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智能灌溉范文1

中圖分類號:TP29文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0209-02

Design and Implementation of Intelligent Automatic Irrigation System

LI Kai, OU Dan, WU Yun

(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)

Abstract: An automatic irrigation system with tap-water generating electricity was design for saving water, irrigating plants in season and avoid irrigating it at noon. The electricity generating equipment is connected between two water pipes, the small waterproof electricity generator is placed in a sealed plastic shell, the power is generated when the water flowed through turbine blades and stored into a storage battery after the voltage is boosted from 4~5 V to 12 V through the voltage boost circuit. The signals are gathered by the humidity resistance and the photosensitive resistance, judged by NE555, through CD4073 and the delay circuit to control the magnetic valve, the humidity, brightness and delay time can be adjusted. The tap-water generating electricity system owns perfect sealing property and high efficiency through experiments. The device can save energy and beautify the environment.Keywords: intelligent control; automatic irrigation system; 555 circuit; humidity resistance

0 引 言

水是生命的基礎(chǔ),植物正常的生命活動就是建立在不斷地吸水、傳導(dǎo)與運(yùn)輸、利用和散失的過程之上。在我國水資源卻嚴(yán)重不足,使我國成為世界上13個淡水資源最貧乏的國家之一[1]。人均占有淡水資源僅為世界人均占有量的四分之一。水資源的匱乏給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了極大的障礙和困難。農(nóng)作物生長的土壤需要保持一定的濕度,人們通常根據(jù)種植的經(jīng)驗(yàn)對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉,不能及時或不能精確地控制澆水的多少,往往造成大水漫灌,在很大程度上白白地浪費(fèi)掉一大部分水資源[2]。如何利用有限的水資源,走“節(jié)水農(nóng)業(yè)”已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得最佳的效益和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的增長點(diǎn)。因此使用自來水發(fā)電的智能灌溉系統(tǒng),控制噴灌和微灌系統(tǒng),能有效地減少田間灌水過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)都要外接電源,存在一定的安全隱患且較麻煩。本系統(tǒng)可在無供電條件的地區(qū)使用,其最大優(yōu)點(diǎn)為節(jié)水、節(jié)能、節(jié)約勞動力。

1 設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)方案描述

針對現(xiàn)有的自動灌溉系統(tǒng)都需要外加電源供電,存在一定安全隱患,而且現(xiàn)有的自動灌溉裝置的程序一般固化在系統(tǒng)的程序存儲器內(nèi)[3-4],只能簡單地設(shè)置灌溉時間及循環(huán)時間,不能靈活根據(jù)季節(jié)不同自動調(diào)節(jié)等缺點(diǎn),該系統(tǒng)將小型直流發(fā)電機(jī)接上風(fēng)葉至于密封特制的盒子中,用水流帶動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)來發(fā)電,再將電能儲存到蓄電池中以給監(jiān)控電路和電磁閥供電。 該裝置是以濕敏電阻和光敏電阻檢測信號,自來水發(fā)電[5]用作供電的一種無需外接電源的自動灌溉裝置。該裝置監(jiān)控電路由信號采集部分[6],灌溉控制部分,電源部分,執(zhí)行部分4部分組成。如圖1所示。

1.1 信號采集部分

1.1.1 土壤濕度檢測

采用硅濕敏電阻作為檢測土壤濕度的傳感器,它在25 ℃時響應(yīng)時間小于5 s,檢測土壤含水量范圍為0～100%。

圖1 監(jiān)控電路

當(dāng)濕敏傳感器插入土壤時,由于土壤含水量不同,使得濕敏傳感器的阻值也不同。通過濕敏電阻和IC1 NE555判斷濕度強(qiáng)弱,如果是土壤較干燥,濕敏電阻阻值較大,NE555翻轉(zhuǎn),輸出高電平(約為電源電壓)。

調(diào)整時,將濕敏電阻插入水內(nèi),調(diào)RP1使NE555[7-9]的3腳輸出為12 V,然后將濕敏電阻從水中取出并擦干,調(diào)RP1使輸出0 V,這樣反復(fù)調(diào)節(jié)多次即可達(dá)到要求。

1.1.2 日光強(qiáng)弱檢測

通過光敏電阻和NE555判斷光線是否強(qiáng)烈,如果是中午光線較強(qiáng)烈,IC2 NE555的3腳輸出低電平,此時無論土壤干燥與否均不澆水。此處用NE555進(jìn)行判斷,當(dāng)傍晚日光較弱,光敏電阻阻值較大NE555翻轉(zhuǎn),輸出高電平(為電源電壓)。

1.2 灌溉控制

1.2.1 與門判斷

當(dāng)IC1和IC2同時輸出高電平時,IC3 CD4073輸出高電平。無論IC1和IC2中任一不滿足條件,IC3都輸出低電平。

1.2.2 延時電路

通過CD4060和電容電阻和可調(diào)電阻組成的震蕩電路實(shí)現(xiàn)延時從CD4060開始工作到進(jìn)入保持狀態(tài)這段時間就是灌溉時間。可調(diào)節(jié)RP3的阻值來改變延時時間 。

