针对目前农业水资源紧缺且农业用水浪费严重的问题，提出了一种节水灌溉自动控制方案。该方案以微控制器为核心器件，采用无线通信的方式，通过远程控制系统实时采集参数，并以此为依据实时调整阀门开合程度，从而达到节水灌溉的目的。该设计具备较好的实用性，有效地实现了节水灌溉。中国农业发展目前面临着两大主要问题：一方面国民经济、生态建设的迅猛发展导致对水资源的需求量越来越大，但是，中国目前的水资源严重不足；另一方面中国农业用水量约占总用水量的80%左右，但有效利用率仅在45%左右，而欧美发达国家一般在70%～80%，这导致中国农业用水浪费现象非常严重[1]。因此，在水资源严重不足的情况下，如何有效解决农业用水短缺问题显得迫在眉睫。方法大致有两种：开发新的水资源，但是，此方法投资大、见效慢，受地理环境影响异常明显；另一种方法是发展节水灌溉。节水灌溉是遵循作物不同生长发育阶段的需求规律而进行的适时灌溉，利用尽可能少的水获得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式[2]。此方法投资相对较小，既有可能实现农业灌溉的自动化，又可能极大提高水资源的利用率。基于此，提出一种节水灌溉自动控制系统设计方案，设计了一个基于单片机的节水灌溉自动控制系统，具有实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能，并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。1 系统总体设计方案目前，国外普遍采用大型分布式微机测控技术实现节水灌溉自动控制。该技术方案摆脱了传统的全凭经验灌溉的灌溉模式，为多种技术的融合，根据采集到的土壤参数、温湿度等环境参数来决定灌溉量与灌溉时间。因此，系统分中央控制系统和远程测控系统两部分进行设计，其系统结构图如图1。其中N为远程测控系统的个数[3]。由图1可见，中央控制系统（主站）主要由微控制器与主PC机构成。远程控制系统（子站）主要实现参数的选定与测量、信息数据传输与处理、控制执行机构的动作等功能。系统选择无线通信方式实现主站与子站之间的信息传输，其系统框图如图2[3]。系统主要分为信号采集模块、数据处理模块、数据无线处理模块、控制模块、软件模块这5大功能模块。因此，选择土壤水分、空气的湿度、空气的温度3个参数作为灌溉的因素，测量元件就是测量这3个参数。具体器件选择如下：①空气温湿度测量元件选用CHT-WV02温湿度变送器；②A/D转换器选用ADC0808；③电磁阀选用分布式电磁阀；④无线通信模块选用2FSK解调方式的 PTR8000；⑤核心控制器选用常见的AT89系列单片机；⑥土壤水分测量元件采用TDR3型水分传感器。2 系统硬件设计 主站硬件设计如前所述，主站的功能主要体现如下：通过无线通信方式实现与子站之间的信息传输，即远程控制系统通过相应器件采集土壤水分、温度、湿度等参数后，经过信号调理、模数转换后，通过无线方式传输给主站，主站以此为依据控制阀门水量的大小，也就是确定开关开合的程度。其间，主站中微控制器与主PC机之间采用有线通信方式。 微控制器与PC机的接口电路 微控制器与PC机之间采用常用的RS-232标准进行数据传输，但是，由于RS-232电平标准与单片机TTL逻辑的电平标准不兼容，因此，必须使用电平转换芯片实现二者之间的电平匹配。在本设计中，选用最常用的MAX232芯片来实现电平匹配。TXD与MAX232的T2in相连，经过MAX232转换后，T2out输出的信号进入RXD。同理，TXD与MAX232的R2in相连，经过MAX232转换后，R2out输出的信号进入RXD。如此，便可实现TTL与RS-232之间的逻辑电平转换，使单片机与PC机之间的通信链路接口完成。 无线射频收发接口电路 由于本单片机不具备SPI接口，所以要利用软件模拟SPI接口来实现单片机与PTR8000之间的通信[5]。PTR8000的3个状态输出信号DR、AM、CD分别与单片机的、和管脚相连，以此实现无线模块与单片机的通信控制。其中，AMS1117是低压差三端电压调节器，旨在为PTR8000提供合适的电压。 子站硬件设计子站主要完成对传感器信号的采集及处理并控制电磁阀动作，达到自动灌溉的目的，由控制单片机、A/D转换模块、土壤水分传感器、温湿度变送器和电磁阀组成。 土壤水分检测电路 设计采用运算放大器UA741来实现减法电路，其中VH=WATERH，VL=WATERL，△V=WATER。电路如图5所示。注意在采集数据之前，对于运算放大器UA741一定要调零。 A/D转换接口电路 ADC0808没有内部时钟，所以时钟信号端CLK通过两个D锁存器的分频与单片机的时钟相连。如图6所示，由于ADC0808的转换速度所限制，系统使用2 MHz的晶振，通过两个D锁存器的分频后，ADC0808 CLK端的时钟频率为2 MHz/4=500 kHz。 显示接口电路 显示接口电路如图7所示。其中，四个晶体管的作用是使得共阳极的LED正常工作，在LED每个光二极管前加了一个限流电阻，是避免LED发光二极管因电流太大而烧坏或寿命减少。 辅助控制单元设计 ①电磁阀控制单元。由于单片机的输出电流比较小，不能驱动电磁阀工作，所以需接一晶体管进行电流放大从而驱动电磁阀工作，在继电器两端反并一个二极管的作用是防止继电器因过大的电流烧坏或寿命减少。电磁阀控制电路如图8a所示。②报警电路设计。大部分都是使用蜂鸣器来提示或报警，具体如图8b所示。3 系统软件设计 主站软件设计设计中单片机的主要功能是实现土壤水分、温湿度等参数的实时接收、发射以及数据的串口发送，因此，功能相对较少，在实际设计中只需要合理地初始化外围芯片以及特殊功能寄存器，便可实现数据的实时传输，其主程序流程图如图9所示。此外，在系统设计中，PTR8000为无线收发模块，功能是接收数据并发送数据，其流程图如图10a与10b所示。 系统子站软件设计 数据采集程序设计 数据采集主要是指经传感器采集过来的电压信号，经A/D转换后送到单片机，再通过单片机的软件处理为此电压信号对应的湿度、温度和土壤水分信号，其流程图如图11所示[6]。 数据处理程序设计 数据处理主要是将从A/D采集来的数据经过一定的软件算法处理后，得到与实际情况最相符的数据，即误差最小，其程序流程图如图12所示[6]。 数据显示程序设计 显示数据经过译码器74LS138和驱动74LS47将数据送至LED显示。数据显示子程序主要完成将待显示的数据移出单片机，送至译码器74LS138和驱动器74LS47，其程序流图如图13[7]。4 小结设计通过远程控制实施节水灌溉，实现了实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能，并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。通过无线遥控节水灌溉技术可节省人力物力，解决当前水资源短缺却又浪费的紧张局势。主站和子站之间采用无线传输，克服了传统有线传输的地域限制，实现了站点之间的数据传送。此外，通过温湿度和水分传感器采集作物土壤及周围环境的信息，可较全面地体现农作物的需水状况，且节约成本，有效地实现了节水灌溉。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
山东石雨节水灌溉有限公司是2018-12-13注册成立的有限责任公司(自然人独资)，注册地址位于莱芜高新区地理沟工业园。
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山东石雨节水灌溉有限公司的经营范围是：节水工程、灌溉自动化工程、水利自动化工程、园林绿化工程的设计、施工；节水灌溉设备、塑料原料（危险品化学除外）、塑料管材管件、塑料阀门、节水器材、钢材、建材、石材、五金交电、劳保用品、电线电缆、化工原料（危险化学品除外）的批发零售；节水灌溉控制自动化系统、组合过滤系统、施肥系统的研发、销售；PE管材管件、微喷、喷灌、过滤器、施肥器的安装、销售。（依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动）。
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就是通过智能控制的方式，来控制水流的大小来控制灌溉的速度。系统会通过在土壤里面的一些仪器设备来进行识别，而且也会通过仪器设备的测试来进行识别。
