半固定喷灌系统工程设计
一、基础条件：
以200亩为标准单位进行设计，地块500米×266米。地形平坦，水源为井水，出水量大于40米3/小时。项目区种植牧草。
二、设计依据:
《喷灌工程技术规范》GBJ85—85
《节水灌溉技术规范》SL207-98
三、系统的规划设计：
1、喷灌系统规划设计参数的确定：
⑴灌溉水利用系数η=0.85；
⑵灌水均匀度Cu=85%；
⑶设计耗水强度为4mm。
⑷干管采用PVC管，公称压力0.8Mpa；
⑸支管采用PE管，公称压力0.4Mpa；
2、灌水器的选择：
考虑所种植的作物和经济因素及用户要求，决定采用半固定式喷灌系统。喷头选用NAAN502-H喷头，喷嘴直径2.5mm，喷头布置间距10米×10米。
3、系统工程布置：
系统组成：该喷灌系统由水源、首部枢纽、输水管网、控制阀门、移动支管和灌水器组成。水源为井水，采用离心加网式过滤器进行过
滤后进入管网；输水管网由干管、分干管和移动支管组成，根据井出水量和水泵情况，每次工作的支管数为10条，每条支管上安装13个喷头。；灌水器采用502-H喷头和快速接头等连接管件。
4、灌溉制度的确定：
①设计灌水定额:
m==0.1(β2-β1)γHβ/η
式中：γ－土壤容重γ=1.4g/cm3；
h－作物根系活动层深度，取30cm；
β1、β2－适宜土壤含水量上、下限的重量百分比85%，65%；
计算得m=25.8mm
②灌水延续时间：
t=（m×Se×Sl）/（η×q）
计算得t=10.5小时。
③灌水周期T：
T=(m/Ea)η=6（天）
5、工作制度的确定：
控制区分为10个轮灌组，每次移动10条支管。
6、管径的确定：
根据井的出水量及系统要求选择：主干管选用PVCΦ110管公称压力0.8Mpa；分干管选用PVCΦ63管，公称压力0.6MPa；支管选用PEΦ40管。
7、水利计算：
第八节喷灌系统的规划设计 喷灌系统是由水源取水，经过水泵加压(自压系统除外)，再通过各级压力管道，送至竖管及喷头而形成一个完整的管道系统。其中固定管道式多是将干、支管均埋入地下。半固定管道式多是将干管铺设在地上，支管位于地面，灌完一片后移动到另一片，它们的管道设计方法基本一致。机组式喷灌系统则有所不同，这里重点讲述固定管道式喷灌工程的规划设计。 一、喷灌工程规划设计的原则和内容 (一) 原则 1、管道工程分级喷灌系统较小时，管道分成两级，干管和支管；有三级管道时分为干管，分干管和支管；有四级管道时，分总干管、干管、分干管和支管。最末一级，带有喷头的工作管道，称为支管。连接喷头与支管的管道称竖管。 2、管道布置原则 (1) 管道布置应使管道总长度尽量短，管径小，造价省，有利于防止水击。 (2) 山丘区布置喷灌系统时，一般应使干管沿主坡向布置，支管则平行等高线布置。 (3) 管道布置应考虑各用水单位的需求，便于用水管理，有利于进行轮灌分组。 (4) 平原地区，支管尽量与作物耕作方向一致。 (5) 充分考虑地块的地形变化，力求使支管长度一致，规格统一。管线纵剖面应力求平顺，减少折点，尽量避免管线出现驼峰。 (6) 管线的布置应结合排水系统，道路林带，供电系统及行政村的规划统一规划，山、水、田、林、路。 (二) 喷灌工程规划设计的主要内容 1、勘测和收集基本资料：(1) 地形图，(2) 土壤，(3) 气候，(4) 水源，(5)农作物，(6) 动力供应，(7) 交通，(8) 农业生产现状。 2、确定喷灌区域根据水源、地形、土壤、农作物及经济条件，确定喷灌区域的范围和面积。 3、计算喷灌用水量，进行水源工程的规划设计。 4、确定喷灌系统类型，对选定的方案进行设计，也可以选两种以上方案进行比较，确定最优方案。 5、计算工程、设备统计表、编制概预算。 6、编制工程施工进度计划表。 (三) 主要设计成果 1、喷灌工程规划设计说明书一份。 2、喷灌工程平面布置图，管道、沟渠纵剖面图，管道结构示意图，建筑物设计图(泵站、泄水井、支墩、镇墩、农桥等)。 (四) 喷灌工程规划设计类型 1、管道式喷灌工程规划设计，包括固定式和半固定式。 2、机组式喷灌工程规划设计，包括定喷机和行喷机。 3、自压喷灌工程规划设计。 (五) 喷灌工程规划设计依据(标准) 1、国家标准《喷灌工程技术规范》GBJ85－85。 2、《喷灌工程设计手册》水电出版社。
