节水监控系统范文

节水监控系统范文（精选12篇）

节水监控系统 第1篇

关键词：ZigBee无线传感网络,LabView,模糊控制,节水监控,台达PLC

1引言

近年来,随着城市快速发展和人口的不断增长,水资源的需求与日俱增, 灌溉用水量约占人类用水的总量的70%以上,伴随着利用率低和浪费严重等问题,农业用水的合理性直接制约着农业的发展[1,2]。传统的灌溉主要由人工经验确定灌溉量和灌溉时间, 由于没有实时数据的采集与分析,灌溉的随意性较大,不仅用水管理采用粗狂式管理造成水资源的大量浪费, 而且也不能满足不同作物的水分要求, 使得作物的产量和质量的产出受到了极大的制约[3]。而基于计算机的滴灌测控系统一般采用有线通讯的布网方式,由于布线不便,组网复杂,使用电缆成本高,不利于设备维护、耗时较长,往往难以在生产实际中推广[4]。为此,结合自动化控制技术,设计了一种低功耗无线智能膜下滴灌节水监控系统, 利用终端传感节点对作物土壤湿度进行数据采集,基于Zig Bee技术构建低功耗无线传感网络传输数据至上位机,Lab View软件平台将数据进行处理,最终输出控制命令,将作物生长所需的水分和以较小的流量均匀、定时、定量的输送到作物根部附近的土层中, 供根系吸收。系统主要根据作物的环境情况,结合膜下滴灌的特点,可综合作物的需水规律土壤复合系统做出综合性分析和判断, 通过模糊控制算法实现用水的合理化和科学化管理。

2系统总体结构设计

本设计的目标是通过集中控制和分散式控制相结合的方式实现大规模的田间节水自动控制。系统采用两级网络拓扑结构,一级网络以台达PLC为核心通过以太网总线实现对田间采集的数据处理和系统控制功能, 系统二级网络以单片机为核心由Zig Bee无线网络组成主要实现田间土壤墒情信息的采集。系统采用分布式结构,如图1所示,对600亩的茶园分5个工作站进行处理, 每个工作站通过光纤连接在系统的一级网络中, 并且通过总线控制的方式对供水工作站实行变频恒压供水,实现节水节能。监控控制站选用台达12E11R型PLC进行控制,通过台达DVS-005W01-SC01型交换机,将田间发送的无线数据传送至上位机进行处理。同时上位机一方面对各个节点的实时环境数据进行进行图表显示,并建立历史经验数据库,自动生成报表供数据共享; 另一方面通过模糊控制算法将接收到信息对湿度做排序处理、判断液位是否过限、将压力和流量传感器得到的数据进行融合田间实际需水量进行控制,测算出作物的需水量,通过Zig Bee监控控制站发送控制命令给变频恒压供水工作站对田间的用水量进行精准控制。考虑到田间布线复杂的问题,田间的数据采集采用Zig Bee无线网络技术,Zig Bee技术是基于IEEE802.15.4标准局域网协议,其2.4GHz频段在全球是免费开放的, 具有低功耗,数据传输ww.eccn.com/_blank" 可靠,网络容量大等特点, 可很好的适应田间复杂的作物环境。 Zig Bee网络主要由星形、树形和网状形三种拓扑结构组成[5,6,7]。田间各个Zig Bee监控节点由符合Zig Bee协议规范的星型无线网络拓扑结构而组成, 如图2所示。 Zig Bee监控节点主要的作用是将经单片机的AD模块处理的土壤湿度传感器采集的信息,经Zig Bee收发模块进行转发至Zig Bee监控控制站实现数据的上传。

3滴灌控制系统结构设计

在滴灌系统中,土壤环境中的土壤湿度是一个重要变量,它是决定作物是否需要进行灌溉的重要指标之一[8]。本文主要是控制土壤湿度变化,达到对作物合理化和科学化灌溉的目的。

3.1模糊控制理论

现代控制理论在解决线性定常系统的控制问题,如军事科学、空间飞行等的运用是很有效的。传统控制方式中一般需要建议一个有控制的数学模型,然而在实际的作物需水供求中,无法用传统数学模型描述其内在特性。对那些复杂的非线性系统, 多因素的时变系统等。 模糊控制是以模糊论集、模糊语言变量和模糊逻辑推理,基于丰富经验总结、控制策略以及大量实际反馈数据总结的控制规则通过计算机实现自动化控制的算法[9,10]。它先将操作人员或专家的经验制定成模糊控制规则, 然后把来自传感器的信号模糊化, 并用此模糊输入适配控制规则, 完成模糊逻辑推理, 最后将模糊输出量进行解模糊化, 一般用于大惯性、非线性等控制环境中, 不需对被控对象建立精确地数学模型, 控制系统具有鲁棒性好, 动态响应快等优点, 尤其适合用在本文的土壤湿度非线性时变的环境中。本文的模糊控制系统由输入或输出接口、模糊控制器、执行机构、被控对象和测量装置五个部分组成, 控制原理框图如图3所示, 采用PD控制方式,引入增益Kp和Kd分别对土壤湿度偏差e(t)及其变化率de(t)/dt进行规范量化处理,使其值域范围与模糊变量的论域吻合,然后对信号进行模糊化后得出的信号(E,Ed)进行模糊控制规则和决策处理后将所得的模糊量解模糊化,得出精确变量U, 通过规范化增益后得出控制信号u(t)对执行机构进行处理,实现土壤水分的精确模糊控制。

3.2湿度模糊控制系统方案

3.2.1精确量的模糊化处理

以土壤的湿度为控制目标,土壤湿度偏差及其偏差变化率作为输入量进行模糊化处理,定义偏差E的基本论域为[-8%,+8%],Ed的基本论域为[-2%,+2%];E和Ed各取7个模糊状态语言赋值:{负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(Z),正小(PS),正中(PM),正大(PB)},对应模糊子集的论域为{-3,-2,-1,0,1,2,3};输出变量U的模糊状态语言赋值:{零(0),短(PS),中(PM),长(PB)},对应的模糊子集的论域为{0,1,2,3}。

隶属函数,一般在误差为零的附近区域采用分辨率较高的隶属函数, 为提高系统鲁棒性, 在误差较大的区域,常采用分辨率较低的隶属函数。本研究采取两输入一输出的隶属度函数,对湿度偏差和其偏差变化率均选取三角形隶属函数。偏差E、偏差变化率Ed和输出量U的隶属函数表如表1~表3所示。

3.2.2模糊控制规则

根据系统的输入输出特定,以消除湿度偏差为控制目标, 结合专家经验知识库而形成的模糊控制规则, 制定了如表4的控制规则。当偏差较大时,控制变量尽量使偏差减小, 系统从稳定性方面考虑了当偏差较小时, 过冲影响的振荡影响。 模糊控制规则也可根据实际作物情况,进行调整。

4上位机软件及界面

上位机软件采用NI公司的Lab V i e w进行编写, Lab View的模糊逻辑工具箱中的模糊控制器由模糊隶属函数编辑器、模糊规则库编辑器和输入输出性能测试三部分组成,通过以上规则和参数的调用通过模糊控制算法将接收到信息对土壤湿度的数据进行融合田间实际需水量进行控制,合理控制田间土壤需水要求。同时Lab View采用图形化显示界面能够对各节点的环境数据进行显示,建立历史数据库自动生成报表供数据共享, 图4为土壤湿度显示监测显示结果。

5结束语

炼油系统节水减排技术措施及效果 第2篇

介绍了根据中国石化北京燕山分公司炼油系统实际用水情况采用的污水处理及再生水回用、循环水处理和管理指导系统、凝结水回收利用等系列节水减排技术及实施后的.效果.实施结果表明,通过系列节水减排技术的应用,每吨原油耗新鲜水降至0.66 t、外排污水降至0.38t.

作 者：朱印全 宋以常 郦和生 李本高 Zhu Yinquan Song Yichang Li Hesheng Li Bengao 作者单位：朱印全,宋以常,郦和生,Zhu Yinquan,Song Yichang,Li Hesheng(中国石化北京燕山分公司,北京,102500)

李本高,Li Bengao(石油化工科学研究院)

血透机水处理系统的节水节能改造 第3篇

【关键字】水处理；改造；节能增效

血液透析是医院里的急慢性肾衰竭患者赖以维持生命的有效治疗手段。血液透析设备主要由水处理系统、输送管路系统和透析机三大部分组成。透析机是对患者进行血液透析治疗的主要设备，水处理系统是将自来水经过一层层地过滤、净化、除去离子和灭菌排毒过程，生产出符合质量要求的纯净水，通常称为反渗水，以满足透析机工作用水的需求。

通过几年来对我院设备运行情况的观察，发现水处理系统存在着不少问题和值得改进的地方。于是，我们着手进行了重新设计与改造，改造后的水处理系统经过大半年的运行，收到了较好的效果。

1、水处理系统的组成及工作原理

水处理系统是由自来水经过一级水泵加压至纱滤器，再经过砂滤罐、软化罐、活性炭罐、二级纱滤器后送入软水箱，然后经过二级水泵将水箱里的软水送到反渗机，反渗机通过两级反渗膜的过滤、净化、排菌排毒处理过程后，生产出符合质量标准的反渗水供给透析机使用。在这里，纱滤器和砂滤罐的作用是将水中颗粒杂质和悬浮在水中的胶质体过滤掉。软化罐则是通过饱和食盐水中的纳离子置换出水中的钙、镁等金属阳离子，达到软化水质，防止反渗膜被损坏的目的。活性碳的作用是吸附游离氯和氯胺，而游离氯和氯胺能够穿透反渗膜，对患者身体具有危害作用。反渗机中的反渗膜则是水处理系统中最重要的一环，是利用了半透膜能够阻止可溶性有机物和无机物通过的原理，彻底清除水中的一切杂质和病毒、细菌及热源体。生产出满足透析机用水质量要求的高洁净的反渗水。