智能灌溉控制器的优势：1. 每台智能灌溉基站包含取电开关、互联网智能控制器、4G路由器等设备，每台基站至少可驱动12路电磁阀，*多可驱动36路电磁阀。2. 控制器既可以通过按键手动操作，也可以通过手机APP无线遥控操作。3. 控制器具备每路即时灌溉、喷淋计划、喷淋延迟、参数设置、五天气象跟踪微调节水、控制器实时在线状态等功能。4. 灌溉控制器输入电压为220伏，通过无线方式输出给电磁阀的工作电压为9-24伏。5. 控制器可以以太网、Wi-Fi或4G路由器中的任何一种方式接入互联网，并遵循RabbitMQ消息队列数据通讯标准与云服务进行实时数据交换，控制通讯响应时间小于秒。6. 灌溉控制器的所有浇灌时间及水量数据必须通过互联网实时上传到中国国内云服务器，并可随时通过云服务接口进行跟踪和查询，以实现浇灌数据的完备性。7. 控制器通过云端获取气象数据，并能够通过ET蒸发量算法自动调节水量，达到节水的目的。
随着水资源供需矛盾的日益加剧，各国都十分重视发展节水型农业。发达国家除普遍采用喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术外，还应用先进的自动化控制技术实施精确灌溉，以作物实际需水为依据，以信息技术为手段，提高灌溉精准度，实施合理的灌溉制度，提高水的利用率。智能自动化控制灌溉能够提高灌溉管理水平，改变人为操作的随意性，同时智能控制灌溉能够减少灌溉用工，降低管理成本，显著提高效益。因此，推广实施自动化控制灌溉，改变目前普遍存在的粗放灌水方式，提高灌溉水利用率，是有效解决灌溉节水问题的必要措施之一。
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无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术.它不用天然土壤,完全用化学溶液(营养液)栽培植物。 一、无土栽培的发展简史 人类对植物矿质营养的探索，可以追溯到公元前600年亚里斯多德的时代，但是目前比较公认的，有关植物矿质营养研究的最早科学报告是1600年Belgion Jan Van Helmant发表的著名的柳树实验。19世纪中叶（1842） Wiegmen 和 Polsloff第一次用重蒸馏水和盐类成功地培养植物，并证明了水中溶解的盐类是植物生长的必需物质。但这一时期的最杰出的代表人物，应当认为是 Van Liebig（1803－1873），他证明了植物体中的碳来自空气中的CO2，H和O来自NH3、NO3－，其它一些矿质元素均来自土壤环境。他的工作彻底否定了当时流行的腐殖质营养理论，建立了矿质营养理论的雏型，他的理论也是现代”营养耕作”理论的先导。 1838年德国科学家斯鲁兰格尔，鉴定出来植物生长发育需要15种营养元素。1859年德国著名科学家Sachs和Knop，建立了直到今天还沿用的、用溶液培养来植物矿质营养的方法。在此基础上，逐步演变和发展而成为今天的无土栽培实用科学技术。 1920营养液的制备达到标准化，但这些都是在实验室内进行的试验，尚未应用于生产。1929年美国加利福尼亚大学的 教授，利用营养液成功地培育出一株高米的番茄，采收果实14公斤，引起人们极大的关注。被认为是无土栽培技术由试验转向实用化的开端。 1935年一些蔬菜和花卉种植者，在Gericke的指导下，进行了大规模的生产实践。首次把无土栽培发展到商业规模，面积最大的有公顷。同时美国中西部发展了一些砂培和砾培的技术，水培技术也很快传到欧洲、印度和日本等地。Gericke教授并把无土栽培定义为”Hydroponics ”（hydor是”水”的意思，ponics意为”放置”）。 第二次世界大战期间，水培在生产上起了相当作用。在Gericke教授指导下，泛美航空公司在太平洋中部荒芜的威克岛上种植蔬菜，用无土栽培技术，解决了航班乘客和部队服务人员吃新鲜蔬菜问题。以后英国农业部也对水培发生兴趣，1945年伦敦英国空军部队在伊拉克的哈巴尼亚和波斯湾的巴林群岛开始进行无土栽培，解决了吃菜靠飞机由巴勒斯坦空运的问题。以后在圭亚那、西印度群岛、中亚的不毛沙地上，科威特石油公司等单位，都运用无土栽培为他们的雇员生产新鲜蔬菜。 由于无土栽培在世界范围内的不断发展，1955年9月，在荷兰成立了国际无土栽培学会。当时只有一个工作组、成员12人。而到了1980年召开的第五届国际无土栽培会议时，会员人数已发展到45个国家的300人。据不完全统计，全世界目前关于无土栽培的研究机构，大约在130个以上。栽培面积也不断扩大，在新西兰，50％的番茄靠无土栽培生产。在意大利的园艺生产中，无土栽培占有20％的比重。在日本无土栽培生产的草莓占总产量的66％、青椒占52％、黄瓜占37％、番茄占27％、总面积已达500公顷。荷兰是无土栽培面积最大的国家，1986年统计已有2500公顷。目前无土栽培技术，已在全世界100多个国家应用发展。 我国无土栽培技术在研究应用起步较晚，但较原始的无土栽培技术却有悠久历史。生豆芽、种水仙早有记载（至晚在宋代就有），但较正规的科学研究和生产试验，则是近十几年的事。山东农业大学于1975年开始用蛭石栽培西瓜、黄瓜、番茄等，均获成功，1987年在胜利油田推广面积达6000平方米。无土育苗技术已在我国广泛运用，北京市朝阳区1987年，无土育苗的数量，已占总育苗数量的％。1985年在河北省农科院蔬菜研究所，召开了全国会议，成立了中国的无土栽培学组，并于1986、1987、召开了全国性的学术讨论会，出席者多达百人。1988年5月，中国首次出席了在荷兰召开的第七届国际无土栽培学会的年会，并在会上发表了论文，引起了很多国家的重视。 二、无土栽培的优点 无土栽培之所以能迅速在全世界范围内发展，是因为这种新的栽培技术与常规土壤比较有许多优点。 （一）产量高、品质好 无土栽培能充分发挥作物的生产潜力，与土壤栽培相比，产量可以成倍或几十倍地提高，如4-4-1所示。 上表说明土壤栽培不仅产量低，而且消耗水分很多。 北京农业大学园艺系在北京地区秋季进行大棚黄瓜无土栽培试验，自7月30日播种至9月14日，共计46天，浇水（营养液）共立方米。若进行土培，46天中至少浇水5－6次，需用50－60立方米的水，统计结果，节水率为％。节水效果非常明显，是发展节水型农业的有效措施之一。 无土栽培不但省水，而且省肥，一般统计认为土栽培养分损失比率约50％左右，我国农村由于科学施肥技术水分低，肥料利用率更低，仅30－40％，一半多的养分都损失了，在土壤中肥料溶解和被植物吸收利的过程很复杂，不仅有很多损失，而且各种营养元素的损失不同，使土壤溶液中各元素间很难维持平衡。而无土栽培中，作物所需要的各种营养元素，是人为配制成营养液施用的，不仅不会损失，而且保持平衡，根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段，科学地供应养分，所以作物生长发育健壮，生长势强，增产潜力可充分发挥出来。 （三）清洁卫生 无土栽培施用的是无机肥料，没有臭味，也不需要堆肥场地。土栽培施有机肥，肥料分解发酵，产生臭味污染环境，还会使很多害虫的卵孳生，危害作物，无土栽培则不存在这些问题。尤其室内种花，更要求清洁卫生，一些高级旅馆或宾馆，过去施用有机花肥，污染环境，是个难以解决的问题，无土养花便迎刃而解。 （四）省力省工、易于管理 无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业，省力省工。浇水追肥同时解决，由供液系统定时定量供给，管理十分方便。土培浇水时，要一个个地开和堵畦口，是一项劳动强度很大的作业，无土栽培则只需开启和关闭供液系统的阀门，大大减轻了劳动强度。一些发达国家，已进入微电脑控制时代，供液及营养液成分的调控，完全用计算机控制，几乎与工业生产的方式相似。 （五）避免土壤连作障碍 设施栽培中，土壤极少受自然雨水的淋溶，水分养分运动方向是自下而上。土壤水分蒸发和作物蒸腾，使土壤中的矿质元素由土壤下层移向表层，常年累月、年复一年，土壤表层积聚了很多盐分，对作物有危害作用。尤其是设施栽培中的温室栽培，一经建设好，就不易搬动，土壤盐分积聚后，以及多年栽培相同作物，造成土壤养分平衡，发生连作障碍，一直是个难以解决的问题。在万不得已情况下，只能用耗工费力的”客土”方法解决。而应用无土栽培后，特别是采用水培，则从根本上解决了此问题。土传病害也是设施栽培的难点，土壤消毒，不仅困难而且消耗大量能源，成本可观，且难以消毒彻底。