1.3 電源部分

由于自來水在水管中流動的速度較快,可以把其中的部分動能回收利用。用自來水壓力推動風(fēng)葉片帶動微型的發(fā)電機(jī)[10],將發(fā)電機(jī)發(fā)出電能存儲到鋰電池中,再通過升壓電路將鋰電池中電能轉(zhuǎn)存到6 V或者12 V蓄電池中。用這部分電能為自動灌溉監(jiān)控電路提供電能。

1.4 執(zhí)行部分

使用濕度檢測部分輸出的電壓來控制繼電器的吸合,進(jìn)而控制電磁閥的通斷,實(shí)施自動灌溉。

電磁閥與電源間加一開關(guān),使其可強(qiáng)制打開和關(guān)閉。當(dāng)想欣賞灌溉美景時,強(qiáng)制打開電磁閥即可。

2 結(jié) 語

試驗(yàn)證明該裝置具有下述優(yōu)點(diǎn):

(1) 系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電路主要由模擬電路構(gòu)成,要求精度不高,穩(wěn)定性好,監(jiān)控范圍和延時時間都可調(diào)節(jié)。

(2) 安全性高。本裝置由自來水發(fā)電,輸出為低電壓,無任何安全隱患。

(3) 成本低。該裝置無需外接電源,無噪音、造價低、體積小、適用范圍廣泛,很容易推廣使用。

(4) 環(huán)保。自來水發(fā)電節(jié)約能源,無污染,保護(hù)環(huán)境。

(5) 可與園林開發(fā)商合作,可為種植業(yè)節(jié)省大量的人力、物力,該節(jié)能設(shè)備將成為種植業(yè)的受益點(diǎn)。

(6) 可用于偏遠(yuǎn)山村,電力不發(fā)達(dá)的地方,使當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)作物生長的更好。

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智能灌溉范文2

【關(guān)鍵詞】C8051F340；can；物聯(lián)網(wǎng)；cp2200

物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。我國是農(nóng)業(yè)大國，人口眾多，對糧食蔬菜等農(nóng)作物需求巨大，隨著農(nóng)村大量勞動力流向城市，農(nóng)村勞動力長遠(yuǎn)看會出現(xiàn)短缺，而我國農(nóng)業(yè)灌溉中大多還是采用傳統(tǒng)的灌溉方式，不僅耗人力而且水資源也是浪費(fèi)，傳統(tǒng)的灌溉還有不及時，效率低，灌溉量不精確等問題。本文提出了智能大棚灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究了通過傳感器檢測來判定是否灌溉，灌溉是否完成，充分考慮關(guān)照，溫濕度等對需求量的影響，并考慮到不同季節(jié)不同作物需水量的不同，通過水位監(jiān)測判定是否灌溉完成，通過vc界面選擇不同季節(jié)，不同作物，通過傳感器檢測到的環(huán)境參數(shù)與上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比較，判定是否要進(jìn)行灌溉，灌溉量是多少，由上位機(jī)傳達(dá)命令到下位機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，進(jìn)行澆水灌溉，達(dá)到最佳的灌溉效果。

1.總體設(shè)計(jì)

1.1 總體框圖

如圖1所示，由C8051F340構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，傳感器采集的信息輸入到這些從機(jī)，從機(jī)通過can總線傳遞給主機(jī)C8051F340，主控機(jī)匯總消息，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)然后傳到上位機(jī)電腦，采集的數(shù)據(jù)信息與上位機(jī)中數(shù)據(jù)庫內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比較，分析，優(yōu)化，最后上位機(jī)發(fā)出控制命令控制下位機(jī)工作。

1.2 下位機(jī)框圖

下位機(jī)（如圖2）由C8051F340單片機(jī)和采集裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。其中C8051F340單片機(jī)是核心，起控制作用；采集裝置由一些傳感器構(gòu)成。灌溉時要考慮光照，空氣溫濕度故檢測裝置有光照傳感器和溫濕度傳感器，灌溉是否完成需要水位監(jiān)測；執(zhí)行機(jī)構(gòu)有通風(fēng)裝置，灌溉裝置和加溫裝置，在灌溉時需要通風(fēng)，而冬天東風(fēng)溫室大棚內(nèi)溫度會低，故要進(jìn)行加熱升溫，當(dāng)需要灌溉時，單片機(jī)從機(jī)接收指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，實(shí)現(xiàn)灌溉。

2.硬件設(shè)計(jì)

C8051F340是美國Silabs公司生產(chǎn)的與標(biāo)準(zhǔn)8051兼容的高速單片機(jī)，它具有速度高，功耗低，有豐富的設(shè)備，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和控制所常用的模擬部件、其他數(shù)字外設(shè)和功能部件，是完全集成的混合信號系統(tǒng)及芯片。

