树苗育苗过程中自动灌水系统的设计开题报告

1. 研究目的与意义

本系统研究的是在花盆幼苗育苗过程中时自动灌水，采用计算机数据采集分析，实时监控周边情况的发生，做到节水化，安全化，智能化与可持续发展一体化。植物是离不开水的，花盆存储水分容量是有限的，需要定期浇水，很多都市白领因工作可能会忘记给植物浇水，这样会导致植物由于缺乏水分枯萎而死。

因为不同的花和植物需要水的不同特点，所以合理地浇水会使植物生长良好，也能达到节约用水的目的，因此，高效的灌溉系统是能够根据人们的意愿进行适量、适时的方向发展。另外，对几种典型的苗进行调研，分析其最适宜的灌水条件与灌水量，采用湿度传感器测量育苗基质中的水分，实时监控育苗过程中的水分量，实现自动灌溉，提高作物苗的培育质量，减少劳动量。

所以，本设计主要包括两个方面，一是测量，获取土壤水分信息，并根据土壤水分、湿度和植物需水特性的多少来确定浇水的水量。这将摆脱过去，只有浇水的经验，给植物浇水要在科学基础上的决策。二是控制，根据对土壤研究及植物需水特性进行合理的浇水决策，即将传统的只是凭经验由人工手控制洒水器的方式，变化为自动进行适量的、适时的、按需的灌溉控制。系统根据由测量土壤湿度，通过抽水装置控制给水量的多少，从而使得水资源能够得到高效的使用，同时也节省了人力，达到智能灌溉的目的。

2. 国内外研究现状分析

目前，国内灌溉的自动化水平以及自动化普及率还很低，尽管某些经济条件好的地区采用了国外先进的灌溉控制系统，但还是不能够很好的估计土壤的含水量以及树苗的需水量，很难实现科学的灌溉控制，势必会引起水资源的大量浪费及树苗育苗的不足。

同时，在育苗过程中需要大量的人力和财力，面对我国水资源匮乏给及的情况下，如何利用有限的水资源，把我国林业灌溉智能化、合理化、科学化是现今最亟需探讨的一个课题。

通过美国hydropoint公司开发的新型智能灌溉系统，可以根据植物和土壤的种类，光照能量来优化用水量，还可以在雨后覆盖监控土壤的湿度。通过这一研究，可以为美国节约16%~30%的水量，而其成本一样。

3. 研究的基本内容与计划

结合中外灌溉技术发展现状，针对现有的自动灌溉系统都需要外加电源供电，存在一定安全隐患，而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内，只能简单地设置灌溉时间及循环时间，不能灵活根据季节不同自动调节等缺点。因此在设计该系统时应当要考虑可以便捷化操作更改设置，根据不同时节，不同气候下灌溉育苗；另外还要考虑温度、湿度、光照、盐碱度对育苗灌溉所受的影响，能够灵活处理在现实情况下发生自然灾害、设备故障、电流短路、线路断电漏电等一切实际故障，因此在设计自动灌溉系统过程中，注意信号采集系统（土壤湿度检测，温度光照感应），监控系统与灌溉系统的结合处理。

利用湿度传感器来检测土壤的含水量并将检测到的信号传给控制器51单片机，通过土壤湿度传感器检测到的土壤数据反馈到单片机，单片机经过比较处理。如果需要浇水则驱动水泵电机浇水。如果不需要单片机停止浇水实时显示当前湿度。系统可可以设定上限和下限。

本次盆栽植物自动灌水系统，系统是用at89c51单片机作为控制中心，使用yl-69作为土壤湿度传感模块，lcd1602作为显示数据的模块，蜂鸣器作为通知模块，按键是用来设定报警的数值。通过yl-69湿度传感器进行土壤湿度的采集，单片机at89c51进行信息处理，输出控制信号，控制信号通过控制继电器控制水泵电源是否通断，从而完成自动浇水，浇水的同时蜂鸣器会发出声音提示。

4. 研究创新点