若用药剂消毒既缺乏高效药品，同时药剂有害成分的残留还危害健康，污染环境。无土栽培则是避免或从根本上杜绝土传病害的有效方法。 （六）不受地区限制、充分利用空间 无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境，因而也就摆脱了土地的约束。耕地被认为是有限的、最宝贵的、又是不可再生的自然资源，尤其对一些耕地缺乏的地区和国家，无土栽培就更有特殊意义。无土栽培进入生领域后，地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区，都可采用无土栽培方法加以利用。例如在中东和墨西哥，人们在海滨沙滩上建立起了很多塑料温室，与海水淡化系统相结合，采用无土栽培技术，生产新鲜蔬菜，成为沙漠中的绿洲，这为解决地球上许多贫瘠地区人民生活的困难，带来了福音。 此外，无土栽培还不受空间限制，可以利用城市楼房的平面屋顶种菜种花，无形中扩大了栽培面积。据1986年的卫星测定，北京市就有平面屋顶16000多亩，如果充分利用起来，可以产生很大的经济效益和社会效益。 （七）有利于实现农业现代化 无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约，可以按照人的意志进行生产，所以是一种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作，有利于实现机械化、自动化，从而逐步走向工业化的生产方式。目前在奥地利、荷兰、苏联、美国、日本等都有水培”工厂”，是现代化农业的标志。我国航空工业进出口公司，曾在1986年引进了日本的无土栽培设备，也建立了一座小型的水增工厂，参观学习的人络绎不绝，反映出人们对这一新技术的兴趣。 三、无土栽培的类型和方式 无土栽培的方式方法多种多样，不同国家、不同地区由于科学技术发达水平不同，当地资源条件不同，自然环境也千差万别，所以采用的无土栽培类型和方式方法各异。 目前比较普遍的分类方法，是根据作物根系的固定方法来区分。大体上可以分为无基质（也称介质）栽培和有基质栽培两大类（表4－4－3）。 （一）水培 水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中生长，这种方式会出现缺O2现象，影响根系呼吸，严重时造成料根死亡。为了解决供O2 问题，英国Cooper在1973年提出了营养液膜法的水培方式，简称”NFT”(Nutrient Film Technique)。它的原理是使一层很薄的营养液（－1厘米）层，不断循环流经作物根系，既保证不断供给作物水分和养分，又不断供给根系新鲜O2。NFT法栽培作物，灌溉技术大大简化，不必每天计算作物需水量，营养元素均衡供给。根系与土壤隔离，可避免各种土传病害，也无需进行土壤消毒。 （二）雾（气）培 又称气增或雾气培。它是将营养液压缩成气雾状而直接喷到作物的根系上，根系悬挂于容器的空间内部。通常是用聚丙烯泡沫塑料板，其上按一定距离钻孔，于孔中栽培作物。两块泡沫板斜搭成三角形，形成空间，供液管道在三角形空间内通过，向悬垂下来的根系上喷雾。一般每间隔2－3分钟喷雾几秒钟，营养液循环利用，同时保证作物根系有充足的氧气。但此方法设备费用太高，需要消耗大量电能，且不能停电，没有缓冲的余地，目前还只限于科学研究应用，未进行大面积生产。 （三）基质栽培 基质栽培是无土栽培中推广面积最大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的基质中，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。栽培基质可以装入塑料袋内，或铺于栽培沟或槽内。基质栽培的营养液是不循环的，称为开路系统，这可以避免病害通过营养液的循环而传播。 基质栽培缓冲能力强，不存在水分、养分与供O2之间的矛盾，且设备较水增和雾培简单，甚至可不需要动力，所以投资少、成本低，生产中普遍采用。从我国现状出发，基质栽培是最有现实意义的一种方式。 欧洲许多国家目前应用较多的基质是岩棉（rockwool），它是由60％的辉绿岩，20％石灰石和20％的焦碳混合后，在1600℃的高温下煅烧熔化，再喷成直径为毫米的纤维，而后冷却压成板块或各种形状。岩棉的优点是可形成系列产品（岩棉栓、块、板等），使用搬运方便，并可进行消毒后多次使用。但是使用几年后就不能再利用，废岩棉的处理比较困难，在使用岩棉栽培面积最大的荷兰，已形成公害。所以，日本现在有些人主张开发利用有机基质，使用后可翻入土壤中做肥料而不污染环境。 四、无土栽培技术要点 不论采用何种类型的无土栽培，几个最基本的环节必须掌握，无土栽培时营养液必须溶解在水中，然后供给植物根系。基质栽培时，营养液浇在基质中，而后被作物根系吸收。所以对水质、营养液和所用的基质的理化性状，必须有所了解。 （一）水质 水质与营养液的配制有密切关系。水质标准的主要指标是电导度（EC），pH值和有害物质含量是否超标。 电导度（EC）是溶液含盐浓度的指标，通常用毫西门子（mS）表示。各种作物耐盐性不同，耐盐性强的(EC=10mS)如甜菜、菠菜、甘蓝类。耐盐中等(EC=4mS)，如黄瓜、菜豆、甜椒等。无土栽培对水质要求严格，尤其是水培，因为它不象土栽培具有缓冲能力，所以许多元素含量都比土壤栽培允许的浓度标准低，否则就会发生毒害，一些农田用水不一定适合无土栽培，收集雨水做无土栽培，是很好的方法。无土栽培的水，pH值不要太高或太低，因为一般作物对营养液pH值的要求从中性为好，如果水质本身pH值偏低，就要用酸或碱进行调整，既浪费药品又费时费工。 （二）营养液 营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。目前世界上发表的配方很多，但大同小异，因为最初的配方本源于对土壤浸提液的化学成分分析。营养液配方中，差别最大的是其中氮和钾的比例。表4-4-4介绍了从50年代到80年代不同科学家所采用的配方，可供参考。 配制营养液要考虑到化学试剂的纯度和成本，生产上可以使用化肥以降低成本。配制的方法是先配出母液（原源），再进行稀释，可以节省容器便于保存。需将含钙的物质单独盛在一容器内，使用时将母液稀释后再与含钙物质的稀释液相混合，尽量避免形成沉淀。营养液的pH值要经过测定，必须调整到适于作物生育的PH值范围，水增时尤其要注意pH值的调整，以免发生毒害。 （三）基质的理化性状 用于无土栽培的基质种类很多，已在表4-4-3中列举，可供参考。可根据当地基质来源，因地制宜地加以选择，尽量选用原料丰富易得、价格低廉、理化性状好的材料做为无土栽培的基质。无土栽培对基质的要求是： 1．具有一定大小的固形物质。这会影响基质是否具有良好的物理性状。基质颗粒大小会影响容量。孔隙度、空气和水的含量。按着粒径大小可分为五级、即：1毫米；1－5毫米；5－10毫米；10－20毫米；20－50毫米。可以根据栽培作物种类、根系生长特点、当地资状况加以选择。 2．具有良好的物理性质。基质必须疏松，保水保肥又透气。南京农业大学吴志行等研究认为，对蔬菜作物比较理想的基质，其粒径最好以毫米，总孔隙度>55％，容重为克•厘米－3，空气容积为25－30％，基质的水气比为1：4。 3．具有稳定的化学性状，本身不含有害成分，不使营养液发生变化。基质的化学性状主要指以下几方面： PH值：反应基质的酸碱度，非常重要。它会影响营养液的pH值及成分变化。PH＝6－7被认为是理想的基质。 电导度(EC)：反映已经电离的盐类溶液浓度，直接影响营养液的成分和作物根系对各种元素的吸收。 缓冲能力：反映基对肥料迅速改变pH值的缓冲能力，要求缓冲能力越强越好。 盐基代换量：是指在pH＝7时测定的可替换的阳离子含量。一般有机机质如树皮、锯未、草炭等可代换的物质多；无机基质中蛭石可代换物质较多，而其它惰性基质则可代换物质就很少。 4．要求基质取材方便，来源广泛，价格低廉。浙江农科院园艺研究所选用南方农村广 为存在的砻糠灰（农村家庭饭用的燃料废渣），做无土栽培基质，栽培番茄，效果良好，大幅度降低了成本。 在无土栽培中，基质的作用是固定和支持作物；吸附营养液；增强根系的透气性。基质是十分重要的材料，直接关系栽培的成败。基质栽培时，一定要按上述几个方面严格选择。北京农业大学园艺系通过1986－1987年的试验研究，在黄瓜基质栽培时，营养液与基质之间存在着显著的交互作用，互为影响又互相补充。