2.1 傳感器與單片機(jī)的連接

如圖3，溫濕度傳感器選用SHT11，這是瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的具有二線串行接口的單片全校準(zhǔn)數(shù)字式新型相對濕度和溫度傳感器，可用來測量相對濕度、溫度等，分辨率高。光傳感器選用TSC2561，它是TAOS公司推出的一種高速、低功耗、寬量程、可編程的光強(qiáng)度數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，可直接通過I2C總線協(xié)議，由MCU訪問。

SHT11的供電電壓范圍為2.4-5.5V，建議供電電壓為3.3V。在電源引腳（VDD，GND）之間須加一個100nF的電容，用以去耦濾波。

2.2 Can總線

CAN屬于現(xiàn)場總線，能有效的支持分布式實(shí)時控制，主機(jī)向從機(jī)1命令時，其他從機(jī)可接受命令，但不需要作出反應(yīng)，只有從機(jī)1接受命令并作出反應(yīng)，在CAN總線通信中，控制器采用PHILIPS公司的SJA1000和收發(fā)器選用82C250芯片。為了增強(qiáng)抗干擾能力，選用了高速光電耦合器6N137。單片機(jī)對SJA1000進(jìn)行初始化，通過控制SJA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送等通信任務(wù)。采用雙絞線進(jìn)行連接。SJA1000的AD0-AD7連接到單片機(jī)的8個I/O接口，對應(yīng)的引腳相連，單片機(jī)可對SJA1000執(zhí)行讀寫操作，可通過中斷方式訪問SJA1000，如圖4。

2.3 以太網(wǎng)控制器與單片機(jī)連接

如圖5，CP2200是集成了IEEE 802.3以太網(wǎng)媒體訪問控制器（MAC）、10Base-T物理層（PHY）和8KB非易失性FLASH存儲器的單芯片以太網(wǎng)控制器；可以為具有11個以上端口I/O引腳的任何微控制器或主處理器增加以太網(wǎng)通信功能；8位并行總線接口支持Intel和Motorola總線方式，可以使用復(fù)用或非復(fù)用方式尋址；是目前體積最小的單芯片以太網(wǎng)控制器。

將地址總線端口A0～A7接F340的管腳P2.0～P2.7，數(shù)據(jù)總線端口D0～D7接P4.0～P4.7，F(xiàn)340通過這兩條總線對CP2200進(jìn)行尋址和數(shù)據(jù)收發(fā)。INT和CS和分別接F340的管腳P3.6和P3.7；單片機(jī)通過管腳P3.6控制CP2200，CP2200通過P3.7向單片機(jī)發(fā)出中斷申請。

2.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)通風(fēng)，灌溉，加熱，執(zhí)行機(jī)構(gòu)均由繼電器間接控制。所用電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，方便控制器控制速度，電磁閥采用220V交流的，型號：2W-160-15，型式：常閉式（即：通電打開，斷電關(guān)閉；）。

2.5 注意事項(xiàng)

（1）電磁閥遠(yuǎn)離控制器，需通過繼電器間接控制，另外要加入電阻電容緩沖，防止影響控制其正常工作。

（2）電源采用開關(guān)電源，接通220交流電，輸出12V6A直流電，電流電壓都要注意，電流過小會造成開關(guān)冒火花但電動機(jī)不工作。

（3）C8051F340與繼電器之間加反相器，控制電動機(jī)，防止啟動時燒壞電源。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 上位機(jī)設(shè)計(jì)

界面采用vc編程，參數(shù)放置采用數(shù)據(jù)庫，不同季節(jié)灌溉量不同，不同季節(jié)具體灌溉量在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置好，比如夏季要增加灌溉量，冬季要減少灌溉量，在界面中可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕選擇季節(jié)。同樣不同的作物也是。光照不同，空氣溫濕度不同，灌溉量也不同，具體的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中，檢測到的信息與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較。

主機(jī)通過無線傳輸接受從機(jī)發(fā)來的信息，然后通過無線傳輸裝置發(fā)送到上位機(jī)PC，上位機(jī)專家系統(tǒng)中有不同作物（西紅柿、茄子、辣椒、西瓜等）的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（不同的作物在不同的季節(jié)所需要的光照，溫度，水分不同，白天晚上溫差大時所需要的光照也不同），標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)與采集的信息比較后發(fā)出命令，主機(jī)接收上位機(jī)的指令，傳給從機(jī)節(jié)點(diǎn)。

上位機(jī)控制下位機(jī)關(guān)鍵是協(xié)議，協(xié)議要一致，比如在上位機(jī)中設(shè)置ComPort.Settings="4800，n，8，1"那么下位機(jī)程序中要對應(yīng)，可以這樣寫程序：