智能化灌溉系统的设计与实现 O 引言 我国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能灌溉系统在这种背景下应运而生了。智能灌溉系统不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。基于传感器技术的智能灌溉系统是我国发展高效农业和精细农业的必由之路。智能灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 我国北方各省水资源缺乏，然而多年来使用传统方式为植株浇水不仅效率低、成本高而且浪费十分来重。对于大面积种植的棉田实现精准灌溉，不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低生产的成本。 由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情，实现灌溉管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情以及农作物需水规律等方面做统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。如何利用有限的水资源，走“节水农业”已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。因此使用自来水发电的智能灌溉系统，控制喷灌和微灌系统，能有效地减少田间灌水过程中的渗漏和蒸发损失。现有的灌溉系统都要外接电源，存在一定的安全隐患且较麻烦。本系统可在无供电条件的地区使用，其最大优点为节水、节能、节约劳动力。 1 设计目标与实现方案描述 针对现有的智能化灌溉系统都需要外加电源供电，存在一定安全隐患，而且现有的自动灌溉装置的程序一般固化在系统的程序存储器内，只能简单地设置灌溉时间及循环时间，不能灵活根据季节不同自动调节等缺点，该系统将小型直流发电机接上风叶至于密封特制的盒子中，用水流带动风叶旋转来发电，再将电能储存到蓄电池中以给监控电路和电磁阀供电。该装置是以湿敏电阻和光敏电阻检测信号，自来水发电用作供电的一种无需外接电源的自动灌溉装置。该装置监控电路由信号采集部分，灌溉控制部分，电源部分，执行部分4部分组成。如图1所示。 1．1 信号采集部分 1．1．1 土壤湿度检测 采用硅湿敏电阻作为检测土壤湿度的传感器，它在25℃时响应时间小于5 s，检测土壤含水量范围为O～100％。 当湿敏传感器插入土壤时，由于土壤含水量不同，使得湿敏传感器的阻值也不同。通过湿敏电阻和IC1NE555判断湿度强弱，如果是土壤较干燥，湿敏电阻阻值较大，NE555翻转，输出高电平(约为电源电压)。 调整时，将湿敏电阻插入水内，调Rp1使NE555的3脚输出为12 V，然后将湿敏电阻从水中取出并擦干，调Rp1使输出0 V，这样反复调节多次即可达到要求。 1．1．2 日光强弱检测 通过光敏电阻和NE555判断光线是否强烈，如果是中午光线较强烈，IC2 NE555的3脚输
灌溉系统设计 草坪喷灌系统简介 （Introduction of Turf Irrigation System） 灌溉是弥补自然降水在数量上的不足与时空上的不均、保证适时适量地满足草坪生长所需水分的重要措施。以往的草坪绿化工程，很多没有配套完整的灌溉系统，灌水时只能采用大水漫灌或人工洒水。不但造成水的浪费，而且往往由于不能及时灌水、过量灌水或灌水不足，难以控制灌水均匀度，对草坪的正常生长产生不良影响。随着城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。传统的地面大水漫灌已不能满足现代草坪灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。 喷灌，以其节水、节能、省工和灌水质量高等优点，越来越被人们所认识。近年来草坪喷灌发展很快，有逐步取代人工地面灌溉的趋势。 一、草坪喷灌的特点 喷灌系统的设计和管理必须适应草坪的特点，才能满足其需水要求，保证正常生长。 1.喷灌设备的安装不能影响草坪的维护作业。草坪需要经常性的修剪、植保、施肥等，这些作业往往由机械完成。因此，除应选择草坪专用埋藏式喷头外，同时需精心施工，使之避免与草坪上的机械作业发生矛盾。 2.设备选型和管网布置应适应草坪的种植方式。由于景观的需要，园林绿化中草坪的种植地块很多不是规则的形状，如高尔夫球场，且有时同一工程中的不同地块呈零星分布，增加了喷灌系统中设备选型和管网布置的难度。 3.灌水管理应与草坪病害防治结合起来。很多草坪病害，特别是真菌类病害与草坪叶面和土壤湿度关系密切。在灌水管理中，制定合理的灌溉制度，包括灌水周期、灌水时间、灌水延续时间等，对控制草坪病害十分重要。 4.喷灌系统在满足草坪需水要求的同时，需充分注意景观和环境效果。精心设计的喷灌系统，通过正确选择喷头和进行喷点的布置，不仅能满足草坪需水，而且在灌水时可以形成水动景观效果。 二、喷灌系统的组成 一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。 1.喷头：喷头用于将水分散成水滴，如同降雨一般比较均匀地喷洒在草坪种植区域。 2.管网：其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的草坪种植区域。由不同管径的管道组成，分干管、支管、毛管等，通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道，如PVC管、PE管等。同时，应根据需要在管网中安装必要的安全装置，如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