所以水培时的营养液配方，在基质栽培时，特别是使用有机基质时，会受基质本身元素成分含量、可代换程度等等因素的影响，而使配方的栽培效果发生变化，这是应当加以考虑的问题，不能生搬硬套。 （四）供液系统 无土栽培供液方式很多，有营养液膜（NFT）灌溉法、漫灌法、双壁管式灌溉系统、滴灌系统、虹吸法、喷雾法和人工浇灌等。归纳起来可以分为循环水（闭路系统）和非循环水（开路系统）两大类。目前生产中应用较多的是营养液膜法和滴灌法。 1． 营养液膜法（NET） （1）备三个母液贮液灌（槽）。一个盛硝酸钙母液，一个盛其它营养元素的母液，另一个盛磷酸或硝酸，用以调节营养液的pH。 （2）贮液槽。贮存稀释后的营养液，用泵将其液由栽培床高的一端的送入，由低的一端回流。液槽大小与栽培面积有关，一般1000平方米要求贮液槽容量为4－5吨。贮液槽的另一个作用就是回收由回流管路流回的营养液。 （3）过滤装置。在营养液的进水口和出水口要求安装过滤器，以保证营养液清洁，不会造成供液系统堵塞。 2． 滴灌系统的灌溉方法 （1）备两个浓缩的营养液罐，存放母液。一个液罐中含有钙元素，另一个是不含钙的其它元素。 （2）浓酸罐。用业调节营养液的PH。 （3）贮液槽。用来盛按要求稀释好的营养液。一般300－400平方米的面积，贮液槽的容积1－吨即可。贮液槽的高度与供液距离有关，只要高于1米，就可供30－40米的距离。如果用泵抽，则贮液槽高度不受限制。甚至可在地下设置。 （4）管路系统。用各种直径的黑色塑料管，不能用白色，以避免藻类的孳生。 （5）滴头。固定在作物根际附近的供液装置，常用的有孔口式滴头和线性发丝管。孔口式滴头在低压供液系统中流量不太均匀，发丝管比较均匀。但共同的问题是易堵塞，所以在贮液槽的进出口处，也必须安装过滤器，滤出杂质。 五、无土栽培前景展望 从历史上来看，农业文明标志，就是人类对作物生长发育的干预和控制程度。实践证明，对作物地上部分的环境条件的控制，比较容易做到，但对地下部分的控制（根系的控制），在常规土培条件下很困难的。无土栽培技术的出现，使人类获得了包括无机营养条件在内的，对作物生长全部环境条件进行精密控制的能力，从而使得农业生产有可能彻底摆脱自然条件的制约，完全按照人的愿望，向着自动化、机械化和工厂化的生产方式发展。这将会使农作物的产量得以几倍、几十倍甚至成百倍地增长。 从资源的角度看，耕地是一种极为宝贵的、不可再生的资源。由于无土栽培可以将许多不可耕地加以开发利用，所以使得不能再生的耕地资源得到了扩展和补充，这对于缓和及解决地球上日益严重的耕地问题，有着深远的意义。无土栽培不但可使地球上许多荒漠变成绿洲，而且在不久的将来，海洋、太空也将成为新的开发利用领域。美国已将无土栽培列为国该国本世纪要发展的十大高技术交流会上，就是关于宇宙空间植物栽培的研究报告，那只能是无土栽培。因而无土栽培技术在日本，已被许多科学家做为研究”宇宙农场”的有力手段，人们称为太空时代的农业，已经不再是不可思议的问题。 水资源的问题，也是世界上日益严重地威胁人类的生存发展的大问题。不仅在干旱地区，就是在发达的人口稠密的大城市，水资源紧缺也越来越突出。随着人口的不断增长，各种水资源被超量开采，某些地区已近枯竭。所以控制农业用水是节水的措施之一，而无土栽培，避免了水分大量的渗漏和流失，使得难以再生的水资源得到补偿。它必将成为节水型农业、旱区农业的必由之路。 诚然，无土栽培技术在走向实用化的进程中也存在不少问题。突出的问题是成本高、一次性投资大；同时还要求较高的管理水平，管理人员必须具备一定的科学知识，这也不是任何地方都能做到的。 从理论上讲，进一步研究矿质营养状况的生理指标，减少管理上的盲目性，也是有待解决的问题。此外，无土栽培中的病虫防治，基质和营养液的消毒，废弃基质的处理等等，也需进一步研究解决。
人是要靠自己的
针对目前农业水资源紧缺且农业用水浪费严重的问题，提出了一种节水灌溉自动控制方案。该方案以微控制器为核心器件，采用无线通信的方式，通过远程控制系统实时采集参数，并以此为依据实时调整阀门开合程度，从而达到节水灌溉的目的。该设计具备较好的实用性，有效地实现了节水灌溉。中国农业发展目前面临着两大主要问题：一方面国民经济、生态建设的迅猛发展导致对水资源的需求量越来越大，但是，中国目前的水资源严重不足；另一方面中国农业用水量约占总用水量的80%左右，但有效利用率仅在45%左右，而欧美发达国家一般在70%～80%，这导致中国农业用水浪费现象非常严重[1]。因此，在水资源严重不足的情况下，如何有效解决农业用水短缺问题显得迫在眉睫。方法大致有两种：开发新的水资源，但是，此方法投资大、见效慢，受地理环境影响异常明显；另一种方法是发展节水灌溉。节水灌溉是遵循作物不同生长发育阶段的需求规律而进行的适时灌溉，利用尽可能少的水获得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式[2]。此方法投资相对较小，既有可能实现农业灌溉的自动化，又可能极大提高水资源的利用率。基于此，提出一种节水灌溉自动控制系统设计方案，设计了一个基于单片机的节水灌溉自动控制系统，具有实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能，并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。1 系统总体设计方案目前，国外普遍采用大型分布式微机测控技术实现节水灌溉自动控制。该技术方案摆脱了传统的全凭经验灌溉的灌溉模式，为多种技术的融合，根据采集到的土壤参数、温湿度等环境参数来决定灌溉量与灌溉时间。因此，系统分中央控制系统和远程测控系统两部分进行设计，其系统结构图如图1。其中N为远程测控系统的个数[3]。由图1可见，中央控制系统（主站）主要由微控制器与主PC机构成。远程控制系统（子站）主要实现参数的选定与测量、信息数据传输与处理、控制执行机构的动作等功能。系统选择无线通信方式实现主站与子站之间的信息传输，其系统框图如图2[3]。系统主要分为信号采集模块、数据处理模块、数据无线处理模块、控制模块、软件模块这5大功能模块。因此，选择土壤水分、空气的湿度、空气的温度3个参数作为灌溉的因素，测量元件就是测量这3个参数。具体器件选择如下：①空气温湿度测量元件选用CHT-WV02温湿度变送器；②A/D转换器选用ADC0808；③电磁阀选用分布式电磁阀；④无线通信模块选用2FSK解调方式的 PTR8000；⑤核心控制器选用常见的AT89系列单片机；⑥土壤水分测量元件采用TDR3型水分传感器。2 系统硬件设计 主站硬件设计如前所述，主站的功能主要体现如下：通过无线通信方式实现与子站之间的信息传输，即远程控制系统通过相应器件采集土壤水分、温度、湿度等参数后，经过信号调理、模数转换后，通过无线方式传输给主站，主站以此为依据控制阀门水量的大小，也就是确定开关开合的程度。其间，主站中微控制器与主PC机之间采用有线通信方式。 微控制器与PC机的接口电路 微控制器与PC机之间采用常用的RS-232标准进行数据传输，但是，由于RS-232电平标准与单片机TTL逻辑的电平标准不兼容，因此，必须使用电平转换芯片实现二者之间的电平匹配。在本设计中，选用最常用的MAX232芯片来实现电平匹配。TXD与MAX232的T2in相连，经过MAX232转换后，T2out输出的信号进入RXD。同理，TXD与MAX232的R2in相连，经过MAX232转换后，R2out输出的信号进入RXD。如此，便可实现TTL与RS-232之间的逻辑电平转换，使单片机与PC机之间的通信链路接口完成。 无线射频收发接口电路 由于本单片机不具备SPI接口，所以要利用软件模拟SPI接口来实现单片机与PTR8000之间的通信[5]。PTR8000的3个状态输出信号DR、AM、CD分别与单片机的、和管脚相连，以此实现无线模块与单片机的通信控制。其中，AMS1117是低压差三端电压调节器，旨在为PTR8000提供合适的电压。 子站硬件设计子站主要完成对传感器信号的采集及处理并控制电磁阀动作，达到自动灌溉的目的，由控制单片机、A/D转换模块、土壤水分传感器、温湿度变送器和电磁阀组成。 土壤水分检测电路 设计采用运算放大器UA741来实现减法电路，其中VH=WATERH，VL=WATERL，△V=WATER。电路如图5所示。注意在采集数据之前，对于运算放大器UA741一定要调零。 A/D转换接口电路 ADC0808没有内部时钟，所以时钟信号端CLK通过两个D锁存器的分频与单片机的时钟相连。