2、水处理系统存在的问题

2.1存在问题

改造前的水处理系统生产出反渗水，同时还有一部分软水携带着被反渗膜阻隔的杂质废物形成一级废水直接排出下水道。而反渗水是直接通过管路供给透析机使用的，这样反渗机就必须在整个血透过程，包括准备阶段和完成治疗后的消毒清洗阶段，都必须不停地开着机器，这样就会造成大量水和电的浪费，以及增加机器的损耗和维护的成本。还会因为水箱限位开关的失灵而使反渗机突然停机报警中断供水，至使血透机不能正常工作，造成贻误治疗的后果。

2.2水处理系统流程图（见下图）

3、对水处理系统的改造设计

3.1改造设计

针对原水处理系统所暴露的问题和缺陷，我们对部分结构进行了改造，去除了旧的塑料软水箱，改用两只不锈钢贮水箱，一只代替旧的塑料软水箱，另一只放在反渗机之后，用来存储反渗水，在反渗水箱的高水位和低水位处安装了浮动限位开关，在水箱后面安装一台输送泵，一只反渗膜。反渗机生产出来的反渗水经过反渗水箱过渡，通过输送泵将反渗水再经过最后一道反渗膜过滤后送到透析机组，多余的反渗水又通过一只稳壓阀回送到反渗水箱，如果AB液是自己配制的话，可以在稳压阀后引出一路输送管道到配液室，供配制AB液用水。由于稳压阀的作用，能够保证透析机组的用水稳定性。

经过改造后，反渗机生产的反渗水注入到反渗水箱达到设定上限时，反渗机会自动停机，当反渗水箱里的水面下降到下水位时，又会自动启动反渗机向反渗水箱注入反渗水。这样包括反渗机在内的水处理设备都能得到停机休息，大大减少了水电的消耗和设备的损耗。

4、改造前后的数据对比

4.1根据对反渗机工作参数的测算，自来水经过反渗机生产的反渗水是透析机的工作用水，而一级废水是将自来水中的废物杂质过滤后排出的废水，如果在保证透析机组正常工作用水的情况下，能减少废水的排出就是节约了自来水的消耗。从一级废水流量表观察到流量LPM为24.1（升/分钟），即为24.1×0.06=1.45（吨/小时）。

4.2改造前系统每日两班工作共10小时，废水流量为每小时1.45吨，每天的废水排量为10×1.45=14.5（吨/日）。考虑到有时每日只有一班，按每月平均20天计算排出的废水量为14.5×20=290吨。

4.3改造后水处理系统因为加装了一个贮水箱，反渗机注满水后会自动停机，根据测试，反渗机开机30分钟可注满水，停机1个半小时再进入第二次开机注水，那么每日注水5次就够用了。经计算每班排出的废水量为0.5小时×5次×1.45吨/小时=3.625吨/班，每月排出的废水为3.625×20=72.5吨，即每月节约用水290—72.5=217.5吨。

4.4反渗机功率约为4千瓦。

改造前每月用电量为：10小时×4千瓦×20天=800（度）。

改造后每月用电量为：0.5小时×5次×4千瓦×20天=200（度）。

每月节约用电800—200=600（度）。

每年可节约用水217.5×12=2610（吨），节约用电600×12=7200（度）。还减少了设备磨损和维护的成本。

5、结论

节水监控系统 第4篇

关键词：灌溉现代化,节水灌溉,农业面源污染,防污减污,农田水利系统

0 引 言

我国水资源总量不足、时空分布极其不均, 人口多, 粮食及食品生产任务重, 以致农业用水极其匮缺。近年来农业面源污染十分严重。根据我国这种实际情况, 在农村为贯彻落实党的十七大提出的节约资源、保护环境、加强社会主义新农村基础设施建设、增强农业综合生产能力、保障农业生产和农村经济可持续发展的任务, 必须构建节水防污型农田水利系统。2007年, 中央还明确提出“在加强三农’工作的同时, 要积极发展现代农业, 推进新农村建设”。[1]灌溉现代化是推进现代农业的重要基础之一。因此, 要积极构建现代化节水防污型农田水利系统, 以落实中央提出的农业现代化、节水、防污的任务。

1现代化节水防污型农田水利系统的概念及特征

现代化农田水利系统指能够实行灌溉现代化的水利系统。联合国粮农组织 (FAO) 对灌溉现代化的定义是:

“与体制、制度改革相结合, 在技术与与管理上改进与提高灌溉系统的过程;其目标是改进对劳动力资源、水资源、经济资源和环境资源的利用, 以及改进对农民的配水服务”。[2]

按照灌溉现代化的定义, 现代化农田水利系统本身就应是节水型的, 而且应该是能够防污减污、保护环境的, 即节水防污型农田水利系统;否则, 不能成为现代化农田水利系统。

有鉴于节水在中国的突出重要性, 以及过去对水污染与环境问题的忽视, 为强调节水与环境, 故提出构建现代化节水防污型农田水利系统。

对于现代化灌溉系统, 国际灌溉系统现代化会议特别强调:①不是单纯的对以往灌溉工程性状的恢复, 而是提升、改善水资源利用的过程;②既包括硬件 (工程、设施等) 方面的改变, 也包括软件 (管理、观念等) 方面的改变;③灌溉工程是服务于农民的, 为了提高农业生产水平, 重要的一条是改进或完善对农民的配水服务;④并非意味需要复杂的设备和软件, 而是需要为了达到与其目标所需的恰当和适用的知识与设施, 并真正应用这些知识和设施。[2]

从原则上讲, 灌溉现代化是一个过程, 应与时俱进, 立足创新, 发展经济与保护环境协调。对于农田水利系统, 要能使灌区符合安全、高产、高效、可持续发展的要求。

为了符合这些要求, 对于现代化节水防污型农田水利系统, 除了具有一般灌排系统具有的适时适量进行引水、输配水、灌水、排水功能以外, 还须具有以下特征:[3]

(1) 能高效节水、持续高产。

合理、优化地配置取到的水量, 广泛而合理地采用各类节水、高产的灌溉措施, 充分发挥水资源的经济效益和社会效益。

(2) 有利于防治水污染、保护环境、修复生态系统。

特别是要能减轻由于灌区过量施用化肥、农药等造成的农业面源污染, 保护并改善灌溉水、排水以及灌区内地表水、地下水的水质;保持地下水位动态平衡。

(3) 能与灌溉节水、防污减污改善水质相配合, 解决农村饮水安全问题。

为当地提供水量够用、水质符合标准的生活用水。

(4) 采用高科技运行管理。

逐步建立现代化信息管理的设施和提高使用这种设施的能力。

(5) 组织管理先进、合理。

有符合国情、行之有效的管理体制、组织与良性运行机制以及科学的决策程序, 有合理的水价体系与征收办法;有一支素质较高的管理队伍, 建立比较完善的灌排技术服务与推广体系;能做到依法管水、科学管水。

2现代化节水防污型农田水利系统的初始系统 (排灌沟渠-小型湿地综合系统) 的组成

我国各地特别是南方平原和浅丘陵地区, 分布着大量的塘堰、洼地和取土坑、荒沟等; 例如, 湖北省一些县、市的塘堰面积占耕地的5%～7%。利用这些天然的塘、坑、洼地等, 在结构上进行一些改造, 在其中种植净化水质能力强的植物, 形成一些人工小型湿地。将原有的排水沟道保持原样或略加扩宽, 沟两侧和沟底为土质, 种植对降污作用强的植物, 形成生态沟, 或称沟渠湿地;亦可利用天然沟道增加一些起降污作用的植物作为生态沟。将这些小型湿地、生态沟与原有沟渠相连, 形成新的“排灌沟渠-人工湿地”综合系统。这种系统是现代化节水防污型农田水利系统的初始系统[4], 其组成如图1。

从农田排出之水, 可通过田间小沟 (最末1-2级沟) 或末1～2级生态小沟汇入下游邻近的小型人工湿地, 进入人工湿地的水, 经湿地净化后, 从位于另一端的出口排入生态小沟, 再经过生态沟系统 (农-斗-支-干沟) 排入下游承洩区 (河、沟、湖泊、小型水库等。此水已经过排灌沟渠-小型湿地综合系统之净化, 基本可作为供下游利用的灌溉回归水。或者, 从小型湿地排出之水, 若其水质符合灌溉标准, 可通过提水放入邻近的小型蓄水塘库, 经田间灌溉渠自流灌溉当地农田, 或是由小型湿地排出之水自流放入邻近小型蓄水塘库, 提水灌溉当地农田, 这两种形式均起到当地水循环利用的作用。

根据国内外经验, 能够有效地防治农业面源污染、削减农田排水中氮、磷含量的湿地面积为其承接排水农田面积的5%～7%, 这与我国南方稻区特别是南方丘陵地区天然塘堰所占面积比例相近, 在这些地区, 构建“灌排沟渠-小型湿地综合系统”不需要另占很多土地, 只是改造塘堰, 增加其减污功能。

3排灌沟渠小型湿地综合系统的减污节水作用

运用排灌沟渠小型湿地综合系统有三道防线发挥减污、节水作用。第一道防线为田间节水灌溉, 第二道为小型湿地, 第三道为生态沟, 其中小型湿地的减污作用最显著。

3.1 田间节水灌溉的节水减污作用 (以水稻田为例)

