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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 太陽(yáng)能智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為核心控制單元，通過(guò)太陽(yáng)能電池板收集電能，提供給主控制器；通過(guò)濕度傳感器采集土壤的濕度信號(hào)和通過(guò)溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號(hào)，采集到的電平信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的信號(hào)后送入核心控制單元，核心控制單元通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，實(shí)時(shí)對(duì)噴灌設(shè)備進(jìn)行控制，調(diào)整噴灌時(shí)間、噴灌水量及溫度上下限報(bào)警，以達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)就是針對(duì)國(guó)內(nèi)灌溉系統(tǒng)的現(xiàn)狀設(shè)計(jì)的，可以彌補(bǔ)當(dāng)前許多灌溉系統(tǒng)的弊端。本系統(tǒng)采用市場(chǎng)運(yùn)用廣與價(jià)格低廉的51單片機(jī)為核心控制單元，主電源是通過(guò)太陽(yáng)能電池板收集電能，提供給系統(tǒng)的各模塊工作，以達(dá)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(cè)溫范圍達(dá)到了 －55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃；我們通過(guò)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(guò)設(shè)定一個(gè)參考電壓，實(shí)現(xiàn)土壤過(guò)濕時(shí)自動(dòng)關(guān)閉噴水頭，我們用了三個(gè)濕度傳感器，CPU控制輪流檢測(cè)三個(gè)濕度傳感器，采集噴頭周圍不同地方的濕度，只要檢測(cè)到一個(gè)過(guò)于干旱且滿足溫差條件就噴水，確保噴頭的三個(gè)方位濕度都達(dá)到要求才不噴灌；核心控制單元通過(guò)收集各個(gè)傳感器送過(guò)來(lái)的信號(hào)后，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，實(shí)時(shí)對(duì)噴灌設(shè)備進(jìn)行控制，調(diào)整噴灌時(shí)間和噴灌水量，以達(dá)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(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- （一）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 目前國(guó)內(nèi)的灌溉系統(tǒng)大部分都是人工為主，使用起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且節(jié)水性能比較差；部分系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)灌溉，但是在供電方面仍有許多缺陷。本設(shè)計(jì)能彌補(bǔ)當(dāng)前許多系統(tǒng)的弊端，在溫棚，園林，人工草地等處實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水智能灌溉。 （二）基本思路 本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)為核心控制單元，通過(guò)太陽(yáng)能電池板收集電能，提供給主控制器；通過(guò)濕度傳感器采集土壤的濕度信號(hào)和通過(guò)溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號(hào)，采集到的電平信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的信號(hào)后送入核心控制單元，核心控制單元通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，實(shí)時(shí)對(duì)噴灌設(shè)備進(jìn)行控制，調(diào)整噴灌時(shí)間、噴灌水量及溫度上下限報(bào)警，以達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。 （三）創(chuàng)新點(diǎn) 節(jié)能與智能化結(jié)合，應(yīng)用與實(shí)際情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人工草地、園林等地的智能化節(jié)能化噴灌。 （四）技術(shù)關(guān)鍵 1.51 MCU的程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用編程。 2. 太陽(yáng)能的穩(wěn)定收集與智能儲(chǔ)存。 3.對(duì)濕度信號(hào)和溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)采集。 4、系統(tǒng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行。 5）技術(shù)指標(biāo)： （1）要測(cè)量噴頭周圍的濕度，保證全方位都濕的時(shí)候才不噴水 （2）濕度的測(cè)量范圍RH: 0%~65% （3）溫度的測(cè)量范圍:0℃~40℃ （4）電源供電電流達(dá)到: 470mA （5）實(shí)時(shí)顯示干濕
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前國(guó)內(nèi)的灌溉系統(tǒng)大部分都是人工為主，使用起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且節(jié)水性能比較差；部分系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)灌溉，但是在供電方面仍有許多缺陷。本設(shè)計(jì)能彌補(bǔ)當(dāng)前許多系統(tǒng)的弊端，在溫棚，園林，人工草地等處實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水智能灌溉。 本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)為核心控制單元，通過(guò)太陽(yáng)能電池板收集電能，提供給主控制器；通過(guò)濕度傳感器采集土壤的濕度信號(hào)和通過(guò)溫度傳感器采集空氣、土壤、水的溫度信號(hào)，采集到的電平信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的AD模塊采樣并轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的信號(hào)后送入核心控制單元，核心控制單元通過(guò)適當(dāng)?shù)乃惴▽?duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，實(shí)時(shí)對(duì)噴灌設(shè)備進(jìn)行控制，調(diào)整噴灌時(shí)間、噴灌水量及溫度上下限報(bào)警，以達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于節(jié)能與智能化結(jié)合，應(yīng)用與實(shí)際情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人工草地、園林等地的智能化節(jié)能化噴灌。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- （一）使用說(shuō)明 首先兩個(gè)個(gè)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(yáng)能板放在能采集到太陽(yáng)的地方，系統(tǒng)就能自動(dòng)工作。 （二）技術(shù)特點(diǎn) 本系統(tǒng)在濕度采集方面采用自制的濕度傳感器，通過(guò)設(shè)定上下閥門，能實(shí)時(shí)的采集到土壤濕度信號(hào)，而且不怕水，腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)。 （三）作品優(yōu)勢(shì)（4）節(jié)省人力物力。（5）適用范圍廣。（6）灌溉質(zhì)量好。（7）先進(jìn)性。（8）可靠性。（9）易維修性。（10）經(jīng)濟(jì)性。 （四）適用范圍 園林，草地，溫棚等需灌溉場(chǎng)所。 （五）市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 本系統(tǒng)實(shí)踐了“節(jié)能減排，綠色能源”的理念，關(guān)注當(dāng)前最新綠色能源的發(fā)展方向，注意到當(dāng)前中國(guó)缺水但大部分城市草地還沒(méi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴灌或噴灌只是檢測(cè)濕度，我們系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能、濕度檢測(cè)與溫度檢測(cè)三者的整合，使自動(dòng)噴灌系統(tǒng)更加環(huán)保、合理。國(guó)內(nèi)有龐大的用戶，因此應(yīng)用前景明朗，市場(chǎng)廣闊。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)主要的灌溉系統(tǒng)為人工灌溉系統(tǒng)和自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)。但它們有各自的缺點(diǎn)： 1．人工灌溉系統(tǒng)，需要人為的開(kāi)啟和關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，浪費(fèi)了大量的人力。而且通過(guò)人自己判斷是否需要灌溉，誤差很大，節(jié)水性能很差。 2．國(guó)內(nèi)自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，大部分采用昂貴的土壤濕度傳感器，費(fèi)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(dá)到節(jié)約能源的目的。