如图6所示，由于ADC0808的转换速度所限制，系统使用2 MHz的晶振，通过两个D锁存器的分频后，ADC0808 CLK端的时钟频率为2 MHz/4=500 kHz。 显示接口电路 显示接口电路如图7所示。其中，四个晶体管的作用是使得共阳极的LED正常工作，在LED每个光二极管前加了一个限流电阻，是避免LED发光二极管因电流太大而烧坏或寿命减少。 辅助控制单元设计 ①电磁阀控制单元。由于单片机的输出电流比较小，不能驱动电磁阀工作，所以需接一晶体管进行电流放大从而驱动电磁阀工作，在继电器两端反并一个二极管的作用是防止继电器因过大的电流烧坏或寿命减少。电磁阀控制电路如图8a所示。②报警电路设计。大部分都是使用蜂鸣器来提示或报警，具体如图8b所示。3 系统软件设计 主站软件设计设计中单片机的主要功能是实现土壤水分、温湿度等参数的实时接收、发射以及数据的串口发送，因此，功能相对较少，在实际设计中只需要合理地初始化外围芯片以及特殊功能寄存器，便可实现数据的实时传输，其主程序流程图如图9所示。此外，在系统设计中，PTR8000为无线收发模块，功能是接收数据并发送数据，其流程图如图10a与10b所示。 系统子站软件设计 数据采集程序设计 数据采集主要是指经传感器采集过来的电压信号，经A/D转换后送到单片机，再通过单片机的软件处理为此电压信号对应的湿度、温度和土壤水分信号，其流程图如图11所示[6]。 数据处理程序设计 数据处理主要是将从A/D采集来的数据经过一定的软件算法处理后，得到与实际情况最相符的数据，即误差最小，其程序流程图如图12所示[6]。 数据显示程序设计 显示数据经过译码器74LS138和驱动74LS47将数据送至LED显示。数据显示子程序主要完成将待显示的数据移出单片机，送至译码器74LS138和驱动器74LS47，其程序流图如图13[7]。4 小结设计通过远程控制实施节水灌溉，实现了实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能，并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。通过无线遥控节水灌溉技术可节省人力物力，解决当前水资源短缺却又浪费的紧张局势。主站和子站之间采用无线传输，克服了传统有线传输的地域限制，实现了站点之间的数据传送。此外，通过温湿度和水分传感器采集作物土壤及周围环境的信息，可较全面地体现农作物的需水状况，且节约成本，有效地实现了节水灌溉。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
农业灌溉现状分析及发展思路探索论文
1概况
阳城县位于山西省东南部，全县总面积1968km2。区域内地形构造复杂，山大沟深、土地破碎、地高水低、年降雨时空分布极不均匀，造成旱涝交替，十年九旱。县境内主要有沁河、获泽河等12条河流，70%以上的地表水资源集中在6—9月，多年平均降雨量。全县人均水资源量，高于山西省和晋城市人均水资源量，但仅占全国人均水资源量的。近年来，阳城县水资源供需矛盾日益突出，工农业争水问题逐步显现。究其原因，主要是水资源先天不足，加之取水量逐年递增、用水效率不高，导致水资源十分短缺。随着经济社会的发展，水资源短缺矛盾将尤为明显，农村饮水安全、灌溉用水保障问题将尤为突出。为此，分析全县农业灌溉现状，探讨其下一步的发展思路十分必要。
2农业灌溉现状
新中国成立以来，阳城县农业灌溉事业得到了迅速发展，先后经历了大水漫灌、沟灌、畦灌和节水灌溉的喷灌、滴灌、渗灌、管灌等方式。20世纪80年代起阳城县农业灌溉进入了快速发展期，“九五”期间被列为全国节水增产重点县，节水灌溉技术得到了大规模的推广和普及。近年来，坚持围绕农业调产，抓好节水灌溉工程建设，北留镇皇城村、芹池镇北宜村、次营镇苏村等一批桑树、果树、大棚蔬菜节水园区相继建成。截至2012年底，全县水浇地面积万hm2，实际灌溉面积万hm2，节水面积万hm2，其中:喷灌万hm2，滴灌万hm2，管灌万hm2，渠道防渗万hm2。灌溉设施1276处，其中:小型引水灌区66处，提水站125处，机电井372眼，蓄水工程713处。
3存在问题
群众认识不到位
受传统观念影响，多数农村群众节水意识淡薄，农业灌溉用水浪费现象十分严重;而且灌溉粮食作物经济效益不明显，导致群众“只浇救命水，不浇增产水”，影响农作物产量。
水源保障不到位
由于多年运行，阳城县原有的.26座水库淤积严重，效益衰减，近期已申请报废3座，降等3座，申请注册登记水库1座;大多数水库建在石灰岩地区，70%以上的水库库区漏水，只能起到滞洪、蓄洪作用;18座塘坝中有15座带病运行，蓄水、灌溉功能严重下降;受降雨量减少和人类活动影响，地面小泉小水量逐年减少，有的甚至干枯，致使引水工程效益逐年下降。
设施管护不到位
全县农田水利基础设施大都修建于20世纪60年代，为典型的边勘测、边设计、边施工“三边”工程，设计标准偏低，建设质量较差，工程设施不配套，致使许多工程老化失修，效益衰减。
4发展思路
针对阳城县农业灌溉存在的问题，首先要进一步加大宣传力度，提高农村群众节水意识;其次要制定节水政策，创新节水机制，提高灌溉水利用率，激发农村群众灌溉积极性;再次要根据全县水资源分布及耕地资源状况，因地制宜开展节水工程建设。在县城中南部缺水山区要以雨水积蓄补灌为主，水资源充足的沿河乡镇要以发展管灌、喷灌为主，小泉小水丰富的地区要以发展高效的节水微灌为主。工程建设思路如下:
新水源工程建设
建设芦苇河提水、磨滩水库提水泵站、张峰水库引水工程等重点水源工程;新建沟底、东铁、园河、竹园、阳陵、上河、西哄哄、窟窿山、洪水、杨柏等工程;充分开发零星分散的小泉小水。
大中型灌区建设改造
实施董封灌区、北留灌区续建配套和节水改造工程，新建张峰水库阳城灌区工程。干支渠建设，干渠整修12km，支渠配套和田面节水配套等，建成后可新增水地万hm2，改善水地万hm2，年增收2540万元。
煤矿废水利用
全县现有煤矿29座，可用来发展农业灌溉的煤矿20座，年排水量280万m3;利用现有6座煤矿矿坑水发展节水灌溉，建成北留镇史山村、郭峪村等煤矿废水利用工程。未开发利用的煤矿14座，年排水量196万m3，主要分布在芦苇河、沁河流域的北留、润城、芹池等乡镇。“十二五”期间，规划7座煤矿废水利用，新建节水工程15处，新建蓄水池20座，新增节水灌溉面积万hm2。
雨水集蓄利用
雨水集蓄利用以县城中南部石灰岩山区的驾岭乡、东冶镇、河北镇等5个乡镇为主。受气候、地质、地貌等因素影响，这些乡镇地表地下水资源缺乏，并且不具备修建骨干水源工程的条件，是阳城县主要的干旱缺水区。“十二五”期间，要充分利用村村通水泥(油)路和农村街巷硬化工程的硬化面积，建设雨水集蓄利用工程，发展灌溉面积万hm2，兴建旱井万眼。
中水回用
为减轻环境污染、缓解水资源不足问题，阳城县在凤城镇南安阳村、北留镇和润城镇规划了3座污水处理厂>:请记住我站域名/<，目前南安阳污水处理厂已建成并运行。南安阳污水处理厂设计处理污水万t/d，实际处理万t/d，年处理污水490万t。规划以达标废水为主要水源兴建节水园区，新建泵房1座45m3，铺设提水管路2300m，新建蓄水池2个共计5000m3，维修蓄水池2个共计4000m3等。建成后可新增水地万hm2，年增收120万元。此外，在建设农业灌溉工程的同时，要加强工程管理与维护，确保工程良性运行。要进一步制定管护标准，明确管护责任，落实管护资金，通过拍卖、租赁、承包和股份合作等形式，明确工程的所有权、经营权、使用权，使之长期发挥效益。
智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中，说到论文，大家肯定都不陌生吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢？以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文，仅供参考，希望能够帮助到大家。
摘要：
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求，以传统塑料大棚为例，不仅产量很低，也会带来较大的污染，且人员管理非常繁琐，不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多，相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间，也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势，然后分析了智慧温室大棚建设方案，最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 ：
