定向渐变智能喷灌系统的开发与应用.pdf
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1、2023年11月计算机应用文摘第39 卷第2 2 期定向渐变智能喷灌系统的开发与应用李传波(石家庄电子信息学校,石家庄0 50 0 0 0)摘要:随着经济的快速发展,我国城市绿化规模逐年扩大,传统浇灌方式存在浇灌不均匀、浇灌出界、浇灌盲区等问题,绿地浇灌方式函待优化。文章对定向简便智能喷灌系统的开发及应用展开了研究,该系统可利用土壤湿度传感器采集土壤含水量信息,并根据土壤湿度进行科学浇灌,从而有效解决传统浇灌方式中存在的问题,进而实现智能型、节约型、高效型浇灌。关键词:智能浇灌;节约用水;土壤湿度;喷灌方式中图法分类号:TP212Development and application of d
2、irectional gradual intelligent(Shijiazhuang Electronic Information School,Shijiazhuang 050000,China)Abstract:With the rapid development of the economy,the scale of urban greening in China has beenincreasing year by year.Traditional irrigation methods have problems such as uneven irrigation,irrigatio
3、n out of bounds,and blind spots in irrigation.The irrigation methods for green spacesurgently need to be optimized.Key words:intelligent irrigation,water conservation,soil moisture,sprinkling irrigation1绿地浇灌的痛点1.1法浇灌程度控制目前,多数绿地浇灌维护采用水压驱动自动圆周旋转浇灌方式。这种方式无法覆盖圆周旋转半径以外的区域,导致绿地浇灌不完全,且旋转半径越大,浇灌死角就越多。此外,这种方
4、式也存在浇灌不均匀的现象,虽然喷头处设置了回转挡水装置,可在一定程度上扩散水流,但无法实现均匀浇灌的目的 1 2 1.2浇灌范围控制水压驱动自动圆周旋转的浇灌方式存在浇灌超越边界和浇灌不到位的问题,实际绿地浇灌往往会布置多个喷头,工作人员将根据场地大小和喷水半径综合计算喷头位置和数量,有时受场地限制,绿地边缘到旋转喷头中心点的距离小于喷头的喷洒半径,导致浇灌超出绿地边界 3 5】。此外,即使喷头位置设置合理,由于浇灌是由水压驱动,一旦水压变大,喷洒半径则将增加,导致浇灌超越绿地边界。反之,水压变小将使喷洒半径变小,导致部分绿地浇灌不到位。文献标识码:Asprinkling irrigation
5、 systemLI Chuanbo1.3浇灌效果控制传统浇灌方式无法感知土壤的含水量,浇灌计划全凭工作人员的经验判断。同时,传统浇灌方式需要一段时间才能完成浇灌,在此期间工作人员可能去做其他事情,时常忘记关闭水阀,不仅造成了浪费,还造成了绿地过度浇灌,使绿地受到伤害 6 。此外,工作人员即使按时查看浇灌状况,他们也无法准确把握土壤的含水量是否达到最佳状态,只能凭感觉和经验完成浇灌,无法精准控制浇灌效果。1.4浇灌水压控制目前,业内广泛使用的浇灌系统是基于水压驱动,用水高峰时水压会偏低,用水低谷时水压会偏高,无法稳定的水压将导致喷洒距离产生变化,从而导致浇灌不均匀。此外,由于缺乏土壤含水量监控系
6、统,即使绿地已经达到含水量要求,也无法自动停止浇灌,导致水资源浪费。1.5汽浇灌时机控制传统浇灌方式下,浇灌时机主要由工作人员通过目测观察把握,他们无法根据土壤含水量的实际情况基金项目:河北省科技厅2 0 2 2 年大中学生科技创新能力培育专项项目:定向渐变智能喷灌系统(2 2 E50509D)34进行科学判断。导致绿地缺乏浇灌或过度浇灌,从而影响绿地效果,进而造成经济损失。1.6特殊浇灌控制部分绿地形状较为特殊,若采用圆周旋转的方式进行浇灌,可能无法覆盖不规则部分的绿地。在绿地面积较小的情况下,工作人员可以对缺乏浇灌的绿地进行补浇,但该方法无法用于浇灌较大面积的不规则绿地。2智能浇灌的解决思
7、路2.1自自动浇灌控制的解决方法根据行业痛点,本文将通过土壤湿度传感器实时采集绿地的土壤湿度数据,并将数据送至单片机进行处理。同时,不同品种的绿地在不同季节对土壤水分的需求存在差异,本文将设置不同的浇灌参数,在土壤湿度数据到达浇水启动值时,单片机将自动控制水泵进行浇灌,当土壤湿度数据达到浇灌目标值时,单片机将控制水泵停止浇灌。2.2均匀浇灌的解决方法传统的人工浇灌和水压喷头浇灌存在浇灌不均匀的问题,对此,本文采用定向渐变浇灌方式,由单片机控制水泵的功率输出,使水压产生“小一大一小”的循环变化,并根据需要划分10 2 0 个渐变功率级别。当水泵功率最大时,本浇灌系统可覆盖最远端;当水泵功率最小时
8、,可覆盖最近端。通过渐变浇灌的方式,本浇灌系统可实现均匀的浇灌效果。2.3稳压浇灌的解决方法供水管道的水压会随着用水量的变化而变化,传统浇灌方式的覆盖距离的远近容易受到水压影响,导致浇灌效果不理想。本文将水泵作为浇灌的输出动力,从而避免由水压波动带来的影响。其中,水泵可以隔离水压的波动,从而避免浇灌出水量受到水压影响。2.4不规则绿地浇灌的解决方法针对矩形绿地,工作人员可根据地形长度和宽度进行合理的喷水管布置;针对面积较大的绿地,工作人员可以采用并列的布局方式实现浇灌的全面覆盖。针对圆形、半圆形、椭圆形、三角形、梯形等绿地,工作人员则需对喷水管进行特殊处理,如对单孔出水量和出水速度进行控制,使
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