二十世纪五六十年以来, 对于水稻与旱作物, 我国陆续试验研究并推广应用了多种田间节水灌溉技术。以水稻为例, 主要有“浅、湿、晒”三结合灌溉、间歇灌溉、中后期无水层灌溉 (或称控制灌溉、半旱栽培) 等[5]。

由于采用水稻节水灌溉技术, 田面淹水时水层较浅, 不淹水的积累时间较长或次数较多, 无水层时土壤含水率下限较低, 致使稻田渗漏量大幅度减少, 稻田蒸发量有所降低, 从而消耗水量下降, 相应的灌溉用水量能显著下降。根据15个省、自治区的试验与实践成果, 与传统的长期淹灌技术相比, 浅湿灌、间歇灌与中后期无水层灌溉的灌溉用水量可分别降低8%～19%、13%～25%与30%～50%, 最大多数情况是节水在20%～30%范围内[5]。

稻田节水灌溉可以减少氮、磷流失, 减少温室气体排放, 减轻病虫害从而减轻农药污染, 其中在防污中的主要作用在于减少氮、磷流失。我国稻田施用化肥与农药均过量, 被利用的比例较小, 氮肥的利用量仅30%左右。大量的氮、磷随稻田的渗漏水与地表排水流失, 污染水体。而节水灌溉条件下渗漏水与地表排水均减少, 偏旱的土壤又抑制了流走水中的氮、磷浓度, 致使排水中的氮、磷量减少。据广西、浙江、湖北、江苏等地试验观测, 节水灌溉削减流失的氮、磷负荷的幅度大多数在20%～40%范围内[4]。作为示例, 在表1中列出广西与浙江近年来的观测成果[4,6]。

注:①下降百分比系与长期淹灌条件的比值;②该3站为平湖、永康、全清三站。

3.2 小型湿地的减污作用

武汉大学水利系农业水管理研究组于2006、2007年在广西桂林、湖北荆门共4个小型人工湿地中, 在早、晚稻 (桂林) 和中稻 (荆门) 全生育期内对湿地进、出口与湿地中的污染物浓度进行定期 (每隔5-7天) 观测, 结果是水流经过湿地总氮下降35%～52%, 总磷下降27%～35%[4]。国内其他许多地方, 取得相似结果:例如, 云南滇池流域1994、1995两年观测, 结果是总氮平均去除率为35.5%, 总磷为24.4%[7];云南呈贡县芦苇湿地对总磷的除去率达76%[8], 山东日照人工湿地对总氮去除率为38%[9]。国外亦有类似结果:例如:美国马里兰州、伊利诺州、艾奥瓦州的试验结果, 湿地可消减约68%的氮和约43%的磷[8], 俄亥俄州两个农庄2001-2004年4年观测, 湿地对硝态氮和总磷的平均降低率分别为76%和44%[10,11]。

综上所述, 人工湿地对总氮、总磷和COD降低率为35%～70%, 24%～76%和30%～70%, 即人工湿地对总氮、总磷与COD的降低率均可在24%～76%范围内, 多为40%～60%, 平均约为50%。

3.3 生态沟的减污作用

生态沟与湿地一样, 主要因沟中及两岸植物吸收等作用, 可以消减水中氮、磷, 其消减程度与沟长、沟中水流速、植物组成与密度等因素有关。例如, 广西桂林试验站的生态沟试验, 沟长78 m、宽3 m、深0.5 m、沟内种荷叶。2008年早稻生长期定期每隔6天观测入沟处和出沟处水的总氮、磷总浓度, 13次观测平均值为:总氮和总磷浓度分别降低17.9%和36.6%[4]。江苏南京市的试验, 生态沟长600 m, 宽10.80 m, 夏季水深0.4～0.8 m, 冬季干湿交替, 沟内植物一段为芦荟, 一般段为杂草, 2002年观测, 总氮的去除率为21%[12]。武汉环境科学研究院2006年试验, 沟长60 m, 宽4～6 m, 种水生植物, 设隔离膜 (防浮游物) , 水通过该生态沟可减少总氮30%、总磷10%～20%[4]。总之, 在灌区内, 生态沟对氮、磷的降低率多在15%～30%范围内。

3.4排灌沟渠人工湿地综合系统对节水和减污的综合作用

综上所述, 在该系统中, 第一道防线, 采用田间节水灌溉技术, 减少氮、磷负荷20%～35%;第二道防线, 水流通过人工湿地, 降低氮、磷浓度40%～60%;第三道防线, 水流通过生态沟, 降低氮、磷浓度15%～30%。通过此三道防线, 从农田地表和地下排出的被污染水中, 可去除60%～80%的氮、磷, 从而显著的发挥净化水质作用。

此外, 由于水质被净化, 把不能用于灌溉之回归水, 转变为可以再次被利用, 因而对于水稻灌区, 该系统能在原有田间节水灌溉取得节水20%～30%效果的基础上, 发挥再节水15%～25%的作用。

4 结 语

(1) 鉴于我国水资源紧缺和农业面源污染严重的实际情况, 为落实中央关于节约资源, 保护环境、发展现代农业的要求, 需要构建现代化节水防污型农田水利系统。

(2) 在构建这种系统的初始阶段, 是构建“排灌沟渠-小型湿地综合系统”。

(3) 排灌溉沟渠-小型湿地综合系统有三道防线起防污节水作用;其中田间节水灌溉为节水作用的主体, 小型湿地为防污减污的主体, 对生态沟, 不需再重建工程, 亦可起到显著减污作用。

(4) 在水稻灌区, 田间节水灌溉一般可节水20%～30%, 减少氮、磷污染负荷20%～40%;小型湿地可降低水中氮、磷浓度40%～60%;生态沟可降低氮、磷浓度15%～30%。三道防线综合, 该系统可降低氮、磷负荷60%～80%。由于水质被净化, 排出的水可重复、循环利用, 通过三道防线, 在田间节水灌溉原有节水效果的基础上, 可再节水15%～25%, 总共可节水30%～40%。因此, 该系统具有显著的防污、节水效果。

参考文献

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节水标语、节水口号 第5篇

1.请珍惜每一滴水。

2.流水不腐亦不复。

3.珍惜水就是珍惜您的生命。

4.今天不节水，明天无泪流

5.世界缺水、中国缺水、城市缺水，请节约用水。

6.浪费用水可耻，节约用水光荣。

7.水是不可替代的宝贵资源。

8.节约用水，重在合理用水，科学用水。

9.树立人人珍惜、人人节约水的良好风尚。

10.惜水、爱水、节水，从我做起。

11.节约用水、造福人类，利在当代、功在千秋。

12.水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。

13.人体有70％是水份，节约用水，尊重生命

14.节约用水，请从身边做起。

15.每天节约一滴水，难时拥有太平洋。

16.水是一切生命的起源点。

17.流水是大自然不息的血液，破坏水源等于污染自己的鲜血!

18.含一滴水，还一份真情!

19.努力创建节水型城市，实施可持续发展。

20.大力普及节水型生活用水器具。

21.节约用水、保护水资源，是全社会共同责任。

22.开源与节流并重，节流优先、治污为本、科学开源，综合利用。

23.国家实行计划用水，厉行节约用水。

24.惜水、爱水、节水，从我做起。

25.节约用水、造福人类，利在当代、功在千秋。

26.坚持把节约用水放在首位，努力建设节水型城市。

27.依法管水，科学用水，自觉节水。

28.强化城市节约用水管理，节约和保护城市水资源。

29.努力建立节水型经济和节水型社会。

30.保护水资源，促进西部大开发；节约每滴水，共同创建节水城。

31.节约用水是每个公民应尽的责任和义务。

32.水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。

33.珍惜水就是珍惜您的生命。

34.流水是大自然不息的血液，破坏水源等于污染自己的鲜血！

35.今天节约一滴水，留给后人一滴血。

36.国之栋梁不可无，生命之水不可枯。

37.节约每滴水，造福全人类。

38.龙头打开水哗哗，转身莫忘关掉它。

39.别再让它伤心流泪——请自觉关好水龙头。

40.水是一切生命的起源点。

41.拥有时不知珍惜，失去时方觉可惜。——请珍惜每一滴水。

42.淡水在减少，浪费可不好。如果不节约，后果可不小。

节水口号

1.“关”住点点滴滴。

2.拧拧水龙头，让细水长流。

3.生活重细节，节水在点滴。

4.人人关心节水，时时注意节水。

5.水，貌似微不足道；实则举足轻重！

6.水的晶莹，自然在与人的呵护。

7.共沐蓝天碧水，共享绿树鲜花。

8.一滴清水，一片绿地，一个地球。

9.节水，让生活更滋润！

10.水是生命的乳汁，节水、爱水、惜水，让水永远伴我们成长！

11.千万别让水成为奢侈品，节约用水从身边做起。

12.节约用水是职责，绿色地球更美好。

13.“流”水无情，青山绿水会成为奢望。

14.节水、爱水、惜水，人人护水，造福后代。

15.人人珍惜一滴水，处处留得一片春。

16.我们要像珍爱自己的生命一样珍惜地球上的水源。

17.科学用水，自觉用水，做爱水小公民。

18.节约用水不是口号，而是一种实实在在的行动。

19.人人节约一滴水，汇成清泉润世界。

20.水资源是有限的，生命之河是无限的。

21.如果不节约用水，地球上的最后一滴水将是你的眼泪。

22.珍惜水就是珍惜自己的生命。

23.水是大地妈妈的血液，我们爱水、节水，大地妈妈才会“哗哗”欢笑。

24.节约一滴清水，还原一片绿地。

25.水养千万家，节约靠大家。

26.小手拉大手，节水大行动。大家动起来，节水社会现！

基于单片机的蹲式厕所节水系统设计 第6篇

关键词：蹲式公厕 节水 红外感应

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0070-01

目前，周口职业技术学院的1号楼和5号楼的蹲式厕所的自动冲水系统，采用的都是定时冲水，无论人多人少，无论白天黑夜，也无论放假与否，冲水系统无间断地进行冲水，这样，在正常上课期间，冲水的密度适当，能够保持厕所的清洁，但是晚上和放假期间，仍然采用这样的冲水方式，就会浪费大量的水，不但对学校经济造成一定的损失，而且违背了国家提倡的“节能减排”的精神，因此，设计出一套适合于学校及人群较集中地方的蹲式厕所的节水系统，既能解决学院的节水问题，又具有较好的经济价值和市场前景。

