浅析智能灌溉节流阀设计范文

摘要：目前，新疆的农田灌溉方式依然集中在传统的灌溉方式上。根据新疆的土地资源情况以及其他自然环境情况，主要针对上述问题开展智能土地灌溉节流系统的研究与设计。通过单片机作为核心控制机构，利用多种传感器，以及太阳能电池板等其他装置的灌溉节流阀，使其能够节约水资源，达到节约灌溉，克服恶劣环境的目的。

关键词：智能灌溉；湿度传感器；节流阀

1绪论

目前，新疆的农田灌溉方式依然集中在传统的灌溉方式上。一方面，新疆的占地面积大，农田的种植面积广；另一方面，新疆自然环境较为恶劣，水资源比较匮乏。土地沙漠化较为严重，植被覆盖面积较少等等一系列情况，这样极其不利于农作物的生长，且浪费水资源的情况同时也较为严重。对新疆农林经济增长有着巨大的影响，同时也影响着农民家庭经济。本设计根据新疆的土地资源情况以及其他自然环境情况，主要针对上述问题开展智能土地灌溉节流系统的研究与设计。通过单片机作为核心控制机构，利用多种传感器，以及太阳能电池板等其他装置的灌溉节流阀，使其能够节约水资源，达到节约灌溉，克服恶劣环境的目的。通过这项装置，可以改变新疆传统农田的灌溉方式，大大节约自然资源，节省人力，同时也可以促进经济增长。

2整体结构阐述与结构说明

2.1系统组成

本文利用51单片机作为主要控制核心，利用湿度传感器，即根据需灌溉地中土壤湿度进行判断，当湿度低于预设值之后，进行浇水灌溉。当湿度达到峰值后，停止灌溉。整个节流阀供电系统，我们采用太阳能蓄电池供电的方法，既利用了自然资源，又节约了电力，这样可以体现装置节能环保的特点。在阳光充足时，太阳能电池板直接将太阳能转化为电能，一部分用来直接向装置供电；另一部分转化为化学能储存在装置下蓄电池中。当夜晚时，若庄稼需要灌溉时，蓄电池开始工作，将储存的化学能转化为电能释放出来，供装置整体工作。有些地区天气状况恶劣，难免会出现一些风沙状况，为了保护装置，我们在阀体的两侧安装了一个可伸缩式的防护罩，当风沙来临时，下部电机操作防护罩，使其关闭，从而保护装置。

2.2功能介绍

我们所选用的湿度传感器是TELESKY作为我们所选用的传感核心，单片机系统用的是最常见的51单片机系统。整体是采用一个常用的灌溉水阀。将单片机系统安装在阀体底部盒子中，各类传感器安置在阀体的两侧，一边可以及时将信号反馈给单片机系统。将太阳能电池板安装在阀体顶部，以便能接收充足的太阳能，供装置利用。在单片机下面，安装了一个蓄电池盒子，内部装有蓄电池，可对装置夜晚工作进行供电。在整体装置的最下部，安装了一个小电机，电机可以控制防护罩的打开与关闭。

2.3操作具体流程介绍

整体装置组装好之后，开始进行实际应用。首先，选择一块需要灌溉的菜地，将我们的装置安装在灌溉所需要的水管上。当菜地的湿度低于预设值时，系统接收到指令，将阀门打开，开始灌溉。当湿度满足峰值之后，系统接收到指令，结束菜地灌溉。

3试验、拓展

3.1试验

我们把组装好的实物经过几次实地考察，并进行几次改进之后，在农田里进行了试验。白天时，当光照充足时，若菜地不需要灌溉，太阳能电池板将采集到的太阳能转化为化学能储存在蓄电池中；当菜地的湿度低于预设值时，系统接收到指令，指示灯亮，蜂鸣报警器随之发出声响，装置开始工作，将水阀打开。当湿度满足峰值之后，系统接收到指令，结束菜地灌溉。反复将多种情况模拟，已达到好的效果，最终使装置合理化、完善。

3.2拓展

本实验装置针对新疆农田灌溉特点设计，可在此基础上进行更多方面的改进。可拓展到新疆棉花田地、校园植被树林、公园景区等等，充满植被，可灌溉的区域，也可应用到农村种植经济作物的土地中，方便操作，节约资源，对资源保护起到非常大的作用。

4总结

本装置依据菜地灌溉特点，在传统灌溉上进行创新，即节约了水资源，又不对环境造成污染，装置采用太阳能资源。整个装置运用了新型传感器，同时利用单片机系统作为核心，符合创新的特点。装置经过多次试验与预期设想基本一致。同时针对新疆的棉田植被特点进行设计，即改变了传统的灌溉方式，同时也节省了大量资源，提高棉花产量。此装置应用广泛，可应用于许多需灌溉的地域。此装置还可工作在恶劣环境条件下。通过这项装置，可以改变新疆传统农田的灌溉方式，大大节约自然资源，节省人力，同时也可以促进经济增长。

参考文献：

[1]王磊.农田水利工程高效节水灌溉发展思路探析[J].吉林农业,2018(23):79.

[2]杨春曦,刘华,谢可心,等.便携式土壤湿度检测装置用于精准灌溉决策系统[J].农业工程学报,2018,34(22):84-91.

[3]凌锴垚.基于单片机控制的智能浇灌装置设计[J].科技风,2018(34):9.

[4]赵建新.浅析单片机在智能滴灌系统设计中的应用[J].计算机产品与流通,2018(10):104.

[5]周琳博.基于单片机技术的智能水利灌溉控制装置[J].水利科技与经济,2018,24(07):78-80.

[6]杨洋.绿色智能化节水灌溉系统设计与应用研究[D].银川：宁夏大学,2017.

作者：孙能 王鹏 袁粼 王飞宇 马雪亭 单位：塔里木大学