智慧温室；大棚蔬菜；种植技术；
引言:
在传统农业发展模式下，农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中，需要关注浇水的时机，准确把控农药浓度，且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标，通常依赖于人为判断，因而经常发生误差，也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象，需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术，将各影响因素进行有效控制，改进环境条件，促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体，如氮气，引起有害气体含量超标的原因较多，主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学，施用含量超标的肥料，将引起氮气排放的增加，当温室大棚内氮气含量超出一定限度后，将导致叶片枯死，特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说，对氮气更加敏感。此外，还会存在亚硝酸气体，当土壤呈弱酸性后，即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱，形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加，会让蔬菜绿叶发生白色斑点，黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒，很多农民常用煤球升温取暖，在燃料不充分燃烧的情况下，将形成大量一氧化碳等有毒气体，温室大棚中碳元素也会超标，不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施：
（1）做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热，以优质化肥为主，尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
（2）通风换气。在天气条件较好的情况下，要根据温度要求及时通风换气，遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
（3）农膜与地膜不能产生毒性，温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件，才能保证蔬菜生长的品质，实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素，改善温室大棚蔬菜种植品质，确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统，发挥最新生物模拟技术的作用，对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器，对温室大棚内多项环境指标进行感知，并利用微机完成数据分析，实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控，最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中，各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用，实行精细化管理模式，温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长，能够帮助种植户创造丰厚利润，也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术，设置农业物联网传感器，管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据，其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息，在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断，远程控制温室大棚中的各项设备，达到及时调节棚内环境的目的，确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统，大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外，还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中，能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务，实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升，也有效减少了管理成本的投入，为大棚蔬菜种植创造了诸多便利，能够达到增产增收的目的，温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中，智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用，为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中，需要由多个环境监测节点完成组网，才能实时采集环境信息，达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器，控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应，因为节点功耗不高，所以电池使用寿命很长，在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中，上位机除了可以实时显示、控制与存储，并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外，也可以借助网关与Internet服务器进行连接，达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后，能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控，也能将相关信息实时存储下来，为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上，主要包括以下几点：
（1）身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机，用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
（2）自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠，在大棚中发生烟雾、明火以后，利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测，能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制，在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话，并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
（3）远程监控功能。登录网页端，即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
（4）无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量，要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成，能够精确采集相关信息数据[3].