EA=1；ES=1； TMOD=0x20； SCON= 0x50；

TH1=0xF3；//定時器初值高8位設(shè)置//12MHZ晶振，波特率為4800

TL1=0xF3；PCON=0x80；TR1=1；

3.2 CAN通信軟件設(shè)計(jì)

（1）SJA1000的初始化子程序：初始化包括工作方式的設(shè)置、接受濾波方式的設(shè)置、接收屏蔽寄存器和接收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置等。

（2）發(fā)送子程序：發(fā)送時將等待發(fā)送的數(shù)據(jù)按特定格式組合幀報(bào)文，送入SJA1000發(fā)送緩存區(qū)，啟動SJA1000發(fā)送即可。

（3）接收子程序：處理接收報(bào)文的過程中，同時要對諸如總線關(guān)閉、錯誤報(bào)警、接收溢出等情況進(jìn)行處理。

4.結(jié)束語

本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的專家系統(tǒng)，利用C8051F340單片機(jī)與can總線以及以太網(wǎng)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用傳感器檢測環(huán)境參數(shù)，通過與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)比較做出判斷，溫濕度不同，光照不同時，電腦自動設(shè)置不同的灌溉量，有利于精確灌溉，節(jié)約用水，有利于植物的生長，節(jié)約了人力資源。

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智能灌溉范文3

 

本文通過對國內(nèi)外智能化節(jié)水灌溉技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀分析，分析了我國智能化節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其存在問題，并闡述了在我國發(fā)展智能化節(jié)水灌溉技術(shù)的必要性，這將對節(jié)約用水、提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)我國現(xiàn)代化節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

 

我國水資源總量豐富，但人均占有量不足世界人均值的1/4，作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水占據(jù)全國總用水量的70%以上，日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染和水資源浪費(fèi)，更加劇了水資源的缺乏，使得用水矛盾更加凸顯。隨著水資源的日趨緊張，世界各國都在積極探索行之有效的節(jié)水措施[1]。

 

噴灌法、微灌法、滲灌法等，都是為解決水資源不足、提高灌溉水利用效率而發(fā)展起來的現(xiàn)代化的高效節(jié)水措施[2-3]。然而與節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，我國的噴灌、滴灌占有效灌溉面積的比例極低，且自動化、智能化程度不高，這與我國水資源嚴(yán)重緊缺的形勢不相適應(yīng)。

 

1 國外智能化節(jié)水灌溉技術(shù)的研究

 

智能化灌溉是為了能更加高效的利用水資源，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)目標(biāo)，把生物學(xué)、人工智能、微電子等多種高新技術(shù)結(jié)合到節(jié)水灌溉技術(shù)中，按照不同作物對水的需求量不同進(jìn)行不同水量的灌溉。

 

其中智能化灌溉控制器是智能灌溉的核心，能根據(jù)降雨量、當(dāng)前溫度、歷史用水情況，以及土壤含水量等要素，自動調(diào)整灌溉運(yùn)行時間[4]。

 

隨著現(xiàn)代工業(yè)向農(nóng)業(yè)的滲透和微電子技術(shù)的應(yīng)用，國外的設(shè)施農(nóng)業(yè)也不斷地向智能化方向發(fā)展[5]。雨鳥公司、摩托羅拉等幾家公司在20世紀(jì)80年代成功研制了智能化中央計(jì)算機(jī)灌溉控制系統(tǒng)，并且隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件的飛速發(fā)展，該系統(tǒng)也得到了越來越多的應(yīng)用。

 

國外節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展較早，已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，加上他們利用先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對灌溉控制的自動化管理。其中又以美國、以色列、澳大利亞等幾個國家最為突出。

 

美國瓦爾蒙特工業(yè)股份有限公司和ARS公司聯(lián)合開發(fā)的一種紅外濕度計(jì)能夠自動讀取作物葉面濕度，并將其反饋給中央控制器，然后通過電腦對灌溉系統(tǒng)發(fā)出灌水的指令;以色列極度缺水，通過全國鋪設(shè)管道輸水來降低輸水損失，并大量采用噴灌、滴灌技術(shù)，通過家庭計(jì)算機(jī)和無線控制技術(shù)對灌溉實(shí)行自動化的管理使得其灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)0.9以上[6-7]。

 

2 國內(nèi)智能化節(jié)水灌溉技術(shù)研究現(xiàn)狀

 

我國的節(jié)水農(nóng)業(yè)根據(jù)我國國情，在科技工作者不斷地推陳創(chuàng)新中形成了自己的特色和優(yōu)勢，但在現(xiàn)代化的信息技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)、人工智能的利用上與發(fā)達(dá)國家相比依舊存在差距。在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)上缺乏競爭力。

 

自1990年起科技部通過863計(jì)劃，我國就開始實(shí)施農(nóng)業(yè)節(jié)水智能化示范區(qū)的工程建設(shè)，近些年來智能化節(jié)水灌溉已有所發(fā)展。

 

