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基本信息
- 項目名稱：
- 土壤濕度自動測控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)以農(nóng)作植物生長所需的濕度特性為指標(biāo)，該特性數(shù)據(jù)可用本系統(tǒng)跟蹤某植物成長周期內(nèi)老農(nóng)對它的種植經(jīng)驗數(shù)據(jù)來測得。本系統(tǒng)可方便設(shè)定濕度參考值，可對土壤濕度進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，可對采集到的土壤濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可實時控制出水泵開關(guān)，可使土壤的濕度維持在設(shè)定的參考值附近，以此達(dá)到對土壤濕度進(jìn)行自動測控之目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 土壤濕度自動測控系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的農(nóng)作物在其生長期間對土壤濕度的不同需求，實時對土壤濕度進(jìn)行自動測控。即，當(dāng)某一種植物在其某個生長階段需要一種特定濕度時，本系統(tǒng)能自動對土壤濕度進(jìn)行實時測定，并加以灌溉控制，使土壤濕度處于該農(nóng)作物生長最佳需求狀態(tài)。 本系統(tǒng)以農(nóng)作植物生長所需的濕度特性為指標(biāo)，該特性數(shù)據(jù)可用本系統(tǒng)跟蹤某植物成長周期內(nèi)老農(nóng)對它的種植經(jīng)驗數(shù)據(jù)來測得。本系統(tǒng)可方便設(shè)定濕度參考值，可對土壤濕度進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，可對采集到的土壤濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可實時控制出水泵開關(guān)，可使土壤的濕度維持在設(shè)定的參考值附近，以此達(dá)到對土壤濕度進(jìn)行自動測控之目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、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)
- 目的：對于一般半濕性土生農(nóng)作植物生長所需的土壤濕度進(jìn)行實時監(jiān)測與灌溉控制。 基本思路：根據(jù)不同的農(nóng)作物在其生長期間對土壤濕度有不同要求之特點(diǎn)，實施對土壤濕度進(jìn)行自動測控。即，當(dāng)某一種植物在其某個生長階段需要一種特定濕度時，本系統(tǒng)能自動對土壤濕度進(jìn)行實時測定，并加以灌溉控制，使土壤濕度處于該農(nóng)作物生長最佳需求狀態(tài)。 創(chuàng)新點(diǎn)：能“學(xué)習(xí)”（實測并記憶老農(nóng)積累的種植經(jīng)驗——濕度數(shù)據(jù)），適用面廣（可對多種植物測控），實用性強(qiáng)（符合國情需要：節(jié)水節(jié)能），造價低（易于農(nóng)民接受）。 技術(shù)關(guān)鍵：基于單片微處理器，研發(fā)一種前端測控裝置，要求造價低廉，功能強(qiáng)，耗電少，可靠性高，易于實現(xiàn)，留有可擴(kuò)充余地。后期要求與計算機(jī)中心遠(yuǎn)程通訊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能測控。 主要技術(shù)指標(biāo)（性能）：本系統(tǒng)以農(nóng)作植物生長所需的濕度特性為指標(biāo)，該特性數(shù)據(jù)可用本系統(tǒng)跟蹤某植物成長周期內(nèi)老農(nóng)對它的種植經(jīng)驗數(shù)據(jù)來測得。本系統(tǒng)可方便設(shè)定濕度參考值，可對土壤濕度進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，可對采集到的土壤濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可實時控制出水電磁閥開關(guān)，可使土壤的濕度維持在設(shè)定的參考值附近，以此達(dá)到對土壤濕度進(jìn)行自動測控之目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、我們所研究的課題以廉價的單片微處理器為核心，研發(fā)出一種低成本高性能，適合我國農(nóng)民現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)收入狀況，并可自愿接受的土壤濕度自動測控及灌溉系統(tǒng)。 2、我們這個制作項目從構(gòu)思開始到具體設(shè)計制作都考慮到農(nóng)民的切身利益，凸顯系統(tǒng)的實用性和廉價性，只要能保證對土壤濕度進(jìn)行測與控的功能實現(xiàn)，盡可量不用昂貴的現(xiàn)成產(chǎn)品去搭積木構(gòu)成系統(tǒng)。