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智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案

每一株植物都有適宜生長的水分。如果水分太高，植物的根就會在土壤中腐爛。如果水分太低，就不能提供植物生長所需的水分。灌溉是在適合植物生長的范圍內(nèi)使土壤含水量最大化的過程。它可以分為三種情況:大于、等于和小于。該系統(tǒng)根據(jù)可編程控制器中的可編程程序，按一定的水量自動灌溉。最后，灌溉由系統(tǒng)自動實現(xiàn)，不需要人的直接參與，人的作用只是調(diào)節(jié)控制程序和檢修控制設(shè)備。

控制器、傳感器、變頻器是實現(xiàn)智能灌溉不可缺少的設(shè)備。但是為了使整個草坪得到等量的水，草坪要實現(xiàn)均勻智能灌溉，就必須設(shè)計一個完整的系統(tǒng)。

一套完整的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)由水源、電源、可編程控制器、開關(guān)量、模擬量輸入、現(xiàn)場儀表、顯示面板等組成。

水源：包括各種可使用的水源，如自來水、河流、井水、池塘等。根據(jù)到灌區(qū)的距離，選擇的水源必須有足夠的供水是很重要的。

電源模塊：穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)是整個系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要前提。

顯示面板：顯示面板上的指示燈使操作人員能清楚地看到系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，便于控制和維護(hù)。

其他輔助設(shè)備：冷卻風(fēng)機(jī)、UPS不間斷供電等輔助設(shè)備對整個系統(tǒng)的改善是必要的，這對提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命有很大的幫助。

智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)。

1.智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的工作原理

灌溉系統(tǒng)工作時，濕度傳感器采集土壤中的干、濕信號，檢測到的濕度信號通過A/D模塊轉(zhuǎn)換，將標(biāo)準(zhǔn)電流模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字濕度信號，輸入到可編程控制器。在可編程控制器中，預(yù)設(shè)50%rh~60%rh為標(biāo)準(zhǔn)濕度值。相對于50%~60%rh，實際測量的濕度信號可分為三種情況：在此范圍內(nèi)、超出此范圍和小于此范圍。可編程控制器將控制信號傳給變頻器，變頻器根據(jù)濕度值，相應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)驅(qū)動水泵從水源中抽到需要灌溉的水，電磁閥會自動打開，通過主管道和分支管道進(jìn)行灑水，灑水噴頭以各自的宣傳角度自動旋轉(zhuǎn)。電磁閥在沖洗結(jié)束時自動關(guān)閉。為了避免原理水源的噴頭不那個提供足夠的壓力，在電磁閥側(cè)面安裝了一個壓力表，以確保噴頭的水壓滿足設(shè)定的噴灌范圍，從而避免了水壓不足導(dǎo)致噴頭范圍縮小的現(xiàn)象。整個系統(tǒng)協(xié)同工作，實現(xiàn)草坪灌溉智能化的控制。

2. 智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)智能灌溉，系統(tǒng)需要可編程控制器、傳感器、A/D模塊、變頻器、電機(jī)、水泵、電磁閥、管網(wǎng)等設(shè)備。

(1)可編程控制器：負(fù)責(zé)發(fā)出和接收各種運(yùn)行程序指令，是整個控制系統(tǒng)的中心部分。

(2)傳感器：由于設(shè)計時間比較倉促，忽略了溫度對灌溉的影響，所以不使用溫度傳感器，只使用土壤水分傳感器。傳感器接收土壤中的水分信號，以確定是否需要灌溉。

(3)A/D模塊：由于可編程控制器不能接收模擬信號，所以有必要將傳感器的電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

(4)變頻器：通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)噴灌流量，達(dá)到節(jié)約用水的目的。

(5)電機(jī)和水泵：電機(jī)帶動水泵從水源抽水，為噴灌系統(tǒng)提供一定的壓力。

(6)電磁閥：控制灑水噴頭是否灑水。

(7)管網(wǎng)：灌溉系統(tǒng)中輸送水的管道。