北京市第1個農(nóng)村節(jié)水灌溉計(jì)量信息化管理的示范區(qū)通州區(qū)，于2010年建成實(shí)現(xiàn)了村級農(nóng)業(yè)用水的智能化計(jì)量管理[8];云南省昭通市昭陽區(qū)的智能化灌溉蘋果園，利用電磁閥實(shí)現(xiàn)了對園內(nèi)滴管、微噴設(shè)施的遠(yuǎn)程控制[9];

 

唐山市豐南區(qū)的智能井房建設(shè)更是做到了計(jì)算機(jī)與遙感技術(shù)、傳感器等的結(jié)合，聯(lián)系農(nóng)業(yè)部土壤墑情、氣候預(yù)報(bào)，做到了更加精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)灌溉[10]。這些智能化的灌溉及管理措施給當(dāng)?shù)毓┧块T的工作帶來了便利的同時也極大地提高了農(nóng)業(yè)用水的效率，也實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收。

 

雖然智能化節(jié)水灌溉在我國已有所探索并在局部地區(qū)開始應(yīng)用，但這些只是局部小范圍的，而且靠大量的財(cái)政扶持，尚沒有形成一個完整的產(chǎn)業(yè)體系，也沒有做到大范圍的推廣。

 

3 智能化節(jié)水灌溉的必要性與趨勢

 

2012年國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《國家農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要(2012-2020年)》[11]給出了到2020年農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)0.55以上發(fā)展目標(biāo)。截止2013年底，我國高效節(jié)水灌溉面積為1.42×107hm2[12]，根據(jù)相關(guān)部門預(yù)測，到2030年底我國缺水量將高達(dá)1300～2600億m3，其中農(nóng)業(yè)缺水量達(dá)500～700億m3。

 

而且我國水資源分布極不均勻，在地域上南多北少、東多西少，在時間上雨季旱季明顯，占耕地面積60%以上的北方水資源量只有20%左右。

 

“十三五”規(guī)劃中，我國要新增高效節(jié)水灌溉面積0.067億hm2，農(nóng)田有效灌溉面積達(dá)0.67億hm2以上。如何解決缺水與灌溉面積增加之間的矛盾，來緩解水資源緊缺的問題，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，這就需要在灌溉系統(tǒng)中合理地推廣自動化控制，并逐步提高節(jié)水灌溉的智能化水平。

 

就目前而言，我國智能化節(jié)水灌溉技術(shù)還處于初級發(fā)展階段。與節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉現(xiàn)有水平不高，在引進(jìn)的自動化控制器中大多不能適應(yīng)中國的實(shí)際情況，不僅如此，高昂的價格更是阻礙了在我國的推廣[14-16]。

 

在國家對農(nóng)業(yè)發(fā)展要求和農(nóng)業(yè)用水緊缺的矛盾中，高效的、自動化、智能化的節(jié)水方式應(yīng)該成為我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的發(fā)展目標(biāo)。而發(fā)展的相對滯后也帶來了潛在的巨大市場。

 

4 結(jié)束語

 

水資源短缺與水污染嚴(yán)重是世界性問題，農(nóng)業(yè)是用水大戶，如何解決農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)、提高灌溉水利用率是世界各國面臨的共同問題。在現(xiàn)代工業(yè)的支撐下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)也在向著智能化方向發(fā)展。

 

隨著社會對農(nóng)業(yè)要求的不斷增高以及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，結(jié)合人工智能、現(xiàn)代信息技術(shù)、3S技術(shù)的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)也將有更深層次的發(fā)展，從自動化的不斷普及開始，向更安全、高效、多功能控制的智能化節(jié)水灌溉方式邁進(jìn)，這必將給中國的節(jié)水農(nóng)業(yè)帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

智能灌溉范文4

方法/步驟1短信作為最為方便快捷的通知方式，需要進(jìn)一步豐富功能，提升價值，智能短信可以滿足相關(guān)需求。

2目前的客戶痛點(diǎn)是短信不能根據(jù)類型區(qū)分優(yōu)先級，智能單向無法交互，不能發(fā)送圖片和視頻。

3通過優(yōu)化通道，不能在客戶側(cè)區(qū)分不同短信類型，通道擁塞的問題仍然無法得到有效解決。

4短信的上行交互體驗(yàn)差，用戶學(xué)習(xí)成本高，指令內(nèi)容不好理解；彩信的接受成功率也比較低。

5智能短信可以區(qū)分短信類型，給予差異化保障，關(guān)鍵場景還可以利用閃信的彈出特性。

6提供菜單化卡片等直接在短信收件箱中進(jìn)行交互，通過富媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)短信直接發(fā)送圖片視頻。

智能灌溉范文5

關(guān)鍵詞：路燈節(jié)能改造 數(shù)字化智能 管理系統(tǒng) 城市照明 前景

中圖分類號：F426.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）06-0-01

隨著我國城市的現(xiàn)代化發(fā)展逐步完善，城市照明建設(shè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)路燈以及人力管控照明系統(tǒng)顯然已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化城市的發(fā)展，不僅會造成能源浪費(fèi)，而且難以滿足城市夜景美化與科學(xué)控制，因此，對城市路燈節(jié)能改造與應(yīng)用數(shù)字化智能管理系統(tǒng)顯得迫在眉睫。