根据要求，采用AT89S52单片机作为核心控制部分，通过热释电红外感应技术，对进入厕所的人流量进行检测，并送单片机进行处理，当人数达到设定值时，由单片机发出指令，驱动电磁阀打开向水槽蓄水，一段时间后下水冲污。当晚上或放假没人时，还可进行强制冲水，以保持环境的清新。

1 系统组成及特点

蹲式厕所节水系统主要由主控制电路、显示电路、电磁阀控制电路及遥控接收电路等组成。该系统通过四个不同区域的热释电传感器来感应各区域的人流量情况，把感应到的信号送给单片机，由单片机把送来的人数信号和设定人数参数进行比较，当达到设定值时，再由单片机指示继电器工作，驱动电磁阀动作，下水冲污。遥控器及显示装置可用来设定或查看任一区域的人数参数、延时参数、最小时间间隔参数及开阀时间参数。

本系统的主要特点是：

（1）自动感应，智能管理：由单片机控制，人多多冲，人少少冲；

（2）高可靠性：单片机控制技术，无需电池，任何情况下程序绝不丢失，设计使用寿命5年以上；

（3）应对各种恶劣环境：无论是高温酷暑，还是零下十几度的严寒，产品均能正常工作；

（4）使用安全：安装在2.4 m以上高度，避免人员接触，同时也可免遭到人为损坏；

（5）安装简便：将安装工作量降至最低，保留原有水箱及内部配件，只在进水管道上加装电磁阀，普通水电工安装只需两小时。电磁阀不用浸入水中，使用安全，维修方便。

2 系统工作原理

系统采用AT89S52单片机作为主控制电路，X5045中的看门狗电路对系统提供了保护功能，当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应。

3 节水系统的效果分析

系统改造后，节水效果十分明显，把未改造的冲水装置与改造后的冲水装置做一比较，如表1。

从表1可以看出，改造之后的节水系统，经济效益十分可观。从表1中不难看出，每个水箱每月可节约水费213元，以我院1号楼为例，每层8个水箱，共5层40个水箱，每月节约水费可达8520元，每年就可节约水费10万余元，再加上对5号楼冲水系统的改造，可为学院节约大量开支。

4 系统抗干扰设计

抗干扰设施有硬件设施和软件设施，硬件设施如果得当，可将绝大部分干扰拒之门外，但仍然会有少数干扰进入监测系统，故软件设施作为第二道防线必不可少。由于软件抗干扰设施是以CPU为代价的，如果没有硬件消除绝大多数干扰，CPU将无暇顾及正常工作，严重影响系统的工作效率和实时性，所以，要硬件和软件抗干扰设施相结合。

硬件上正确处理“模拟地”与“数字地”。数字电路是非线性的，逻辑门的开关都会产生电流冲击，故在数字地上高频扰动很强烈，因此数字地与模拟地不能有共同路径或者环路，要分别与电源端地线相连，且只应单点连接；同时，若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时电平不稳，抗噪声性能变坏，因此布置线路时，在不影响其它器件的情况下，应将接地线尽量加粗。

软件上由于微处理器系统运行的步骤是程序计数器被改变，当CPU受到干扰后，PC值常被改变，从而将操作数作为指令码来执行，从而引起混乱甚至使系统陷入死循环。为了减少这种可能性，采取了设置软件陷阱及冗余指令的方法。在程序正确执行不能运行的地址，如程序各模块间、未用的中断向量地址等，填入NOP指令，或者复位指令。特别是在中断过程中设置大量冗余指令和标志，以减少由外界输入信号干扰所引起的错误中断。

5 结语

综上所述，基于单片机的厕所智能冲水系统，真正做到了：“自动管理、有人则冲、无人则停、人多多冲、人少少冲、定时环保”的智能化功能。在大力提倡节约能源的今天，推广和使用这一装置，对企事业单位、医院、学校、部队等，既具有可观的经济效益，还具有极大的现实意义。

参考文献

[1]林建平，吴必瑞，叶德柱.基于单片机模拟路灯控制系统的设计[J].河南工程学院学报（自然科学版），2010（4）：34-37.

[2]王艳辉.片机控制的路灯系统模型设计[J].上海电机学院学报，2009（1）.

[3]李广弟.单片机基础（修订本）[M].航空航天出版社，2001.

[4]张新荣，徐保国.一种燃气锅炉温度及水位控制系统设计[J].自动化仪表，2012（6）：23-25.

小农户节水滴灌系统应用解析 第7篇

随着滴灌技术的不断应用和发展, 节水滴灌已经成为现代农业发展的重要管理方式, 尤其是在相对来说水资源匮乏的中西部地区和山区。灌溉是保证农业生产的重要措施, 我国的实际情况是降水不均匀, 在农业生长旺盛或者收获的关键期往往会因为水资源的不足, 造成农业上的减产, 利用节水滴灌系统, 在农作物生长的关键时期补充水资源, 保证农业的生产和农业经济的增长, 还可以在补充水资源的过程中, 利用滴灌系统的设备为农作物输送养分, 以肥料和水混合的方式给农作物补充养分, 增加农作物的生长旺盛程度, 提高农作物抵抗病虫害的能力, 确保在收获的时节能够获得丰收。

节水滴灌技术是一项增产增收的灌溉新技术, 对于现代农业的发展有重要的意义和影响, 对于改善我国中西部农业的灌溉有重要的作用, 实现水资源的合理使用, 提高中西部缺水地区农业增产增收的可能性, 保证中西部干旱地区人民的生活和农业的发展。节水滴灌系统在农作物的灌溉发展中得到了长足的发展, 有很多种的节水灌溉系统, 对于发挥水资源的社会效益和经济效益提供了很多的帮助, 同时结合小农户发展的具体情况实现了很多的发展, 所以有不同的节水滴灌系统正在使用和研究的过程中。本文主要根据小农户的具体情况来选择合适的滴灌系统, 促进农业的发展。

2 小农户节水滴灌系统的选择

小农户节水滴灌系统选择的主要要求有两点:造价低廉和使用方便。这两点概括了中国现代农业发展的主要现状, 以小农户的个体经营为主要经营模式的小农家庭经营农业, 主要的经营人员就是家庭的农业成员, 对于过高的农业设备没有多余的资金投入, 所以对于滴灌系统的要求是造价低廉。因为家庭农业经营人员的不足, 而且中国现代的城市化现象比较严重, 经营农业的青年人比较少, 现代中国农业经营人员主要是中年人和老年人, 所以对于滴灌系统的要求是使用方便。根据中国现代小农户的要求, 本文主要对于两种滴灌系统进行分析和介绍, 通过不同滴灌系统的不同使用, 增加对于滴灌系统的认识和了解。

固定节水滴灌系统主要是采用水泵、施肥装置、过滤器和量测仪表组成, 一般由井水作为主要的水资源, 在结合流量的情况下, 对于系统的大小进行设计, 根据流量的确定水泵的扬程, 根据系统的压力确定输水管的长度和密度, 在利用井水灌溉的过程中通过精确地计算灌溉面积的大小, 结合具体灌溉环境里的电源和水源的情况采取相应的措施, 在设计的过程中要进行全面的水力学计算, 保证系统管网的成本是最低的, 保证农民的农业设备投入。可以看出, 固定节水滴灌节水系统适合大棚农业和集约化农场的使用, 减少设备的浪费, 实现大面的灌溉要求。

移动节水滴灌系统主要由拖拉机、大水桶、压力泵、过滤器、压力表、滴灌水管、接口、控制阀门等组成, 通过简单的配套设施组成, 操作比较容易, 采用移动的方式实现滴灌, 给农作物生长提供水分, 在旱情严重的时节里能够缓解旱情, 因为使用的设备都是农业中常见的, 所以在农村的小农户家庭农业经营中使用比较广, 移动的方式可以满足现代农村土地家庭分布不完整的现状, 最重要的是, 简单的操作能够满足农民的技能需要, 同时较少的技术设备能够减少农业设备的投入, 适合小农户经营的农业模式。

3 小农户节水滴灌系统的应用

前面已经讲过两种节水滴灌系统, 在这里主要对于移动的节水滴灌系统的应用情况做出分析, 因为相对来说移动节水滴灌系统能够最大的程度的满足现代小农户农业的经营模式的要求, 而且我们的调查主要是农村的个体户农业经营使用, 所以下面对于移动的节水滴灌系统的应用进行说明。