這樣就能把系統(tǒng)制造成本降到最低，為本系統(tǒng)推廣應(yīng)用打好基礎(chǔ)。此外，我們所設(shè)計的系統(tǒng)可以根據(jù)不同的土質(zhì)，不同的植物生長對土壤濕度的需求，方便地更改土壤濕度參考值參數(shù)，以達(dá)到多用途及最佳濕度控制目的。同時我們所設(shè)計的系統(tǒng)還可以“學(xué)習(xí)”（記憶）不同農(nóng)作物生長周期內(nèi)各階段土壤濕度特性值，以便掌握各種農(nóng)作物最佳生長的濕度參數(shù)，為系統(tǒng)提升到無人自動田間灌控新境界作好功能儲備。 3、由于我們的作品是對植物生長的濕度條件進(jìn)行實時的監(jiān)控，在實際測到需要澆灌時才進(jìn)行自動噴灌，從而有效地避免了定時澆灌或經(jīng)驗澆灌過程中的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，因此本系統(tǒng)能保證水資源以最優(yōu)方式得到利用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年上海第二工業(yè)大學(xué)三小制作競賽中獲得校一等獎
作品所處階段
- 試驗階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型+現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本作品技術(shù)特點(diǎn)：基于單片微處理器應(yīng)用技術(shù)，選用功能強(qiáng)、接口多、外圍電路簡單、片內(nèi)集成A/D、D/A、串行通訊、及開關(guān)量輸出等功能的AVR mega16單片機(jī)，濕度傳感器采用電阻變換原理自制，用料廉價，成本極低，性能可靠穩(wěn)定。本作品模型可直接控制小型電磁閥開啟與關(guān)閉，構(gòu)成閉環(huán)的土壤濕度測控系統(tǒng)。 本作品優(yōu)勢：造價低，功能強(qiáng)，性能穩(wěn)定，適用面廣，可擴(kuò)充升級。 本作品適應(yīng)范圍：凡需要對濕度進(jìn)行測控的應(yīng)用場合都可推廣使用。小到家庭花卉養(yǎng)植，大到農(nóng)田作物生長測控及園林管理。甚至只要稍加變更本作品的前端傳感方式和后端控制對象，就可以衍變?yōu)槠渌锢砹康臏y控系統(tǒng)。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：我們的作品如果加上外殼做成產(chǎn)品，估計成本也不會超過XXX元，以現(xiàn)有同類產(chǎn)品的四分之三價格出售，不僅可穩(wěn)占市場，還能有對半毛利。
同類課題研究水平概述
- 目前國外市場上，在測控方面的研究水平已達(dá)到很高的層次，但是大多數(shù)是用于檢測土壤濕度值的儀表，雖然其測量功能很多，量程很大，測量精度也較高，但都是作為實驗室、研究所、檢測機(jī)構(gòu)等有錢單位用于記錄和分析土壤數(shù)據(jù)之用的精密儀器，并且價格十分昂貴，且不適用于我國國情。 此外，國內(nèi)市場應(yīng)用的自動控制灌溉系統(tǒng)設(shè)備，除個別引進(jìn)國外成套設(shè)備以外，國內(nèi)基本上還沒有成型的產(chǎn)品，生產(chǎn)中使用的基本上還是用手來操作閥門的設(shè)備。而在目前國內(nèi)的成型產(chǎn)品中主要是應(yīng)用于大棚植物的測控，但其造價非常昂貴，難以大面積推廣到廣大個體農(nóng)戶所承包的田間。在檢測技術(shù)著一塊，現(xiàn)有檢測技術(shù)已趨于成熟，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索得知，各種傳感器應(yīng)有盡有。但從系統(tǒng)角度來看，他們還沒有把測與控構(gòu)成一個完整系統(tǒng)來組成一個針對各種農(nóng)田作物實施自動灌溉的產(chǎn)品。偶爾也能找到幾篇相關(guān)的研究性論文，但其中大多是出于論文目的，描述上只不過在探討如何把土壤濕度采集成數(shù)據(jù)之類的傳感器變送技術(shù)，以及保證其精度等等，沒真正從農(nóng)民可接受的系統(tǒng)造價考慮，沒有按農(nóng)作植物生長全周期內(nèi)對土壤濕度變化進(jìn)行跟蹤。總之，我國自動灌溉還處于初級發(fā)展階段，系統(tǒng)的成套性還較差，主要部件品種少，質(zhì)量不穩(wěn)定，隨著溫室大棚種植面積的增加，問題將更加突出。在成套灌溉設(shè)備的開發(fā)與技術(shù)方面，我國已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外先進(jìn)國家。 總結(jié)：國內(nèi)外先進(jìn)的測控技術(shù)，僅適用于研究領(lǐng)域，因其高昂的價格難以在我國得以推廣。而國內(nèi)現(xiàn)有的測控系統(tǒng)又大都采用定時澆灌的方式，無法滿足不同農(nóng)作物不同生長階段的實時用水需求，在一定程度上浪費(fèi)了水資源。而我們研究的系統(tǒng)恰好補(bǔ)充了這兩方面得空白，具有極大的應(yīng)用前景。