（5）定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器，能够在高压、高频电等电离作用下，让空气内氧气转化为臭氧，并定时进行杀菌，达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点，还降低了成本与农药使用量，能够达到无污染、无残留的要求，不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中，除了应用计算机技术以外，也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等，尤其对蔬菜种植自动控制系统而言，它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言，主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统，属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网，能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下：
（1）无线传感器，分别为温湿度传感器，土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
（2）控制器，主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等，可以集中处理各传感器传输的数据信息，并由计算机发出相应的控制指令。
（3）触摸屏，能够显示各种数据，以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制，各种数据报表的打印等。
（4）遥控终端，通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说，包括以下几点：
（1）检测系统：设置多种无线传感器，将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
（2）信息传输系统：利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络，为数据传输、转换等创造有利条件，能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
（3）信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心，各节点能够自由匹配，任意监控，互不干扰。
（4）控制系统：增加摄像头，对各温室大棚进行监测，并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测，将各节点数据采集起来，通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等，发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
（5）远程控制系统：移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态，借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠，适应性也很强，能够提高蔬菜种植智能化水平，为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息，确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理，让蔬菜生长环境得到改善，真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标，也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之，近年来人民生活水平不断提高，在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求，产品附加值越来越高，经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制，推动现代农业发展再上新台阶，也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术，为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照，这样蔬菜种植产量与品质得到保障，可操作性也大幅度提升，不仅可以实现增产创收的目的，也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业，2019（14）：13-17.
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现代节约型园林绿地规划设计探讨杨志正［摘 要］ 文章通过对节约型园林绿化的内涵与特征进行分析，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，从规划设计的层面提出建设节约型园林绿地建设的生态策略，主要包括土地资源、淡水资源、能源、材料、管理等方面的节约技术措施。［关键词］ 节约型园林；绿化；科学规划；生态策略一、前 言当前，资源短缺已经是世界范围内制约经济社会可持续发展的主要因素之一。各国都致力于研究节能、环保型技术以缓解日益加剧的资源问题、环境问题，我国也把“加快节约型社会建设，促进经济社会全面协调可持续发展”作为未来工作的重点[1]。节约型园林绿地建设作为建设节约型社会的重要组成部分，是当前园林绿化行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体。而要真正实现节约型园林绿化，需要从规划设计、施工建设、养护管理等几个方面入手，转换传统观念，依靠科技进步和创新，构建节约型园林绿化的技术支撑体系。其中，规划设计是建设过程中实施最早也是最关键的技术环节。本文从节约型园林的内涵与特征出发，在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上，探讨节约型园林绿地规划设计的生态策略与方法。二、节约型园林绿化的提出城市园林绿地作为城市中唯一具有自净能力的系统，在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化城市景观等方面，起着十分重要的作用。2006 年建设部仇保兴副部长在全国节约型园林绿化现场会上首先提出了“节约型”园林绿化：城市园林绿化工作要遵循资源节约型、环境友好型的发展道路，就必须以最少的用地、最少的用水、最少的资金投入、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式，以因地制宜为基本准则，为城市居民提供最高效的生态保障系统。这是我国针对当前资源短缺的形势提出的新要求，具有重大的战略意义。三、节约型园林绿化的内涵与特征节约型城市园林绿化是指“以最少的用地、最少的用水、最少的财政拨款、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式”。它包含三个方面的含义：一是最大限度地节约自然资源与各种能源，提高资源与能源利用率；二是最大限度地发挥城市园林绿地的生态效益与环境效益；三是以最小的投入，获得最大的生态、环境和社会效益。节约型园林应该是最合理、最经济、最高效的园林形式。同时，根据节约型园林绿化的内涵，节约型园林绿地应该是生态型园林，应该符合自然生态系统的基本规律，具有可持续、自我维持、高效率、低成本等基本特征。园林绿地建设大力倡导节约的理念是为了顺应节约型社会的建设、反对当前绿化建设中的诸多铺张浪费之风而提出的，但不能因为节约就放宽了对城市园林绿地建设在质量、标准、品位等方面的要求。四、节约型园林绿地规划设计的生态策略（一）科学规划，合理利用城市土地资源1.科学规划，提升城市绿地系统的生态效能良好的城市园林绿地生态格局能够提高城市绿地系统的生态效率，是满足城市绿地生态环境、景观、文化、休闲游憩、防护等功能要求的基础条件。理想的城市绿地系统结构，应顺应城市空气动力学、城市水文、城市热量耗散以及人类活动等城市物理驱动力规律，应具备布局均匀性、要素流动性、功能可达性、体系稳定性、空间开放性等基本特征，从而有利于发挥改善城市生态环境质量的巨大作用。所有这些都建立在科学合理规划的基础上，具有前瞻性的规划，可以延长绿地的使用寿命，避免城市园林绿地的频繁改建，节约城建资金，从而实现经济上的节约。2.合理设计，提高园林绿地的利用率提高园林绿地利用率的前提是园林绿地的选址要正确且设计合理。调查显示，城市园林绿地中那些占地面积很大的大尺度空间，如大面积的草坪或铺装场地，空间尺度宏大、壮观，但使用者寥寥无几，场地的利用率很低；反而那些占地面积较少的小尺度空间，如符合人们使用需要的休息、健身器材区域，常常人满为患。城市园林绿地除景观功能外还肩负着生态、健身、休闲、文化、防护等多重功能要求，设计时应该兼顾这些要求，以营造多样化的小尺度空间为主，减少冷漠而空旷的大尺度空间的设计，从而提高绿地的利用率，间接地节约土地资源。