毕业设计--智能化施肥灌溉控制系统设计

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1、 1 1 1 绪绪 论论 农业生产中，各种各样的农产业、蔬菜瓜果在生产过程中出现了很多不便和 浪费，而智能化施肥灌溉控制系统设计通过实际应用带动生产。通过智能化施肥 灌溉不仅能节水、节肥，还可以提高肥料利用率，同时智能化的作用让其更方便 简单，减少不必要的劳动力损耗，和传统的施肥灌溉有很大的变化，综合作用更 强、更可靠。施肥灌溉是将施肥与灌溉结合在一起的一种先进农业技术，它是通 过压力灌溉系统，配合使用固体或液体肥料，从而产生含有作物营养需求的灌溉 水进行施肥灌溉。 1.1 1.1 智能化施肥灌溉的提出智能化施肥灌溉的提出 在当今社会中，农业的发展必不可少，所以降低损失提高产物量是迫在眉睫 的

2、。由于经济技术水平落后，很多农民浇地一般都采用大水漫灌，这是一种落后 的、粗放的灌溉方式，其缺点较多。一是浪费水严重；二是大量多余水渗入地下， 导致地下水位升高，水蒸发量增大，作物产量下降；三是肥料流失严重。漫溉会 使水累积在田地里面，不仅浪费水源还会导致作物窒息， 许多供作物生长的有机 成分溶入水中，渗入地下，造成肥料深层渗漏，让作物不能吸收所需原料。灌水 量较多，致使灌溉成本升高，使有机肥料不被吸收浪费肥料，特别是在蓄水灌溉 区域，浪费电力、人力更为突出，现在农业发展水平对施肥灌溉管理的要求,进 一步证明农作物自动化控制施肥灌溉的必要性。本课题主要是对施肥灌溉及对营 养液摄取的研究。 现在

3、采用智能化施肥灌溉技术控制是一种简便易行的施肥灌溉方式，这种 方式投入资金少，见效快，简单易学还方便更好的灌溉施肥。以往的灌溉水每亩 次灌水量高达 7080 立方米，比实际作物需水量高出 40%左右。土壤是一个复 杂的四维异质体，其中包含许多使植物养分失效的因子，无机化学肥料施入土壤 后， 只有部分养分被作物吸收， 有的分子或离子以气态损失， 有的则被土壤固定， 有的则随地下水而流失污染了水源、河流和湖泊。不难想象，这种施肥灌溉方式 不仅化肥利用率低造成环境污染，所浪费的肥料和水量也很庞大。 2 伴随近年来农业技术生产水平的发展，自动化控制是现代农业发展的必由 之路。很多新农业的出现要求产量价

4、值高、技术水平拓展，希望避免铺张浪费让 先进技术带动生产。如何提高施肥灌溉的研发质量，缩短设计周期，降低研发成 本，借助计算机、PLC 控制作为新的设计工具，来进行智能化施肥灌溉技术的研 发，已成为此项技术控制设计工作人员密切关心和研讨的问题。 1.2 1.2 施肥灌溉技术的历史、现状与发展趋势施肥灌溉技术的历史、现状与发展趋势 智能化施肥灌溉技术根据所需灌溉施肥的农产物不同， 可以分为几类其目的 都是将水源和肥料灌进农作物中。能使农作物获得所需的水分肥料补充，所以得 到了农业生产行业中的广泛认可， 相信在不久此项技术将会普遍得到农业行业的 推广，农产业也将会上升一个阶段。 在我国施肥灌溉技术

5、的发展始于 1974 年，随着科学技术的推广，这种施肥 灌溉技术在不断的发展进步。 智能化施肥灌溉系统是通过 PLC 可编程控制器进行 施肥灌溉， 把农作物生长发育的两个基本因素水分和养分相结合起来建立施肥和 灌溉的技术系统。 该技术从研发到投入生产使用都经历了一个漫长时期的推敲与 考验，几经研究后，因其技术在农业生产中能节水、省肥、省工、高产、优质、 高效、环保等优点成为现代农业技术的重要组成部分，在发达国家的农业生产中 不可或缺。 1.2.1 施肥灌溉技术的历史 近 30 年来，智能化施肥灌溉技术在研制过程中采用 PLC 程序来控制可未是 做到了精益求精。 此项技术从历史发展至今大体经历了

6、三个相对来说较重要的阶 段： 第一阶段（1974-1980 年） ：进行国内生产设备的研制，开展了相应的施肥灌 溉应用试验。1980 年我国第一代成套设备诞生。 第二阶段（1981-1996 年） ：引进国外先进工艺技术，设备国产规模化生产 基础逐渐形成。该技术由开始的小面积应用到较大面积的推广，试验研究已经取 得了丰硕的成果，被农业生产的很多人认可。 第三阶段（1996 年至今） ：由于此技术的实用性，这种施肥灌溉技术的理论 及技术的应用日趋被重视， 很多地方根据各自的情况开展了技术研讨和技术培训 3 班，施肥灌溉技术已在大面积推广。 1.2.2 施肥灌溉技术的现状 施肥灌溉作为一种新的模式， 最适合于中国目前水资源缺乏的现状。 近年来， 中欧美地区的农产业变化较大。 从欧美市场对施肥灌溉技术的需求状况来看当前 国内外对施肥灌溉技术的研究也在抓紧。 从 2010 年开始， 中国西南部遭遇了特大干旱后农产业量已大幅度下降， 2011 年春季和夏季，季节