一、城市路燈節(jié)能改造

1.節(jié)能改造方法

（1）嚴(yán)格按照照明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。城市道路照明系統(tǒng)在進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)的過程中，要嚴(yán)格按照國家制定的照明標(biāo)準(zhǔn)，在確保路燈照明標(biāo)準(zhǔn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量遵從節(jié)能原則，對不同道路的路燈照明等級進(jìn)行劃分，讓光能的利用實(shí)現(xiàn)最合理化[1]。在進(jìn)行城市路燈節(jié)能改造時，必須制定多種執(zhí)行方案，然后結(jié)合不同因素對所有方案進(jìn)行綜合考量，在保證道路照明標(biāo)準(zhǔn)不降低的基礎(chǔ)上，選擇電能低消耗、照明高亮度的最佳方案，進(jìn)一步確保城市路燈照明系統(tǒng)趨向節(jié)能、經(jīng)濟(jì)。

（2） 路燈開關(guān)時間的合理化。為了實(shí)現(xiàn)降低電耗、節(jié)約能源的目的，城市路燈照明系統(tǒng)的開關(guān)時間要進(jìn)一步合理化。在進(jìn)行城市道路照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該對城市不同道路的具體情況進(jìn)行了解，針對不同的特點(diǎn)去設(shè)定開關(guān)時間的不同。同時，道路中的人行道與機(jī)動車道的路燈開關(guān)時間應(yīng)區(qū)分開來，因?yàn)橥ǔ３鞘械暮蟀胍梗肆髋c車流都相對較少，在保證交通安全的基礎(chǔ)上，路燈設(shè)計(jì)時應(yīng)適當(dāng)降低照明亮度，一般做法就是在后半夜將機(jī)動車道的照明燈關(guān)閉一半。這樣一來，照明亮度的降低，有效地節(jié)約了用電量，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了路燈的節(jié)能。此外，在使用了功率轉(zhuǎn)換型鎮(zhèn)流器之后，后半夜車流較少時路燈燈泡的用電功率會自動降低，也是一種有效節(jié)能的方法。

2.節(jié)能改造前景――節(jié)能燈泡

在過去設(shè)計(jì)的城市道路照明系統(tǒng)當(dāng)中，基本上都存在用電量巨大的現(xiàn)象，隨著能源價格的不斷上升，僅僅由路燈照明一項(xiàng)帶來的電費(fèi)支出就已成為當(dāng)?shù)卣闹負(fù)?dān)。路燈照明需要用電，而電是由煤炭電廠燃燒發(fā)出而成，浪費(fèi)電能實(shí)際上也等同于向大氣排放更多的二氧化硫等有害氣體，在一定程度上影響著人們的健康。投入使用節(jié)能燈泡則會大大降低用電量，自然也就減少了對資源的消耗，緩解了環(huán)境污染。同時，節(jié)能燈泡的使用壽命會比傳統(tǒng)燈泡要長，從而降低了更換的頻率，維護(hù)成本也隨之降低。

節(jié)能燈泡目前主要有兩種：緊湊型熒光燈和半導(dǎo)體發(fā)光二極管LED燈，@兩種節(jié)能燈泡各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都能夠提高用電效率，降低能源消耗，并且光照強(qiáng)度、照明效果都有了更好的提升，使得行人行車的安全性大大提高 。此外，節(jié)能燈泡的體積也比傳統(tǒng)燈泡要小，使得路燈在造型方面有了更多發(fā)揮的空間，在一定程度上提升了城市照明路燈的美觀性。

二、城市照明數(shù)字化智能管理系統(tǒng)

1.數(shù)字化智能管理系統(tǒng)的功能

目前城市照明數(shù)字化智能管理系統(tǒng)所具備的功能有如下幾點(diǎn)：①系統(tǒng)中裝有中央監(jiān)控裝置，該裝置可對整個系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理控制，根據(jù)效果需要對所有照明設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，效率高且效果好。②系統(tǒng)中設(shè)置有自動與手動的切換開關(guān)，方便燈組開關(guān)的手動操作與自動操作。③系統(tǒng)中具有應(yīng)急燈組管控設(shè)備，即便出現(xiàn)供電故障，也可立即啟動應(yīng)急處理。④系統(tǒng)可對燈具啟動時間、使用記錄、使用壽命等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。⑤系統(tǒng)具有自我保護(hù)機(jī)制，且可以具有場景預(yù)設(shè)、定時調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)、軟啟動關(guān)斷等功能。⑥系統(tǒng)設(shè)有其他系統(tǒng)連接端口，方便綜合管理平臺進(jìn)行管理。除了這些智能化控制之外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化智能管理系統(tǒng)的功能將逐步完善且強(qiáng)大。

