盆花的自动浇水系统的设计与实现文献综述.doc

文献综述 盆花的自动浇水系统的设计与实现 一、前言 如今人们的生活水平越来越高，盆栽植物[1]被越来越多的城市居民开始种植，也越来越受到人们的喜爱。喜爱盆景的人都知道，季节干旱、热天，使有些喜潮湿的花缺水，同时，有些盆花一天不只要浇一次水。再者，除了专业的养花户以外，一般的养花只是作为业余爱好，但是由于现在城市的生活节奏比较紧张，由于工作、出差等原因，人们经常会无暇顾及自己的盆花，经常忘记给盆花浇水或使植物枯死，或者由于一次浇水过多而使一些喜干的花卉涝死，使养花者遭受不必要的损失。 当今世界水资源的缺乏已经是一个不争的事实，水资源已经变成一种宝贵的稀缺资源，地球上的总水量约为13860亿立方米，其中大部分是人类不能直接使用的海洋水，约为13380亿立方米，约占全球总水量的96.5%。在余下的水量中还有1.78%的地表水， 1.69%的地下水。人类主要能利用的淡水约350亿立方米，只占全球总水量的2.53%。，其中大部分还是以冰川、永久积雪和多年冻土的形式储存，不能直接利用，少部分分布在湖泊、河流、土壤和地表以下浅层地下水中。我国的水资源也相当缺乏，虽然总量位居世界第六，但我国人口众多，人均量却只有世界人均量的四分之一，且分布也是很不均匀，因此水资源问题已不仅仅是单纯的资源问题，更是关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安。所以，节约用水已经刻不容缓了。 考虑到水资源的短缺和重要性，高效的自动化控制节水灌溉技术不但能够有效的节约用水，同时也是现代化的体现，因此这篇文章在给盆花浇水时采用的方式是目前国际上受到广泛认可和应用的微灌方法。微灌，是按照作物的要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比，微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤，因此，又称为局部灌溉技术。 要做到浇水适量这就要求我们对盆中土壤的湿度有一个大致的了解，采用单片机模糊智能控制是一种比较可行的方法。这个系统的工作原理是利用土壤水分传感器测定土壤的含水量情况，并且把信号送到单片机，然后单片机根据其内置的模糊控制规则，把输入的信号进行模糊判决，根据判决结果作出是否进行灌溉 以及灌溉多长时间。 本篇文章提供了一种基于土壤湿度自动控制盆栽植物生长过程土壤水分测控系统，使土壤湿度控制在有利于植物生长的湿度范围内，有效避免了因过涝或过干而给植物造成的影响，确保植物能够正常生长、开花、结果。 二、主题 土壤湿度[2]，作为进行土壤浇灌的基本参考量，土壤湿度的定义有两种：一种是质量百分比；另一种是体积百分比，用PCT表示。测定土壤湿度的方法有重量法、电阻法、负压计法、中子法、遥感法。 目前国内外有很多种检测土壤湿度的仪器和系统，有应用SU-8粘合技术的湿度传感器[4]，该传感器是由SU-8真空粘合技术制作的铂压阻压力传感器，铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器组成；有基于3G和WSN的湿度采集系统[5]，该系统通过设置若干个无线传感器网络，构成无线传感器网络群，每个传感器网络由若干传感器节点和1个簇头节点组成，传感器节点采集的湿度数据通过无线射频电路传输到无线传感器网络的簇头，簇头节点再传输到无线中继节点，由中继节点发送到3G网络，最后传到土壤湿度监测中心，但该系统成本很高，不适合做家庭式的盆花浇水器；有基于GPRS短信息方式的土壤湿度检测系统[6]，本系统由数据采集部分、数据发送和无线通信部分、数据接收及处理部分等组成。通过传感器采集的数据存人单片机(AT89C2051)内；单片机再通过无线通讯模块GR47发送和接收数据，下位机主要完成采集数据、分时存储和上、下位机通信，通过串行接口和电平转换电路与GSM联接，实现以公众网为平台，通过电信公众网络[7]传输数据；有基于AT89S51单片机的微型土壤湿度检测仪[8]，微型土壤检测仪的信号处理系统包括土壤湿度传感器、MD采集电路、单片机和微型液晶显示器。其工作过程是：土壤湿度传感器将湿度信号送至A／D采集电路[9]，经A／D转换后，所得数字信号送入单片机进行数据处理，最后将处理结果发送到微型液晶显示器显示。 本次设计我们将采用的是电阻法。土壤电阻值与它的湿度有关[3]，潮湿时电阻值小，干燥时电阻值大，因此可通过测定土壤电阻值来判断其湿度。土壤水分的不同会导致土壤有不同的电阻值[11]，通过浇水器插在土壤中的探头检测土壤的电阻，然后经过信号转换电路把系统的电阻信号转化为电信号。再经过控制电路和放大器输出高低电平信号，单片机[12]通过判断其前端输出电信号的高低来控制继电器进而控制连接水箱水阀的通断[13]，从而完成是否对土壤进行浇水。 正如上面所说水资源现在已经变得非常宝贵