盆景灌溉节水喷淋系统自动化装置研究

盐城工业职业技术学院汽车工程学院 陈安柱 徐文海

本文主要研究家居智能化自动喷淋盆景设备，其含有埋设在土壤中的湿度传感器、温度传感器，两种传感器单元的信号分别传输到控制器单元，经控制器处理后信号输出到喷淋单元，同时控制器信号输出到显示屏上。本论文研究家居智能化盆景自动喷淋设备，可以作为研究微灌技术的试验样本，并解决家庭居家花草种植灌溉自动化问题。

盆景；节水；喷淋

盆景灌溉节水喷淋系统自动化装置研究

盐城工业职业技术学院汽车工程学院 陈安柱 徐文海

1 引言

国内外的研究主要集中在种植大棚的灌溉系统、楼宇消防烟雾警报喷淋系统上，很少有涉及本论文中的这种灌溉系统。西北农林大学韩文霆博士提出“变量喷洒可控域精确灌溉喷头及喷灌技术研究”，主要研究了如何精确化喷淋灌溉。史少培、谢崇宝等学者对《喷灌技术发展历程及设备存在问题的探讨》详细介绍了喷淋系统及设备的发展与问题。但是这些研究都没促使喷淋设备更加简洁、方便、智能地进入每一个家庭，并成为家居美化的必需品。

微灌领域，以色列和美国研究较为领先。提出新的灌溉理念：把肥料混合水均匀散入作物根系的土壤中，使土壤中肥料水、气、热等合理分布，从而使作物高产。尤其是以色列，由于水资源极度缺乏，通过发展节水农业和节水灌溉工程技术，建立起了高度发达的外向型农业产业。世界著名的耐特费姆（Netfim）灌溉设备和滴灌系统公司生产的微灌系统基本由计算机自动控制运行，可以随着作物的生长状况及水、肥状况进行精确灌水和施肥，节约大量人力，且管理及时，产量和品质都得到较大幅度提高。除了大力推广微灌与喷灌技术外，发达国家发展高效农业的另一个重要途径是灌溉管理的自动化。

2 具体研究内容

本文为解决现有应用技术的不足，研究了一种智能化盆景自动喷淋设备，可以用于研究微灌技术的先行试验体，可以作为研究微灌技术的试验样本，并解决家庭居家花草种植灌溉自动化问题。

家居智能化盆景自动喷淋设备由蓄电池、控制器、喷淋单元、土壤湿度传感器、土壤温度传感器、显示屏和太阳能电池板构成，其中蓄电池电源和太阳能电池板分别连接控制器、喷淋、土壤湿度传感器、土壤温度传感器和显示屏，土壤湿度传感器单元和土壤温度传感器均埋设在土壤内，土壤湿度传感器和土壤温度传感器的信号分别输出到控制器，经控制器处理后的信号输出到显示屏单元。

项目要重点解决的关键技术问题：

喷淋装置结构如图1所示，家居智能化盆景自动喷淋装置，包括蓄电池电源、控制器单元、喷淋单元、土壤湿度传感器单元、土壤温度传感器单元、显示屏单元和太阳能电池板单元。各单元器件均由太阳能电池供电，数据经控制器单元处理后分别传输到执行机构和显示监控设备。

图1 系统简图

特色和创新之处：

（1）本项目充分利用太阳能电池板，在阳光充裕的天气，充分利用绿色能源给花草喷淋系统设备电子元器件供电。

（2）本项目通过调节喷淋支架组件与喷淋头的连接，从而使喷灌系统的喷水区域可以自由调节，实现了灌溉的均匀性以及覆盖性。

（3）喷淋系统的水箱内部装有农药、化肥以及水，经混合后，通过喷淋，可实现杀虫、施肥及灌溉的多种用途功能。

（4）本项目通过综合利用时钟、温度、高度、时间和角度设置模块来分别实现喷淋的时间、均匀度设定及喷淋时刻设定的功能；通过显示屏可以实时显示盆景的生长状态参数。

3 小结

盆景自动喷灌系统的研发在整体上充分体现了以人为本的设计理念，使产品更加智能化。

[1]韩贵黎.基于PLC和物联网感应的智能灌溉节水系统设计[J].农机化研究，2017(12).

[2]沈翠凤.基于单片机和无线通讯的自动农田节水灌溉系统[J].工业控制计算机,2013(11).

陈安柱，男，1984年出生，江苏连云港人，硕士，讲师，研究方向：车辆工程。

盐城市2016年度农业科技创新专项引导资金拟立项项目智能灌溉节水喷淋系统的研发（编号：YKN201608）本论文得到2017年江苏高校“青蓝工程”资助。