2.數(shù)字化智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用前景

（1）照明時間與照明亮度的精準(zhǔn)控制。一般情況下，城市照明系統(tǒng)中的設(shè)備按照功能分類可分為道路照明設(shè)備與景觀照明設(shè)備，其中景觀照明設(shè)備會根據(jù)景觀所在的環(huán)境與實(shí)際情況有一定的預(yù)設(shè)管理，而道路照明設(shè)備的管理相對會更加復(fù)雜，下面筆者主要針對道路照明進(jìn)行詳細(xì)地闡述與分析。所謂道路照明，主要目的就是要保障行人與行車的交通安全，尤其是要控制好夜晚與惡劣天氣發(fā)生時的照明時間與亮度。倘若照明時間不夠或者亮度不足，都很有可能造成交通事故，特別是路況復(fù)雜以及事故多發(fā)路段。城市中心路段以及人流量大的路段，倘若照明設(shè)備時間開啟過晚或者關(guān)閉過早，不但會帶來交通安全隱患，還有可能帶來治安問題。但是出于節(jié)能考慮，路燈開燈時間過早或者關(guān)閉過晚會造成一定的能源浪費(fèi)。因此，照明管理工作人員與城市照明數(shù)字化智能管理系統(tǒng)研發(fā)人員應(yīng)通力合作，對城市高低峰期的人流與車流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況，在人流車流相對較少的時間段，采用降低照明度或者啟動半夜燈等方式去節(jié)約能源 。此外，數(shù)字化智能管理系統(tǒng)還提供感光鏈接，可以通過對光線強(qiáng)度、角度的感應(yīng)，去實(shí)現(xiàn)對路燈的開關(guān)控制，提高道路照明的科學(xué)性與合理性。

（2）道路照明與景觀照明的精準(zhǔn)管理。數(shù)字化智能管理系統(tǒng)可充分感知城市道路中的車流信息，從而實(shí)現(xiàn)對燈光的精準(zhǔn)控制，在確保交通安全的前提下，關(guān)閉無效照明，達(dá)到節(jié)能的目的。與道路照明不同的是，景觀照明注重的是對環(huán)境的美化效果，為了及時確保景觀與照明系統(tǒng)中間的協(xié)調(diào)性，可應(yīng)用LED照明給人們帶來更好的視覺享受。

結(jié)束語

綜上所述，從現(xiàn)如今的城市照明需求來看，并時間越久、亮度越高就是最佳的照明方案，在進(jìn)行城市照明系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中，一定要考慮到節(jié)能減排的問題，選擇節(jié)能型燈泡進(jìn)行路燈的節(jié)能改造。此外，隨著城市照明數(shù)字化智能管理系統(tǒng)的逐漸成熟，其發(fā)展前景不可估量，不僅提升了城市的照明效果，還充分體現(xiàn)了節(jié)能減排的理念，并且在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將整個城市覆蓋在現(xiàn)代化的通信設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，向感知型現(xiàn)代化城市邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王荀.城市LED路燈節(jié)能改造項(xiàng)目風(fēng)險管控研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2016.

智能灌溉范文6

案例1、課題是《童心是小鳥》。一開始老師讓學(xué)生觀看課件，欣賞全國十佳小歌手演唱的歌曲《童心是小鳥》，接著老師又讓學(xué)生觀看《童心是小鳥》MTV，這時候老師問道：“這首歌曲好聽嗎?你們想學(xué)嗎?”孩子們答道：“好聽!想學(xué)!”老師說：“那就讓我們跟著《童心是小鳥》MTV練習(xí)吧。”接著老師就反復(fù)播放《童心是小鳥》MTV，學(xué)生跟著反復(fù)演唱。課的最后在學(xué)生反復(fù)練習(xí)的情況下，學(xué)生學(xué)會了本首歌曲。

案例2、是一節(jié)六年級音樂課，課題是《美麗的草原我的家》。課的開始老師讓學(xué)生欣賞德德瑪老師演唱的《美麗的草原我的家》，后又讓學(xué)生欣賞現(xiàn)代流行歌手演唱的《美麗的草原我的家》，接著老師范唱了歌曲《美麗的草原我的家》，最后老師用鋼琴伴奏學(xué)生跟琴演唱了《美麗的草原我的家》。這節(jié)課的教學(xué)效果可想而知。

通過以上兩個教學(xué)案例，我們不難看出音樂課程改革實(shí)施以來，音樂課堂發(fā)生了極大變化。老師們?yōu)榱梭w現(xiàn)新課程理念，都想方設(shè)法改變我們的音樂課堂，把精力都投入到制作精美的課件、活躍課堂氣氛、或者小組合作等等方面。在教學(xué)中不自覺地將音樂知識和技能放下，在出現(xiàn)知識點(diǎn)時常常一帶而過，生怕一講知識和技能又回到了傳統(tǒng)教學(xué)中。我們不禁疑問