3. 立体绿化，提高城市园林绿地的生态效率立体绿化(Vertical Iandscape Greening)包括垂直绿化、屋顶绿化、高架桥绿化、天桥绿化等。通过立体绿化的方式，可以提高绿地的生态效率，在美化城市景观、提高城市绿化率的同时节约城市土地资源，发挥巨大的社会效益和生态效益。在无法增加绿地面积的情况下，采用立体绿化和复层植被构建的技术措施，能明显提高城市园林绿化的三维绿量与叶面积指数，丰富城市绿化覆盖层次，提升人居环境质量。当前立体绿化的技术已基本成熟，迫切需要政府相关部门与行业的政策引导与项目扶持。（二）合理选择植物资源，优化植物配置1.因地制宜，优先选择利用乡土植物植物种植设计是现代园林绿地生态设计的重要组成部分，主要包括植物品种的选择与植物景观生态群落的建立等内容，其中，对乡土植物的大量选择利用是植物品种选择的一项基本原则。国家颁布的生态园林城市建设暂行标准中，对于当地物种应用的基本指标也有着明确的要求。然而由于有些建设方的盲目跟风、攀比、猎奇等心理加上设计、施工方经济利益的驱动等因素，导致当前很多城市绿化中仍存在忽视乡土树种，大量引进外来树种、特别是国外观赏品种的现象，从而直接造成建设和养护成本的大量增加。对于节约型园林绿地规划设计，由于乡土植物不仅具有成本低、适应性强、当地特色明显等先天性的独特自然优势，同时乡土植物对环境和土壤的适应能力很强，少有病虫害，具有可靠的生态安全性，而且节约水资源，有些仅依靠降雨就能生存良好，从而减少灌溉、施肥等养护成本。2.种植设计模拟乡土植物优势群落结构一般地方植被群落经过长期演替竞争，逐渐形成地方的优势植物品种以及由优势植物品种组合形成的地方优势种群群落结构。这些优势植物种群和群落结构都是自然界长期竞争的结果，是优胜劣汰的产物，对当地的环境气候具有较强的适应性。基于此，美国生态学家、景观规划师麦克哈格提出了“设计结合自然”的设计理念。这种遵从自然演替规律、模拟乡土植物优势群落结构进行人工植物群落的景观设计，较传统的只注重景观性的植物配置具有更强的景观多样性和生态稳定性。目前，这种设计理念已经在国内外很多生态园林建设中被广泛认同和应用。3. 绿化模式绿化模式以复层式群落为主。乔木层、灌木层、草本地被层以及层间植物所构成的复层式混交群落绿化模式是实现园林绿地景观与生态功能的重要形式。传统的绿化模式更注重观赏效果，而对植物生物学特性、生态位以及群落结构与配置缺乏足够的重视，导致城市绿地人工群落多数种间配置单一化和群落层次结构简单化的现象很严重，同时为了强调观赏效果，大量使用草坪、人工修剪的模纹植坛以及大量摆放一年生草花等。这种过多运用规则式的配置手法，造成单位面积内的植物种类减少，群落结构层次趋于简单，导致部分群落结构单一抗逆性差，最终植物生长不良直至死亡。实验表明，乔、灌木的耗水量远低于草坪，而生态效益却比草坪高得多，10m2树木产生的生态效益与 50m2生长良好的草坪相当。另外，在园林绿地中投入大量资金进行一年生草花的集中摆放，虽然可以短时间获得强烈的“展示”效应，但短暂的花期过后，则出现景观上的断层与空白。这些做法都是非节约型的，均应在今后绿化建设中加以改正，应该强调多年生宿根花卉的利用，构建乔—灌—花(草)复层式植物生态群落。（三）利用循环再利用理论，节约自然资源所谓循环再利用理论是指以生态系统的物质循环与能量转换理论为基础，通过构建园林绿化由生产者到消费者最后到分解者的完整生物链。其所倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的应用模式，它要求把人类活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流程，在园林绿化的整个生产和消费的过程中不产生或只产生很少的废弃物，在生态设计理论中通常遵循“3R”原则，即减少(Reduce)、再利用(Reuse)、循环(Recycle)[2]。这些设计原则在节约型园林绿地规划设计中同样适用。节约型园林绿地的设计就是要减少不可再生资源的使用、减少污染的排放、减少人为因素对自然生态系统的干扰等。例如，在园林绿地的景观设计中，充分利用场地地貌特征和植被现状，保留原场地一切可以利用的景观资源，有机地进行改造，既突出景观的地方性特征，又节约大量的建设资金。同时场地的竖向设计遵循减少大的地形改造、土方就地平衡等原则，都是减少人为干扰、减少经济投入、节约资源的有效手段。除此之外，“循环再利用”是节约型园林绿化的另一个节约资源的措施，主要包括废弃物景观再利用、垃圾的基质化处理、雨水的收集与再利用等。1. 废弃物的景观再利用废弃物包括各类废弃用地遗留下来的建筑物、构筑物、设施、设备等，在景观改造规划中，充分挖掘、利用这些废弃物的景观价值，进行景观改造与再利用。以工业废弃地的公园改造为例，德国的杜伊斯堡公园、煤气厂公园和广东歧江中山公园等国内外著名的工业遗产公园的成功开发模式为废弃物的再利用提供了宝贵的经验。诸如将废弃的铁轨改造成别致的花径、将废弃的机床改造成工业雕塑、将水塔改建为攀登瞭望塔、保留旧厂房的钢筋框架并改造为休息休闲场所等的做法，既延续了场所的特征，创造出独特而别致的景观，又节约了建设资金，是节约型园林应该借鉴的节约材料的手段。2.园林垃圾的基质化处理与再利用园林绿地中的枯枝、落叶，从池塘、河流中疏浚的污泥等园林垃圾，如果将它们无害化处理，使之变成富有营养的植物生长基质，不仅能消除园林垃圾处理的压力，为农业生产与城市绿化提供高效肥料，更实现了园林绿化生态系统的持续物质循环。目前国内外有很多园林垃圾处理厂用以处理城市园林废弃物和垃圾，在实现园林废弃物无害化与资源化、节约资金投入、节约无机化肥材料使用等方面发挥了显著的生态效益和经济效益。3. 雨水、中水的回收与再利用雨水的水质可以满足城市绿地中的养护用水、景观用水等需要，因此园林绿地中可通过利用建筑、道路、湖泊等收集雨水，用于绿地灌溉、景观用水。对于硬质铺地部分，建立可渗式路面，采用透水材料铺装，直接增加入渗量，同时结合设计雨水收集管道系统来收集雨水，最终汇集于园林绿地中的水体内或地下蓄水池中，用于园林绿地的浇灌养护。德国是世界上雨水收集利用最先进的国家之一，其城市绿化通过广泛收集和利用雨水，解决了大部分的景观用水和养护用水，有的甚至实现了对城市洁净水资源的零消耗。生态建筑的屋檐下都设计了半圆形的檐沟和雨落管，用来收集屋面的雨水。收集起来的雨水，部分用来浇灌绿地，部分补充地下水。除雨水资源外，城市中水通过回收再利用应用于园林绿地灌溉养护，既可以有效地利用和节约有限的淡水资源，又可以减少污、废水排放量，减少水环境污染。国家颁布的生态园林城市暂行标准中，对于中水的利用率也有着明确要求。利用城市中水对城市园林进行灌溉，在以色列、美国、日本等国家已有几十年的历史，尤其是以色列，其城市园林养护用水 80％以上是用生活污水和工业废水经过简单处理后，结合现代灌溉技术进行灌溉[3]。我国利用污水进行绿地灌溉尚处于起步阶段，城市中水量大且相对集中，水量、水质均比较稳定，是可以恒量供水的水源。它们中的很大一部分通过简单的一级或二级处理后，即可达到园林用水的要求。（四）节水、节能新技术的运用园林绿地中传统的灌溉方式不但浪费大量的水资源，还会出现灌溉不及时、不均匀、易产生地表径流和深层渗漏等现象，影响灌溉效果。自动喷、滴灌技术是根据对植物的生态习性和土壤、气候状况的自动监测，运用自动控制系统适时适量地进行灌溉，相对于传统的浇灌技术可节省水约30％～50％，而且还节省劳力，工效较高。一般自动喷灌技术特别适合于密植或低矮植物，如草坪、灌木、花卉的灌溉。滴灌除具有喷灌的主要优点外，比喷灌更可节水约 40％，节能约 50％～70％，但因管道系统分布范围大而增大了投资成本和运行管理的工作量。目前，滴灌主要应用在花卉、灌木及行道树的灌溉上，而在草坪及其他密植植物上应用较少。其技术原理是直接供水于植物根部，减少水分蒸发损失，且不影响地面景观，同时还可以抑制杂草的生长，是未来园林绿地中极具发展潜力的灌溉技术。（五）设计管理粗放型的景观，节约维护成本景观管理是景观建设中的一个重要程序，和工程建设阶段相比，维护管理是长期、周期性的过程。当前许多精致的景观工程的背后伴随的是长期投入大量人力物力的精细呵护，特别是诸如大面积的草坪、喷泉水池、人工整形修剪的模纹植物的大量应用。由于需要定期地修剪、除草等精细的维护工作，或者像大型喷泉那样需要大量水资源和电力资源作为代价的景观来说，一旦失去精心的呵护和高额的运行成本支撑，原本炫目的景观便会很快失去光鲜的外表，变得杂乱荒废、面目全非。因此，管理的节约也是节约型园林绿地的重要组成部分，应该在工程建设的最初阶段被明确，通过规划设计全盘控制。五、结 语节约型园林绿化的规划设计理念，是我国为了适应日益加剧的能源短缺和顺应建设节约型社会而提出的，其建设理论与思路在节约、可持续、自我维持、循环再利用、高效率、低成本等方面体现了生态园林的实质与内涵。因此，建设节约型园林也是实现生态园林城市的重要途径。只有通过科学的节约型规划设计，才能因地制宜、最大限度地发挥节约型园林绿地的生态效益与环境效益，最大限度地节约各种资本。［参考文献］[0]发表论文.［1］刘纯青.建设节约型园林绿化———建设部副部长仇保兴要求全国开展节约型园林绿化工作［J］.园林科技,2006,(4).［2］聂磊.关于建设节约型园林技术体系的研究［J］.广东园林,2007,(4).［3］朱庆华.生态城市与城市绿化［J］.林业调查规划，2002，27(2).