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花園自動澆水設備的研究現狀與應用

時間:2019-09-23 來源:科技風 作者:丁朗朗 本文字數:2377字

  摘    要: 我國是人口大國, 人均水資源量較少, 屬于嚴重缺水的國家之一, 節約用水是我們一直關注的問題。自動澆水設備在我們的生活各方面廣泛應用, 自動澆水設備應用先進的系統對綠色植物生長的環境的土壤濕度、溫度、光照強度等參數進行采集, 通過土壤的濕度情況來判斷澆水的時間, 實現對水資源的節約和植物生長需要, 讓人們生活的條件更美好。

  關鍵詞: 自動澆水設備; 物聯網技術; 花園; 應用潛力評價;

  1、 自動澆水設備的意義

  隨著生活水平的提高, 人們越來越追求高品質的生活質量, 對于原有的生活環境越來越不滿足, 人們希望生活中充滿綠色, 綠色植物給人們的生活帶來了很大影響, 它可以改變人們的心情和釋放壓力。綠色植物凈化空氣的效果非常好, 它可以吸收空氣中的甲醛和苯等對人身體有害的物質, 釋放氧氣。人們通過觀察綠色植物生長環境中空氣的濕度、溫度、光照強度和土壤的濕度等參數來進行通風、遮光、澆水等操作。不干不澆, 澆就澆透是澆水的原則。但是人們很難判斷準確土壤的干濕程度, 無法把握澆水的時間和澆水的多少。澆水量的多少會嚴重影響綠色植物的生長狀況。而且我國的水資源嚴重短缺, 澆水方式不恰當, 可能導致水資源的極大浪費。[1]

  另外, 由于人們出差在外、長時間放假、工作忙等原因, 導致人們經常不能夠及時給綠色植物澆水和養護, 影響綠色植物正常的生長, 甚至導致其死亡。

  基于以上情況, 物聯網技術在綠色植物管理方面得到了應用, 并有效的解決了上述問題。物聯網技術可以高度集成和綜合應用綠色植物自動澆水和環境參數, 改變了以前人工澆水的管理方式, 使得綠色植物的管理朝著精細化和智能化改變。物聯網技術的工作原理為采集綠色植物生長的土壤濕度參數, 并將這些參數發送到協調器, 協調器會對接受到的數據進行對比, 看其是否達到節點閾值, 從而發送命令是否需要澆水。這種系統操作十分簡單, 自動澆水效果顯著, 在辦公室、家庭等場所廣泛應用。

  綜上所述, 基于物聯網技術設計的綠色植物生長環境參數采集和自動澆水系統具有重要使用價值, 它可以準確判斷進行自動澆水, 讓那些忙于工作的人們不用擔心喜愛的綠色植物會缺水而影響生長, 它可以針對不同生活習性的綠色植物制定不同的澆水方案。

  2、 自動澆水設備的研究現狀

  2.1、 國外研究現狀

  國外對綠色植物自動澆水設備的研究較早, 國外很多國家非常注重綠色植物的種植, 它們花費了大量的資金進行自動澆水設備的研發工作, 當前已經有很多產品在我們的生活中得以應用。

  20世紀70年代, 荷蘭的PRIVA公司研發了一套被譽為盆栽花卉管理專家系統。該系統的工作原理為首先植物學專家根據統計結果得出某種植物的土壤濕度的最佳值, 將其作為閾值, 然后通過節點控制器實時采集綠色植物生長的土壤濕度值, 將其與閾值進行對比, 從而控制相關設備是否對綠色植物進行澆水。
 

花園自動澆水設備的研究現狀與應用
 

  美國是最早將電子技術和計算機技術應用于綠色植物自動澆水方面的國家。Benami等人研發了一套可以根據某種植物的生長特點和對環境的生長要求來控制溫室內溫度、濕度、光照強度等因素的自動澆水系統。[2]

  以色列是世界最缺水的國家, 自動澆灌技術在世界處于領先地位, 以色列基本對所有溫室內的綠色植物配備了自動澆灌的設備, 通過采集土壤的濕度和肥度, 應用計算機程序遠程對綠色植物進行澆水和施肥。

  2.2、 國內研究現狀

  我國是農業大國, 農業用水量占總用水量的一半以上。同時我國又是人口大國, 人均的水資源量短缺, 所以我國一直十分重視農業水資源的利用率。隨著科學水平的進步, 我國研發出一系列的節水自動澆灌系統。

  2011年, 楊守建等設計了一套家庭自動澆花裝置, 這種裝置具有一個土壤濕度傳感器, 定時測量土壤濕度, 根據不同植物的最適宜的土壤濕度, 通過該裝置對植物進行澆水。

  2012年, 趙麗等設計了以單片機為基礎的智能澆花系統。該系統的為核心控制器是AT89S52, 它定時讀取SLHT5-1傳感器參數值, 使用模糊控制的方法控制水栗對植物進行澆水。當綠色植物需要澆水時, 報警器會發出信號。[3]

  3、 自動澆水設備在花園中的運用

  自動澆水設備我們生活的各個方面都有應用, 花園中應用自動澆水設備是以方便家居為前提, 改善人們的生活環境, 滿足人們在美觀、便捷等方面的需求, 并合理利用了水資源。

  3.1、 自動控制, 管理簡便

  綠色植物不同于動物, 它不會表達自己的想法, 它只會靜靜地等待人們去照顧它。很多沒有經驗的綠色植物養殖者, 對植物知識缺乏, 導致植物沒養多久就死了。很多人們的工作較忙, 沒有時間照顧家里的花花草草。自動澆水設備成功的解決了這個問題。自動澆水系統實現自動養護, 為種植者分擔解憂, 讓家庭園藝變得簡單。[4]

  3.2、 良好的穩定性、可擴展性

  自動澆水設備應用于居家生活, 沒有專業人員維護, 這就要求自動澆水設備具有較高的穩定性和耐用性。花園的分布區域廣泛, 花園的大小差別也較大, 這就要求自動澆水設備的采集端和控制端能夠根據具體情況能夠進行擴展和縮減, 以適應不同的環境的花園。

  3.3、 低成本, 安裝使用簡易

  我國的觀賞園藝行業發展較慢, 人們只會將少部分的資金投入其中, 這就要求自動澆水設備的造價成本不能太。家庭園藝種植者都屬于非專業種植者, 這就要求自動澆水設備操作要簡單方便, 安裝便捷, 讓大眾能夠接受。

  4 、結論

  自動澆水設備可以根據不同綠色植物生長的需要對其澆水進行控制, 實現了對水資源的節約。工作繁忙的人們不用擔心花花草草因不能按時交水而死亡, 讓人們可以享受綠色植物給生活帶來的好處。自動澆水設備具有較好的應用前景。

  參考文獻

  [1] 田艷麗.基于AVR單片機的綠植自動澆水系統研究[J].農家參謀, 2019:249.
  [2] 陳春先, 曲鳴飛.基于單片機的辦公室花卉智能澆水系統設計[J].互聯網+技術, 2018, 45-46.
  [3]吳蓓, 張陽.基于單片機的自動澆花系統的設計[J].現代信息科技, 2018, 2 (3) :39-41.
  [4]馮筱, 秦文華, 于欣, 周子力.基于控制土壤濕度的智能花卉澆水系統設計[J].現代電子技術, 2015, 38 (07) :110-113.

    丁朗朗.自動澆水設備及其在花園中的運用[J].科技風,2019(26):31.
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