成本相对于固定滴灌和其他滴灌系统较低, 这是应用中最重要的表现。因为移动的滴灌系统设备能够重复使用, 减少了大面积固定设备中输水管的浪费, 同时移动的滴灌系统满足农业土地不规整的特点, 在一部分农业用地使用完成之后可以进行下一块农业用地的重复使用, 降低了设备的成本投入, 增加了使用的效率。小型的滴灌系统整体投入为10元/m2, 可以根据农业用地的实际情况, 在制作的过程中设计面积最大的系统, 这样重复使用之下, 滴灌系统的投入还是节省了很多的成本。

农业效益得到了很大的提升, 这是移动滴灌系统应用的第2个重要表现。传统的大水漫灌往往会造成土地的盐碱化, 营养的流失, 减少土地的肥力。利用移动滴灌技术, 能够最大程度的将水分输送到植物的根部, 减少地表径流, 同时促进植物对于水分的吸收, 增加农业灌溉的效率。在水分输送的过程中, 可以在大水桶里配置植物发展需要的肥料比例和农药比例, 在水分运送的过程中, 为植物提供养料和防止病虫害的能力, 促进农业的发展和增产增收, 提高水资源、肥料、农药的利用率。在农业的管理过程中, 只要使用农业常用的拖拉机或者机动三轮车, 再加上大水桶的配套使用, 就可以实现灌溉、施肥、农药防止3方面的功能。

与现代农村的生产发展状况相适应, 这是移动滴灌系统的应用第3个重要表现。适应了农业发展人力资源不足的劣势, 同时在操作的过程中能够结合农民的技能, 在简单操作的过程中完成对于农业的灌溉。不需要过多的程序设计, 不需要过多的农业投入, 在使用中只需要把输水管摆放在植物的根部, 让拖拉机或者机动三轮车实现动力的输送, 类似于农村传统的农业喷药原理, 在动力和人力的配合之下, 实现对于农业的灌溉, 不需要考虑电压和电力, 平均耗时2h/667m2, 真正实现了动力灌溉, 实现了农业灌溉上的科技化和节约化。

4 小农户节水滴灌系统的发展

小农户节水滴灌系统主要是固定节水滴灌系统和移动节水滴灌系统, 农民对于这两种设备的选择主要是根据自己的需要来进行, 从以上的选择和应用可以看出, 小农户节水滴灌系统对于农业的发展和农业技术的更新使用有重要的作用, 同时在小农户选择的过程中, 我们可以看到现代农业发展的趋势和节水滴灌系统发展对于农业的影响。

节水滴灌系统是为水源匮乏的中西部地区进行灌溉所设计出来的, 无论是移动节水滴灌系统还是固定节水滴灌系统, 在小农户的使用过程中, 都是根据小农户的自身经济水平和技术水平所采取的。比如说在大棚或者集约化农业灌溉的过程中, 固定节水系统对于农业灌溉具有面积大、效率高的优势, 所以在集约化农业种植的地区会使用固定节水灌溉系统。同时我们可以看到另外1种现象, 就是现代城市化的发展提速, 造成很多的农村出现了“农荒”的现象, 大量的农业劳动力去城市就业, 整个农村的农业劳动力就只剩下中年人或者老年人, 所以采用的都是廉价易操作的移动节水滴灌系统。从中就可以看出, 两种不同滴管系统设备的使用和需求主要来自于农业的发展形势, 所以在现代的农业发展过程中, 政府对于农村的农业劳动力应该使用鼓励性政策, 从节水滴灌系统这个小的方面做起, 对于农村的农业发展实现扶持和帮助, 这样农村的农业生产活跃起来, 对于小农户来说, 节水滴灌系统有了政府的政策和技术的指导, 整个农村的农业经济就会实现飞跃的发展, 这样对于中国农村的“农荒”现象也就能得到很好地改善。只要是1个好的农业技术, 再加上政府的扶持力度, 帮助农民实现农业经济的快速发展, 中国的农民城市化现象也就能得到很好地遏制, 减轻了城市的压力, 增加了农村生产生活的动力, 实现中国农业经济的快速发展。

5 结语

本文主要对于节水滴灌系统的意义、选择、使用进行了分析, 应用主要是针对调查地区的使用系统进行分析, 在结合选择和使用的基础之上, 对于节水滴灌系统对于现代农业发展的影响作了简单的阐释, 结合自己对于现代城市化和农村实际情况的了解, 提出一些意见和建议, 希望能够对小农户节水滴灌技术提供一些建议与帮助。

参考文献

[1]李秀杰.全方位移动节水滴灌系统应用浅析[J].中国新技术新产品, 2009 (12) :213.

水处理系统节水措施的分析 第8篇

我国是一个以温带气候为主的沿海国家, 相对于赤道附近和极北地区的大陆内部国家来说, 降水量比较丰富。正因为降水量可观, 造成了很多人意识不到水资源的可贵, 浪费水资源、污染水资源等现象在我国随处可见。如何节约用水, 特别是在工业生产中, 这显得尤为重要。

1 发展节水新技术

石油和化工等工业中, 循环冷却用水占整个企业生产用水的90%以上, 循环冷却水系统的补充水量占据了整个工程项目一次性用水总量的65%左右, 所以, 在这类大型工业中, 循环冷却用水系统面对的节水压力十分巨大。

1.1 将循环冷却用水的浓缩倍数提高, 降低补水量

可以用特定的公式来计算循环冷却用水的浓缩倍数和补水量、污水排放量、蒸发水量之间的关系, 假如设N循环水浓缩倍数、Qm为补水量、Qe为蒸发水量、Qw为系统排污量、Qc为循环水量、Δt为循环水给水、回水的温差。则可用Qm=QeN/ (N-1) 、N=Qm/ (Qb+Qw) 、Qe=kQcΔt三个公式结合运用, 从而求出不同浓缩倍数对应的排污水量和补充水量的变化。

从上述公式的运用可以得出, 在蒸发水量一定的情况下, 循环冷却用水的浓缩倍数越大, 则水源的补充量就越小, 污水的排放量就越小;但是, 浓缩倍数应该控制在一定的范围, 如果浓缩水量超过了5, 那么补充水量的降低情况已经不再明显, 伴随而来就会出现严重的结垢、腐蚀问题。在专家综合考虑节水、防结垢、延缓腐蚀等因素后, 确定浓缩倍数不应该小于3, 但也不应该大于5, 在4~5之间最为合适。

1.2 减少用水的蒸发量, 从而降低补水量

从上述的公式反映出各元素间的关系可知, 降低循环用水的蒸发量可以在一定程度上降低冷却水的补水量。在PVC、煤化工等项目中, 循环冷却用水的蒸发量大概占总用水量的40%到60%。鉴于此因, 在这些项目中, 要做到节约用水的关键是要减少循环冷却水在生产过程中的蒸发量。目前主要有三种措施能够降低水的蒸发量。

1) 在企业的工艺装置内部, 使用空冷热器取代部分水冷换热器;

2) 干湿式冷却塔。

干式冷却塔的主要运作原理是在塔内安装了具有换热面积的空冷器, 虽然面积不大, 但是能起到很好的作用, 当冷却回水进入到在散热器中后, 就可以同外部的冷空气进行换热。换热之后再进入淋水区。相比于普通的冷却塔来说, 这种塔型在减少水的蒸发量上起到了更加明显的作用。但是这种塔型因为内部采用了空冷器、变频风机、温度控制连锁等部件, 所以成本资金上比之普通冷却塔增加了大概85%左右。

1.3 闭合式冷却塔

闭式冷却塔的工作原理很简单, 它是利用闭合式冷却塔塔内的轴流风机, 通过塔上面的百叶窗将冷空气吸入, 再经过塔上部的换热管束, 该管束内主要装着闭式循环冷却水, 管束外部主要布置了循环喷淋水。在工作工程中, 空气和喷淋水水膜在换热管束的表面进行换热, 使循环喷淋水的温度能更加的接近空气湿球的温度。在系统的整个工作过程中, 主要强化了一个传热过程。

密闭式循环冷却系统的核心是闭式冷却塔, 在密闭式循环冷却系统的工作过程中, 闭式冷却塔回收了冷却介质的余压, 将管束内部冷却系统循环泵的工作简化到最小, 让它只需要增加部分压头就可以完成整个系统的循环。低温季节, 可以减少喷淋水的补充或者停止供应喷淋水, 这就大大地降低了喷淋水泵的使用率。敞式冷却塔的工作就与闭式冷却塔不同, 敞式冷却塔的冷却介质的余压在经过敞式冷却塔内冷却水的喷洒之后就会消失殆尽, 如果需要冷水循环泵继续工作, 那么施压又得常压开始, 这就增加了泵的使用率。通过比较可以知道, 以闭式冷却塔为核心的闭式循环水冷却系统是目前最节能的循环水冷却系统。

但是闭式系统存在着的缺点也是十分明显的, 它的冷却效率较低, 主要是因为闭式系统中的水冷却主要依靠接触传热, 那么空气的干球温度就是该系统的冷却极限。而且使用闭式系统进行冷却时需要配备大量的金属管, 所以其造价是十分的昂贵, 高出了普通同容量湿式塔的四到六倍, 而且占地面积也非常大。

在我国华北、西北、东北地区的水资源匮乏现象日益凸显, 在这些缺水地区, 密闭式循环水系统的节水优点十分明显, 在选择节水和节约资金的选择题上, 应该优先选择节水。

2 污水回收重新利用

目前, 污水的回收处理和重新利用, 主要是用于地面冲洗、绿化浇水、水利冲渣、煤场浇洒等小范围和低要求的途径上面。这些小途径的用水量都不是很多, 总量大概为100m3/d~200m3/d, 而一般的化工项目的废水产量往往达到了5000m3/d~10000m3/d来说, 两相比较, 可见目前废水的回收利用率很低。通过社会实践证明, 要对废水进行充分的回收利用, 就必须提高废水的处理水平, 只有高质量的污水处理水平才能够扩大污水回用途径。

按照污水的回收利用的原水来源不同, 可以分为两大类:其一是循环水排污、脱盐水站排水、锅炉排污水;其二是生化工业产生的废水。

对于不同类的原水需要的污水处理技术也有很大的不同。对于生化工业产生的污水, 必须首先要净化水中的生化有机物, 清理出水中的会导致生化污染的杂质和细菌, 再进行去除COD, 接下来还需要用滤水器去除水中的大件悬浮物以及胶体, 最后一步是进入超滤, 反渗透系统进行脱盐。

对于循环水排污和脱盐站排水, 除了需要去除水中的高盐分以外, 还要对这类废水进行去浊。因为这类废水的浊度非常高, 不进行去浊就不能进入膜系统脱盐。

根据废水的原水和结构不同, 进行废水处理时, 需要根据具体的水质进行不同的安排, 从而确定最佳的污水处理方案。

参考文献

[1]倪玖欣.基于化工园区集中水处理系统的节水措施[J].能源与节能, 2011 (8) :34-35, 39.

