光检测系统。(2)水分胁迫下番茄生长发育环境的研究为了保证各组番茄幼苗在准确的水分胁迫等级下生长发育,本文设计了土壤水分含量实时监测系统。本系统核心控制器为STC89C52,A/D转换器采用ADC0809;传感器采用HM1500LF 土壤湿度传感器;采用4位LED显示器实时显示土壤水分含量;系统还具备报警功能,可提示工作人员土壤水分含量已经不再设定范围内。(3)基于叶绿素荧光参数的番茄水分胁迫试验研究在搭建好的水分胁迫条件下,利用设计好的叶绿素荧光检测系统对番茄幼苗的叶绿素荧光参数进行了测量,并对测量到的数据进行了统计和全面分析。探讨分析番茄幼苗不同水分胁迫与叶绿素荧光参数变化之间的关联,并确定了土壤相对含水量按照田间最大持水量65%～70%处理为番茄幼苗最佳土壤水分含量,为设施温室番茄苗期的灌溉提供了依据。(4)试验结果配套的设施温室自动灌溉系统研究以实验结果确定的最佳土壤水分含量为基础,设计出了配套的设施温室番茄幼苗灌溉系统。该系统集成了前期设计的土壤水分含量实时监测系统,实现利用上位机通过该界面可以对整个温室自动灌溉系统进行监测与控制。

关键词：番茄水分胁迫叶绿素荧光参数设施农业自动灌溉系统