在新課程背景下，音樂知識和技能真的不重要了嗎?在音樂教學(xué)工作中，是不是要淡化音樂知識技能呢?要淡化的話，淡化到什么程度呢?這是一個值得探討的、具有理論價值和實(shí)用價值的重要問題。

按照《音樂課程標(biāo)準(zhǔn)》精神，音樂知識與技能包括包括以下四方面：

1、音樂基礎(chǔ)知識

學(xué)習(xí)和了解音樂基本表現(xiàn)要素(如力度、速度、音色、節(jié)奏、旋律、和聲等)和音樂常見結(jié)構(gòu)(曲式)以及音樂體裁形式等基礎(chǔ)知識，有效地促進(jìn)學(xué)生音樂審美能力的形成與發(fā)展。音樂基本技能。

2、培養(yǎng)學(xué)生自信、自然、有表情地歌唱

學(xué)習(xí)演唱、演奏的初步技能：在音樂聽覺感知基礎(chǔ)上識讀樂譜，在音樂表現(xiàn)活動中運(yùn)用樂譜。

3、音樂創(chuàng)作與歷史背景

以自由、即興的創(chuàng)作方式表達(dá)自己的情感，學(xué)習(xí)淺顯的音樂創(chuàng)作常識和技能。通過認(rèn)知作曲家生平及作品的題材、體裁、風(fēng)格等，了解中外音樂發(fā)展的簡要?dú)v史，初步識別不同時代、不同民族的音樂，加深對中國民族音樂的認(rèn)識和理解。

4、音樂與相關(guān)文化

認(rèn)識音樂與姊妹藝術(shù)的聯(lián)系，感知不同藝術(shù)門糞的主要表現(xiàn)手段和藝術(shù)形式特征，了解音樂與藝術(shù)之外的其他學(xué)科的聯(lián)系。根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和已學(xué)過的知識，認(rèn)識音樂的社會功能，理解音樂與社會生活的關(guān)系。

那么如何理解課程改革下的音樂知識和技能觀呢?

如前所述，音樂知識是指蘊(yùn)涵在音樂藝術(shù)作品中的全部文化內(nèi)涵。應(yīng)該說，這種音樂知識觀打破了傳統(tǒng)音樂教學(xué)中的音樂知識觀。它不再用單純的音樂學(xué)科觀念將學(xué)生局限于基礎(chǔ)樂理知識或識譜知識這個狹小的范圍之內(nèi)，而大大地拓寬了學(xué)生的音樂文化視野，使學(xué)生在享受音樂、增進(jìn)審美修養(yǎng)的基礎(chǔ)上，全面提高其音樂文化素質(zhì)。

音樂技能則是指音樂藝術(shù)的基本能力。如，音樂聽覺能力；音樂記憶能力：音樂表現(xiàn)能力(如歌唱能力、演奏能力、表演能力)；音樂情感能力：音樂聯(lián)想想像能力：音樂創(chuàng)造能力(含音樂創(chuàng)作能力在內(nèi))：音樂鑒賞能力等。同樣，這種音樂技能觀也和傳統(tǒng)音樂教學(xué)中的音樂技能觀是有區(qū)別的。它不再局限于唱歌技能、識譜技能、視唱練耳技能這個狹小的范疇；而大大地拓寬了音樂技能所涉及的范圍。這種拓寬，對全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力以及繼續(xù)學(xué)習(xí)、乃至終身學(xué)習(xí)音樂來說具有十分重要的意義。應(yīng)該說，這種拓寬是面向全體學(xué)生的一種重要舉措，而不是面向少數(shù)音樂尖子的所謂“音樂精英教育”。

當(dāng)然，學(xué)習(xí)音樂知識和技能主要是為了學(xué)習(xí)音樂藝術(shù)，而不是單純地為了學(xué)習(xí)音樂知識和技能本身。也就是說，學(xué)習(xí)音樂知識和技能是為了享受音樂藝術(shù)的美感，提高人們的音樂文化水平以及人們的生活質(zhì)量水平，而不是為了學(xué)習(xí)知識報(bào)能而學(xué)知識技能。從某種意義上說，掌握知識技能是為了掌握一種學(xué)習(xí)音樂藝術(shù)的工具，架起一座座通向音樂藝術(shù)的橋梁。

在明確了音樂知識和技能的實(shí)質(zhì)后，如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)音樂知識和音樂技能就成了關(guān)鍵問題。這里我們音樂教師必須明確兩點(diǎn)：

第一，小學(xué)生是否要學(xué)習(xí)音樂藝術(shù)作品的全部文化內(nèi)涵?

明確地說，肯定不是這樣的。對那些繁、難、偏、舊的，專業(yè)性過強(qiáng)的就沒有必要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：而那些與學(xué)生生活實(shí)際、與學(xué)生興趣愛好及其音樂經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系密切的音樂知識和基本音樂技能，就有必要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)。也就是說，在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，必然是有選擇性的。