[2]杜贵菊.水处理系统节水措施的浅析[J].科技资讯, 2012 (27) :145-145.

[3]黄慧群, 张成义, 葛小玲, 等.电厂循环冷却水处理及节水措施[J].硅谷, 2009 (20) :130.

[4]戴铁军, 程会强.我国工业用水量分析与节水措施[J].工业水处理, 2008, 28 (10) :9-12.

浅谈水利高校节水循环系统 第9篇

关键词：水利高校,节水,循环系统

1水利高校节水的必要性

1.1水资源的贫乏性

我国拥有全世界21%的人口, 但只有全世界7%的淡水资源, 是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一[1]。 同时, 我国水资源地区分布不均, 年内年际分配不匀, 随着全球温室效应的频繁发生, 我国旱涝灾害愈加频繁, 且显示出旱涝急转的可怖情况。

我国不仅水资源人均量少, 而且水资源的质量也不容乐观。 随着城市规模的不断扩大, 农村建设的逐渐发展以及人口的进一步增长, 水资源尤其是地下水过度开发, 水土流失和生态恶化愈加严重, 生活生产污水排放量与日俱增, 优质水源遭受严重污染。总之, 水资源利用效率低下、污水处理方式落后, 严重导致了我国水资源的质与量的贫乏。

联合国称, 当人均水资源量低于1700立方米时, 一个地区就被认为是“用水紧张”。 而我国的首都———北京, 人均水资源量仅为100立方米, 是世界平均水平的1.25%左右。 [2]

为缓解华北缺水问题, 我国实施了南水北调工程。 南水北调中线工程于2014年12月正式通水, 北京市民开始饮用长江水。 但据英国东英吉利大学发表的报告指出, 中国的南水北调工程仍难以满足缺水地区的水供给需求, 中国至少在未来15年内仍将面临水资源短缺问题, 并表示, 中国只有大幅提升水资源利用效率并处理好经济发展对自然资源的影响, 情况才不会继续恶化。 [3]

1.2水资源的重要性

水资源是人类生存发展的基础性自然资源, 具有不可替代性。 在我国经济日新月异地飞速发展的同时, 对水资源的需求也不断增大。 但是我国作为全球性缺水国家, 对城市水资源的供给日渐窘迫, 不少地方水资源已经成为制约城市发展的战略性资源, 城市水资源危机日趋严重。

1.3高等院校的重要性

党的十八大提出, 高校要以提升质量为核心, 加强创新人才培养模式;要提高科技创新能力, 为建设创新型国家作出新贡献;要发挥知识和科研优势, 实现服务经济社会发展的目标;要积极推动社会主义文化大发展大繁荣, 发挥文化传承和创新职能。 [4]

高等学校作为培养高素质人才、 发展高科技创新的一大关口, 需要起到带头模范作用, 引领大学生树立节约资源、生态发展的理念, 从而引领社会进步潮流, 践行可持续发展战略, 建立生态文明、精神文明型社会。

1.4水利高校的独特性

水利高校一般存在以下几个情况:

与水有关的专业较多, 例如水文, 水电, 港航, 土木, 环境等等。 拥有数量较多教学实验室, 拥有较多的教学实验课程, 用于教学的实验用水量大, 污染少。 例如密度计法测颗粒级配, 常水头、变水头测渗透系数, 流网法分析水头。

水利高校发展高科技、新技术, 拥有规模较大的国家级省级实验室, 需要做大量的反复的实验研究, 尤其是大型模拟水利工程, 日用水量非常大, 而这些实验往往污染少, 甚至无污染。

水利高校培养的高等水利人才, 走上社会后大多与水打交道, 有必要培养一定的节约资源、绿色环保意识, 以此践行, 并在未来的工作中带动他人践行可持续发展。

高等院校人口较为集中, 生活用水量也比较大, 若处理不当, 也会造成巨大的浪费或污染。

2建立节水循环系统

针对于水利院校独特的情况, 可以将相关实验室相对集中安排, 建立统一的水循环系统。每个实验室都有两套排水系统和两套接水系统, 一套排水为可循环系统, 经过简单沉淀处理后即能循环重复利用, 另一套为可处理利用系统, 经过集中处理后可以用于绿化、冲厕;一套接水根据实验需要接简单沉降水或是处理水, 另一套接的是普通自来水。

而对于处于雨水较为充沛地区或是处于典型雨季旱季的水利高校, 更是可以收集雨水。 部分雨水仅仅需要通过简单沉降处理就可以重新使用。这样利用雨水一方面可以节约资源, 保护环境, 处理工艺又非常简单, 成本也较低, 另一方面, 由于大部分水库的蓄水来自于降水, 地表土内含有的大部分也是大气降水, 处理后的雨水用于进行模拟实验也更接近于工程实际。 而用于教学实验的实验用水, 就要加以分析, 若是考虑到酸雨内的有害成分可能腐蚀损坏实验仪器, 部分教学实验用水就要经过再加工, 再处理。

由于高校一般土地利用率较高, 主要是房屋、绿植、道路、球场。

屋面上的雨水较为干净, 利用率也较高, 是节水循环系统的一大主力。 主要可通过屋面雨水收集, 在屋面的坡脚处设置简单的初期定时弃流、初期杂物过滤装置, 由雨水管统一进入雨水沉淀池, 经简单沉淀后部分直接进入储水池1, 有水管接入大型模拟实验室等可使用只经简单沉降处理雨水的实验室, 部分还需导入处理池, 经过调节、过滤、消毒后再经储水池2接入普通实验室。

对于土壤中的雨水, 考虑到近年来城市地下水过度开采, 造成地面沉降, 从而带来建筑、物破坏开裂, 沿海地区海水入侵、盐渍化严重等等问题, 加上绿植生长需要雨水, 绿植区域的雨水难以收集, 下层土壤又可以净化储蓄雨水, 变为干净可利用的地下水, 因此绿植区域的雨水不作特别处理, 主要是下层土壤的分布安排需要加以考虑, 在保证成本不过高的基础上最好是浅层用渗透性好的土, 深层用储水性好的土, 同时更要注意提高植被覆盖率, 以防止暴雨带出泥沙。

为防止沥青路面因为渗水性而开裂、剥落等破坏, 道路常常利用其自身的倾斜性在地势较低的两侧设立混凝土或土质路肩带, 而雨水就可以利用路肩带收集到两侧地下的储水槽中。

球场可以利用其场地大、荷载小, 上有土壤覆盖的特点, 在场地内部的地下开辟储水空间。

3总结

由于水资源的紧缺性以及社会发展的迫切性, 节约水资源的意识和行动显得尤为重要, 这时就需要开源节流, 而建立学校节水循环系统恰恰同时满足这两方面的需求, 同时也大大增强了当代大学生的节水意识, 其中水利高校更具实用性, 也同样适用于其他类型学校。

参考文献

[1]刘佳骏, 董锁成, 李泽红.中国水资源承载力综合评价研究[J].自然资源学报, 2011, 02.

[2]张海燕, 王新民, 徐运辉, 王童.基于状态空间模型的中国人均水资源量趋势分析[J].世界地质, 2011, 02.

[3]才惠莲.我国跨流域调水水权管理准市场模式研究[M].湖北武汉:中国地质大学出版社, 2013, 08.

