一、智能灌溉系統(tǒng)的功能

為了最大限度地節(jié)約噴灌用水和實現(xiàn)智能控制，灌溉系統(tǒng)具備以下功能：1.數(shù)據(jù)采集功能：

可接收土壤濕度傳感器采集的模擬量。模擬量信號的處理是將模擬信號轉變成數(shù)字信號（A/D轉換）。

2.控制功能：

具有定時控制、循環(huán)控制的功能，用戶可根據(jù)需要靈活選用控制方式。①自動控制功能：可編程控制器通過程序將傳感器檢測的濕度信號與預先設定的標準濕度范圍值相比較，如果檢測的濕度值小于設定濕度值，（低于設定值則調大電動機轉速，高于設定值則調小電動機轉速）則自動調節(jié)電動機轉速，進行灌溉操作。

②定時控制功能：系統(tǒng)可對電磁閥設定開、關時間，當灌溉的濕度值達到設定的濕度值時，電動機自動停止灌溉。

③循環(huán)控制功能：用戶在可編程控制器內預先編好控制程序，分別設定

起始時間、結束時間、灌溉時間、停止時間，系統(tǒng)按設定好的時間自動循環(huán)灌溉。

3.變速功能:

當前所測的土壤濕度值與預先設定的最適宜草坪生長的濕度值50%—60%RH比較，分為大于、等于、小于三種結果，即可將濕度分為高濕度、中濕度、低濕度三種狀態(tài)。在控制面板上表現(xiàn)為高濕度、中濕度、低濕度三個指示燈。變頻器根據(jù)土壤濕度的三個狀態(tài)自動調節(jié)電動機的轉速，電動機設有高速，中速，低速3種旋轉速度，分別對應高速，中速，低速三個指示燈。

4.自動轉停功能：

控制系統(tǒng)根據(jù)土壤的干濕度情況自動啟動噴灌，控制電動機以所需的轉速轉動，噴頭噴灌5分鐘，停2分鐘，再噴5分鐘后自動停轉。

5.電動機過載保護功能：

當電動機過載時，電動機立即停止轉動，灌溉過程中止，并且故障指示燈閃爍報警，過載消除后自動恢復運轉。

6.陰雨天自動停止：

利用濕度傳感器的開關量作為一個可編程控制器的輸入信號，實現(xiàn)控制相關程序的功能。

7.省電功能：

定時控制器在斷電時正常計時，故采用其作為可編程控制器的電源控制。在定時灌溉控制時間之內，由定時器接通可編程控制器的電源，可編程控制器按預先編制的程序依次打開各控制設備電源，并根據(jù)輸入信號的變化隨時調整程序的執(zhí)行。在非系統(tǒng)工作時間里，定時器自動斷開可編程控制器的電源，這樣既減少了系統(tǒng)耗費的電能又延長了設備的使用壽命。

8.急停功能：

當出現(xiàn)緊急意外事故時，按下急停按鈕，電動機立即停止運轉，閥門關閉，噴頭停止灌溉。

9.故障自動檢測功能：

當灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如水管破裂（水壓為零），傳感器故障，電動機故障，變頻器故障，電磁閥故障等，水泵立即停止運行

，電磁閥關閉，故障報警燈閃爍并伴有警笛聲響

起。操作人員可以按下“消音”按鈕以解除鈴響，但故障指示燈仍在閃爍，直到故障消除，故障指示燈才自動停止閃爍。

二、智能灌溉系統(tǒng)方案的原理

每種植物都有適合其生長的濕度，濕度過大，植物的根系就會在土壤中腐爛，濕度過小，就不足以滿足植物生長所需要的水分。灌溉就是最大限度地滿足土壤的濕度在適宜植物生長的濕度范圍之內。經資料查證最適宜草坪生長的濕度是50%—60%RH。所謂智能就是不需要人的控制，系統(tǒng)能自動感測到什么時候需要灌溉，灌溉多長時間；系統(tǒng)可以自動開啟灌溉，也可以自動關閉灌溉；可以實現(xiàn)土壤太干時增大噴灌量，太濕時減少噴灌量。要實現(xiàn)此功能就要充分利用可編程控制器的控制作用。系統(tǒng)要實現(xiàn)自動感測土壤濕度的功能必須要有土壤濕度傳感器。要實現(xiàn)灌溉水量的多與少的調節(jié)，必須要有變頻器。在可編程控制器內預先設定50%—60%RH為標準濕度，傳感器采集的濕度模擬信號經A/D模塊轉換成數(shù)字信號，此信號與50%—60%RH比較，可以分為：大于，等于，小于三種情況。系統(tǒng)按可編程控制器內預先編好的程序自動按一定的灌水量進行灌溉。最終實現(xiàn)不需要人的直接參與，由系統(tǒng)自動實現(xiàn)灌溉，人的作用只是調整控制程序和檢修控制設備。

二、智能灌溉系統(tǒng)的工作

1.智能灌溉系統(tǒng)工作原理：

灌溉系統(tǒng)工作時，濕度傳感器采集土壤里的干濕度信號，檢測到的濕度信號通過A/D模塊轉換，將標準的電流模擬信號轉換為濕度數(shù)字信號，輸

入到可編程控制器?？删幊炭刂破鲀阮A先設定50%—60%RH為標準濕度值，實際測得的濕度信號與50%—60%RH比較，可以分為：在這個范圍內，超出這個范圍，小于這個范圍三種情況?？删幊炭刂破鲗⒖刂菩盘杺鹘o變頻器，變頻器根據(jù)濕度值，相應的調節(jié)電動機的轉速，電動機帶動水泵從水源抽水，需要灌溉時，電磁閥就自動開啟，通過主管道和支管道為噴頭輸水，噴頭以各自的旋轉角度自動旋轉。灌溉結束時電磁閥自動關閉。為了避免離水源遠的噴頭不能被供給足夠的壓力，在電磁閥的一側安裝一塊壓力表，保證個噴頭的水壓滿足設定的噴灌射程，避免發(fā)生因為水壓不足，噴頭射程減少的現(xiàn)象。整個系統(tǒng)協(xié)調工作，實現(xiàn)對草坪灌溉的智能控制。

2.智能灌溉系統(tǒng)工作組成

綜上所述，要實現(xiàn)智能灌溉，系統(tǒng)需要有可編程控制器、傳感器、A/D模塊、變頻器、電動機、水泵、電磁閥、管網和噴頭等設備。

①可編程控制器：負責發(fā)出和接收各種運行程序指令，是整個控制系統(tǒng)的中樞部分。

②傳感器：由于本次設計時間比較

倉促，忽略了溫度對灌溉的影響，因此沒有使用

溫度傳感器，只使用了土壤濕度傳感器。通過傳感器采集土壤里的濕度信

號，判斷是否需要灌溉。

③A/D模塊：因為可編程控制器不能接收模擬信號，所以需將傳感器的電壓或電流信號轉換成數(shù)字信號。

④變頻器：通過改變電動機的轉速調節(jié)噴灌流量，達到節(jié)水的目的。⑤電動機、水泵：由電動機帶動水泵從水源抽水，為噴灌系統(tǒng)提供一定的壓力。

⑥電磁閥：控制噴頭的噴灌與否。⑦噴頭：實現(xiàn)均勻噴灑，便于充分吸收。⑧管網：灌溉系統(tǒng)輸送水的管路