节水监控系统 第10篇

农田灌溉控制技术从最早的水力控制、机械控制,到当前广泛应用的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等,其自动化应用水平[1,2]已经得到了很大提升。人工测量农田墒情的缺点是既耗费人力又不能实时监控;现有的监测系统大多采用有线数据采集及传输,现场安装与布线繁琐工作量大,甚至在有些场合难以实现。无线传感网络集信息采集、处理和传输于一体,它的广泛应用[3]为环境信息监控提供了技术支持,在工业控制、军事生产、生活、医疗及精准农业等领域已经有了不少典型应用案例[4,5]。

考虑到单片机快速、灵活控制的特点以及PC机强大的监控和管理功能,本系统主要由低功耗无线传感器网络节点通过ZigBee自组网方式构成[6,7],实现对数据的采集、传输及模糊控制和管理,避免了布线的不便、灵活性较差的缺点,实现农田土壤墒情的连续在线监测及农田节水灌溉的自动化控制,提高了灌溉用水利用率,为节水灌溉提供了依据和保证。

1 无线传感网络设计

系统采用无线传感器节点实现对农田温度和湿度等物理信息的采集与传输,并将其进行模糊运算处理,通过多跳转发传送至主控PC机实现灌溉控制。考虑到节水灌溉面积大及分散性的特点,系统总体采用分布式结构,即中央控制系统(主站)和远程测控系统(从站),其结构如图1所示。

系统工作模式采用命令应答方式,由主站下达数据采集命令,从站对主站发出的地址信息进行接收和处理,若与本机地址相符则执行命令。系统的优点:一是农田温度和湿度等数据采用无线传输方式,无需布线;二是系统采用多跳路由策略,有利于扩大监测范围;三是监测数据经多跳路由汇集到嵌入式测控系统,负责数据存储及显示,可以保存大量监测数据。

2 传感器节点设计方案

主要采用土壤温湿度传感器构成网络节点,依据农田环境特点及实际需求,由人工进行布点。ZigBee 技术是一种近距离双向无线传输技术,具有功耗低、可靠性高、复杂度低、便于低成本设备无线组网[8]、具备IEEE 802.15.4无线物理层省电、简单灵活和性价比高的优点。硬件构成上,传感器节点由传感器、信号调理及数模转换模块、嵌入式微处理器系统、无线数据发送与接收模块、驱动及执行器模块和节点电源供电模块等部分组成。无线传感器节点硬件结构如图2所示。

2.1 传感器选择及参数

采用TDR-3A型土壤温湿度传感器,能够同时对温度和湿度进行测量,具有适宜于土壤环境的密封和防水等特点。测温量程为-40～+80℃,精度为±0.2℃;测湿度量程为0～100%,在0～50%范围内精度为±2%;输出电流为4～20 mA。由10 V基准电压源供电的电流变换器采用RCV420JP芯片,输入4～20 mA电流转换成输出0～5 V电压。

2.2 无线数据发送与接收模块

无线数据发送与接收模块采用挪威Nordic公司推出的nRF905无线收发芯片[9],其特点是功耗低、开发简单、抗干扰能力强,工作电压为1.9～3.6V,通过编程工作于433/868/915MHz 等3个ISM频段[10],使用SPI接口与微处理器通信,配置非常方便。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成,不需外加声表面滤波器,nRF905采用的高斯频移键控(GFSK)调制方式通信范围广,尤其适合工业现场。

2.3 无线收/发芯片与单片机AT89C51接口

nRF905采用串行外围设备接口SPI (Serial Peripheral Interface)与单片机连接,AT89C51单片机工作在SPI的主机模式,nRF905工作在从机模式,接口连接如图3所示。

2.4 节点软件

nRF905利用SPI口实现与AT89C51单片机双向通讯, CSN用来控制芯片工作,其余3个管脚连到主控单片机SPI接口。单片机使用GPIO端口控制nRF905的3根控制线,即控制低功耗的PWR-UP、正常工作的TX-EN以及选择发送还是接收方式的TRX-CE。nRF905工作模式如表1所示。

nRF905处于发射模式时,nRF905初始为待机状态,TX-EN和PWR-UP置高电平, TRX-CE置低电平,单片机设置TRX-CE为高电平来启动传输;nRF905处于接收模式时,若检测到接收频率段的载波,置CD为高,检测载波数据中的地址字节。

2.5 数据传输模块

节点 ID 采用统一编码,分别占用 2 Byte,每个节点可监测多种环境参数,用 4 bit 区分不同参数,模数转换精度12 bit,每一个传感器节点测量数据占用2 Byte。从节点数据发送格式如图4所示。

在实现数据传输时,加上网络层、MAC 层、物理层包头以及校验码等组帧发送。无线数据传输程序流程如图 5所示。

2.6 路由协议

采用一种功耗自适应聚类PEGASIS协议[8]路由算法。即假定构成网络的传感器各节点同构且静止,采用能量递减方式发送测试信号,通过应答来确定距离最近的相邻节点,每个节点依据自身的位置选择所属的簇,簇头参照位置关系优化出到汇聚节点的最佳链路。该算法步骤为:

1)传感器节点在采样周期内采集一次环境信息,将数据传送到簇头;

2)簇头对该数据进行融合,得压缩的簇信息;

3)通过PEGASIS协议传送数据给汇聚节点;

4)汇聚节点通过Internet 或GPRS/3G 网络将数据传送给中央监测计算机;

5)上位监测计算机中的数据库存放环境参数等数据,进行分析及整合,为控制决策作参考;

6)一个周期结束后,传感器节点进入休眠状态以节约能量,等待下一周期时激活。

3 模糊控制策略及设计

控制算法决定了控制系统的精度,因此控制算法的选择是进行控制系统设计的关键因素。模糊控制策略作为智能控制领域的重要分支,它模仿人的思维来进行控制,具有设计简单和鲁棒性强的优点。因此,选用模糊控制算法对系统的环境因子进行控制,并利用软件工具对模糊控制系统进行了辅助设计。

根据系统控制中对过渡过程的要求,基于模糊的参数(如土壤温度)控制系统的控制策略如下:首先,确定温度误差e、温度误差变化率ec、基本论域X和Y,分别算出量化因子Ke和Kec;然后,选取语言变量值NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB;最后通过操作者经验,确定用以描述模糊子集的隶属函数μ(x)。通过总结工艺及操作者经验,获得控制规则语句,从而建立温度模糊控制规则表。但鉴于单片机不能胜任如此大的计算量,解决的办法是制作一个模糊控制表(如表2所示),由单片机通过软件查询方式进行模糊运算。

应用模糊推理的合成规则,离线计算出模糊控制器的输出。根据量化因子、模糊化成相应等级值,最后根据已经获得的模糊控制总表,推算出相应的模糊控制输出量的等级值。若等级值代表的是离散量,则转换成该等级值所代表的意义值;若等级值代表的是连续量,则乘以比例因子转化成相应的模拟量,并用此模拟量去控制执行机构动作。模糊控制算法流程图如图6所示。

4 系统软件设计

系统软件包括上位机和下位机软件。上位机软件采用Microsoft Visual Basic 6.0编写,主要完成将报警和控制参数值写入下位机,将下位机检测数据放入主机数据库,对数据库进行数据整理、分析、各种曲线与报表的显示和打印等功能。下位机软件采用单片机C语言编写后固化在其程序存储器中,主要完成读入传感器测量值, 比较上下限报警值,依据控制算法对执行机构进行开启和关闭操作,测量数据的存储以及将检测数据上传上位机等任务。

5 系统试验测试结果及分析

系统设计初步完成后,在实验室运用本开发板对环境室温进行监测运行,经测试能够实现温度的采集与传输,随后安装到现场进行实地测试,只采用核心板,没有进行扩展。在80m2左右小麦农田范围内安装了4 个从节点和一个中心节点,埋设深度为14cm左右,对温度进行监测,可以实现数据的采集、传输及列表显示,还可以对系统扩展,以实现对多个环境参数的监测。考虑到节点附近复杂的环境以及电磁信号干扰等因素,实验中信号传输最大距离会受到一定的影响。

由于采用了高精度土壤温湿度传感器,网络自纠错能力好,数据精度高,因此与实测值的误差可以忽略不计。在某天的 几个时间点监测数据如表3所示。

6 结论

基于 ZigBee 实现土壤温湿度监控,设计了系统硬件及软件,分布式无线网络提高了系统在便捷性及组网灵活性等方面的综合性能,可以实时显示监测点数据,能够定时刷新,历史数据以列表形式显示。鉴于无线低功耗设计,数据传输信号相对较弱,抗干扰能力较差,容易出现数据丢失的现象,进行了改进,采用软件方法,增加数据采集频率,延长数据传输周期,减少了数据丢包率。小范围试验结果表明,该系统采用高精度土壤温湿度传感器,可以做到根据土壤墒情与作物用水规律,实施精准灌溉,具有较高的性价比和推广价值。

参考文献

[1]Diane J Cook,Sajal K Das.Smart environments:technolo-gies,protocols,and applications[J].Hoboken:JohnWileyand Sons,2005,11(5):13-46.

[2]F J Pierce,T V Elliott.Regional and on-farm wireless sen-sor networks for agricultural systems in Eastern Washington[J].Computers and Electronics in Agriculture,2008,61(1):32-43.

[3]F J Pierce,T V Elliott.Regional and on-farm wireless sen-sor networks for agricultural systems in Eastern Washington[J].Computers and Electronics in Agriculture,2008,61(1):32-43.

[4]Zhai Yuwen.Themonitoring system ofwireless data-trans-mission for water supply station[J].Transaction of JilinChemical Institute,2000,11(2):39-42.

[5]Zigbee Alliance.Zigbee Specification V1.0[EB/OL].[2011-02-20].http://www.Zigbee.org,2005.

[6]Pottie G J,Kaiser W J.Wireless integrated network sensors[J].Communications of the ACM,2000,43(5):51-58.

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[8]BARKER N.ZigBee and bluetooth strengths and weaknes2ses for industrial applications[J].Computing&ControlEn2gineering Journa,2005,16(2):20-25.

[9]Proakis J G,Salehi M.Communication systems engineering[M].UpperSaddle River:PrenticeHal,2001.

农田水利灌溉的节水现状及节水对策 第11篇

【关键词】农田水利工程；节水灌溉；灌溉模式

我国是一个水资源短缺的国家，而农业又是我国的第一产业，因此，为保证农业的可持续发展，必须考虑水资源的合理利用问题。节水农业体系的根本，就是充分利用农业水资源综合技术中的节水技术，使农业水资源的利用率显著提高，使农业经济得到持续稳定的发展。

1.我国农田水利灌溉的节水现状

1.1节水新技术、新设备推广范围有限

当前，我国已经对一些节水新技术进行了研究并进行了局部推广，如喷灌、滴灌技术等，也取得了显著的成绩，但从总体来看，在多方面因素的影响下（如研究人员继续开发技术潜力、技术设备成本等），这些技术并未真正得到大范围推广，导致节水灌溉技术在农业灌溉过程中出现迟滞的现象。

1.2节水灌溉技术的使用缺乏监督和激励机制

节水灌溉对农业发展意义重大，应得到一定的激励。然而，在我国当前的农业发展中，一些部门的管理制度还不健全，管理人员没有明确的监督范围，使得常常出现越级管理的现象，导致出现了不少问题。

1.3财政投入对节水灌溉的资金支持有限

我国有很多地区的水利工程建设时间较早，使用至今已经出现了不同程度的工程老化，由于缺乏工程维护资金，未能对其进行及时养护，导致工程使用功能受损，节水灌溉效益不明显，其覆盖的有效灌溉范围也不断缩小。财政投入对这方面的支持，常常出现资金不足或没有落实到位，安排不合理的现象，导致农业灌溉工程的发展受到了不小的制约。

1.4节水灌溉推广部门在推广过程中配合不足

导致对节水措施推广的可行性论证不充分，难以因地制宜的制定节水灌溉计划，或存在针对性不强的问题，导致节水灌溉工程的经济效益得不到充分的发挥。

2.我国农田水利灌溉的节水对策

2.1提高节水管理的制度管理水平

农业节水灌溉的目的在于用最少的灌溉水获取最大的灌溉效益，农业节水灌溉制度应当包含农作物育种期、生长期在内的灌溉时间、灌溉次数、灌溉周期、灌溉定额等，不同的农作物要进行分类管理，耗水量大的作物要加大灌溉力度，并对经济作物的耗水量进行研究，找出水资源的合理利用方法，在此基础上制定不同灌溉区的节水方案，包括气象、水文、管理等，进行高效率的节水灌溉管理，提高管理水平。

2.2加强各种节水灌溉技术的推广利用

（1）渠道防渗技术。渠道防渗技术主要是减少输水过程中出现的渗漏。传统利用土渠进行灌溉，睡水资源的利用系数一般在0.4～0.5，而采用渠道防渗技术，则最多可减少90%的渗透损失。同时，水资源利用率的提高也能大大提高农田的单位产值，提高农民种粮积极性，稳定国家粮食供给。可见，渠道防渗是一次投资、多次受益的节水措施。

（2）低压管灌措施，低压管灌是利用低压管道代替明渠进行输水灌溉的节水形式，管道内水的压力通常在0.2MPa以下，因而对承压要求较低，施工中一般采用造价较低的专门低压管，如塑料软管、塑料硬管、金属管、混凝土管等。采用低壓管道输水，一可以节约用水，避免水在输送过程中的蒸发和渗漏，与渠道输水相比，管道输水灌溉面积更大，实现增产增收。二可以节约用电，管道输水灌溉所需的水资源少，从井中抽取的水量自然更少，从而实现节约用电的目的，同时，低压管灌溉无需占用渠道的占地面积，从而增加耕种面积，且一次性投资也不高，直接利用低压管道就可以了。

（3）喷灌节水措施。喷灌一般采用移动式、固定式、半固定式，移动式是指把输水管道固定埋在地下，将水输送到喷灌地段，但田间的支管和喷头都是可以拆卸下来多次使用的，这样就可以节省投资，当前有很多地区已经采用了喷灌技术。喷灌的节水效益十分明显，可比渠灌节约近50%的水资源，比管灌节约10%的水资源，且占用耕地面积小，增加耕地面积。其次，喷灌效果均匀，土壤不宜板结。最后，喷灌适用于各种土质，减少平整土地的工序，解放了劳动力去从事其他工作，从而增加了农民收入。

2.3提高对再生水的利用水平

再生水即经过水质处理之后合格，可用于灌溉的生活污水、工业废水。再生水的利用，一是要确保污水、废水的处理要严格符合灌溉用水的标准，并做好水质监测，保证其符合灌溉标准。二是要做好污染物对农作物生长影响、污染物在田地内移动规律的研究，确保再生水不会对农作物质量产生不良影响。

2.4加强对节水设备、节水技术的制造研究

当前，我国农业节水设备的科技含量不足，节水效率不高，因此，我们仍有必要继续加大投入，研究节水设备，提高节水设备的节水效率和自动化水平，提高生产效率，节省劳动力，还要重点研究节水灌溉农具。针对我国地形复杂、气候多样的特点，还需结合区域特点进行针对性研究，制造符合本区域农业生产特点的节水灌溉设备，例如对于经济作物的灌溉，可研究一种智能控制的节水灌溉系统，能自动分析空气湿度、温度和墒情，做到既能保证农作物健康成长，又能节水灌溉。此外，政府部门也有必要加强财政投入在节水灌溉方面的倾斜，加强扶持力度，为节水灌溉技术的发展提供可靠的资金保障。

3.结语

总而言之，虽然我国农业的节水灌溉还存在较多的问题，节水灌溉技术水平有限，但只要我们能够进行积极的研究和改进，借鉴国际先进技术，因地制宜的制定符合我国国情的节水管理工程和管理模式，提高管理水平，就必然能使节水灌溉更好的服务于农业生产，促进农民增收。 [科]

【参考文献】

[1]张生成.关于如何开展节水灌溉的几点思考[J].水利科技与经济，2011（02）.

[2]吕玉宏，黄承林，陈秋华.浅析解决郓城县农业灌溉节水技术措施[J].科技信息，2009（35）.

[3]孟小涛，王春生.浅析农业水利灌溉模式与节水技术措施[J].中国西部科技.2009（17）.

[4]张金鹏.浅述节水灌溉在宁夏地区农业生产中的必要性[J].农业科技与信息，2009（21）.

节水灌溉自动控制检测系统 第12篇

随着地球可用水资源的日益减少,我国很多地方出现了用水紧张的问题,所以节水成为我们日常生活所关注的话题之一。作为农业大国,我们更加关注农业方面的水资源问题,针对农业用水紧缺且存在严重浪费的现象,我们采取了一系列的措施来解决这一问题,尤其是在日常大棚生产这一领域中,节水灌溉成为了人们倍为青睐的一种缓解水资源紧张这一局面的形式。随着日新月异的高速科技发展,自动化也慢慢融入了人们的生活之中。本设计就对土壤湿度采集、比较实现了对大棚灌溉设备的自动控制和对数据的实时监测分析,这样不仅节省资金、缩短工作时间,而且有益于提高水的利用率从而缓解缺水现状。因此研究节水灌溉自控系统有着非常重要的现实意义。

1 方案设计与论证

通过分析任务,对于设计要求主要有两个,其一节约水,其二实现系统自控。对于节水我们采取的方法是用对土壤即植物根部含水量的测量结果与预先了解的作物需水量相比较来决定灌溉与否,对于自控我们采取的方法是控制器通过光隔实现对继电器的控制,从而实现对灌溉设备的控制。从整体来看,为了达到设计要求,我们将系统分为采集处理部分、主控制器、监测部分、灌溉控制部分和其他部分。具体设计如图1

2 单元电路及分析

对土壤的含水量即湿度,首先我们要进行测量,目前在市场上测量湿度的方法主要有中子衰减法、张力计测湿法、介电法速测法。由于电容式传感器测量精度高、量程宽、响应速度快、容易实现小型化和集成化且适合于在线监测,这里我们就应用电容式传感器即采用介电法速测法对土壤湿度进行采集,即构成了采集处理部分。

我们知道不同农作物会有不同的需水量,为了达到自动化的设计要求,采集成功之后,就是根据采集结果设计程序来控制灌溉与否。传统的设计方案是直接将采集结果与湿度预置值相比较,然后再控制灌溉部分进行相应操作。因为在应用中湿度不能过大或过小,所以我们设计了如图所示的另一种方案。与传统方案相比,此方案更为简洁,将采集结果直接与湿度的上限值和下限值相比较,使得湿度范围相对增宽,从而更有利于下一步的处理。

对于核心部分主控制器,它完成的主要工作即上述的比较过程和自动化的相关程序控制等,这里我们用AT89C51单片机构成主控制器,在程序中既要设定预定值完成比较工作,又要通过通讯接口连接到上位机,由上位机记录并完成数据的相关分析,当然其也要完成其他程序的设计工作。

上述比较结果完成后,接下来就是对灌溉系统的控制。控制部分主要有光电隔离、继电器和电磁阀,光隔的作用主要是通过“电光电”的转换,实现单片机对灌溉系统的单向控制操作,继电器作为用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”,这里我们用其与电磁阀设计成浇水设备的开关,从而实现此动作的自动化。

除了以上部分,在设计的同时我们还加入了报警装置和空气中的湿度对单片机主控制器的反馈部分。其中反馈部分主要由空气湿度传感器和A/D转换组成,湿度传感器用来采集空气的湿度,然后此数据通过A/D转换器传递给单片机,单片机结合所采集的土壤湿度对灌溉控制部分进行暂缓灌溉的操作,当然在主控制部分我们亦可以根据作物需水量不同,在程序中根据具体比较结果来设定灌溉时间的长短;报警电路的功能是当在以上自动控制的程序发生故障或浇水设备损坏时,蜂鸣器发出警报,从而警告工作人员进项相关维修工作。

3 结论