昌平创新园东区环境建设项目（一期）（二 期）工程 绿化喷灌系统管道施工方案 批准： 审核： 编制：
城市之光生态环境 1.编制说明 1.1编制依据 1.1.1建筑给排水及采暖工程质量验收规（GB50242-2013） 1.1.2业主提供的施工图纸。 1.1.3工程施工合同。 1.2工程概况 1．工程名称：昌平创新园东区环境建设项目（一期）、（二期）2．建设地点：昌平区沙河镇踩河新村B05地块 3．建设单位：科技大学 4.工程分类：第一部分：施工区的全部园林绿化工程：包括平整场地、草坪、灌木、乔木等的采购、植栽，植栽所需耕植土的铺置或更换，各种基础土方开挖、消纳、地形塑造、整理修正地形等施工；第二部分：施工区的各景点构（建）筑物工程：包括园林小品如：树池、水景、挡墙、景观墙、坐凳、耐候钢板等的材料采购及施工；第三部分：施工区路面铺装工程：包括涌路、广场、小景等的路基、路面铺装材料采购及施工；第四部分：施工区的各种照明强电管线工程：包括景观照明、配电系统、灯具安装及其基础等材料采购及施工；第
五部分：施工区的水景系统工程：包括水景系统、排水沟、水泵及给排水系统管线的材料采购及施工；第六部分：绿地浇灌系统工程：包括阀门井、给排水管线、灌溉设备等材料采购及施工。 1.3 喷灌设计参数及说明 喷灌系统采用解码器无线自控系统，系统组成由WVC-100无线接收器、DUAL型解码器、ROAM无线遥控器、直流电磁阀和WSS无线气候传感器组成，可根据气候自动改变当天灌水持续时间，也可通过无线遥控器直接打开电磁阀进行临时灌水，极端气候系统可自动停止，避免水源浪费，分段阀门井每个支路均有阀门控制，管道材质为PE管，承压≥1.25Mpa,干管埋深≥1.2m,绿地支管埋深0.8m,过路管线穿大两号的钢套管保护。除阀门井，电磁阀下游设置泄水阀，支管路低点也应设置泄水阀，绿化浇灌支管、干管不小于0.3﹪的坡度坡向泄水阀冬季泄水。绿地及小块绿地采用快速连接阀（中水型）出水管径De25。总延长米约7000米，最大管径De75，最小管径De20，平均管径De40，喷灌覆盖面积3万平方米, 灌溉用水为中水严严禁饮用，草坪或草地覆盖区域主要采用地埋弹出型喷头（中水型），根据乔木和灌木的栽植疏密或组合类型等情况设计有地埋旋转射线喷头。绿地主要采用埋地散射型喷头PROS-4,喷头弹射高度10cm，安装根据现场选择喷嘴，喷头型号参数如下： PROS-4-MP 1000 喷头工作压力为0.28Mpa，射程R=4.1m,半圆喷洒流量Q=0.081m3/h,设计布局间距为4.0±0.5m；PROS-4-MP 2000 喷头
智能农业灌溉系统方案设计 托普物联网认为所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业灌溉系统。 智能农业灌溉系统 背景
灌溉造成水资源浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。 HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 智能农业灌溉系统整体方案图 结构 系统结构
自动灌溉施肥系统设计 1.系统组成及原理 现代化灌溉系统中农作物所需养分来自肥液, 所以在灌溉过程中不但要根据作物需求灌溉水, 还要将适宜作物生长的一定浓度的肥液通过灌溉水提供给作物。而肥液与水的混合是在灌溉过程中进行, 因此, 肥料的混合、检测和控制是一个实时控制系统。自动灌溉与施肥系统的组成如图 1 所示。系统由单片机控制器、灌溉管路、肥液混合系统等几部分组成。其中肥液混合系统包括混合罐、抽吸肥液用的文丘里阀、电磁阀( 根据施加肥料种类的不同可有个),PH 值、EC 值传感器等。 图 1 托普物联网在从事农业物联网的这几年内发展迅速，同浙江大学合作，有着强有力的技术支持，同时积极拓展国内外的物联网营销计划，物联网方案遍布全国各地，对物联网的前景了解和未来发展趋势有着深入的研究和带动作用，为国家未来的农业物联网的普及推广有着重大的贡献。 系统运行时，进水管与各个肥液罐的电磁阀通过单片机控制开启，肥液由文丘里阀输送至混肥液储存罐与灌溉用水充分混合，当肥液储存罐液位达到要求时，通过肥液泵输送至混肥管道，灌溉施肥时主电磁阀开启，充分混合后的肥液
输送至灌溉系统主管道并输送至大田作物及肥水采样器，对农作物进行灌溉与施肥。当肥水混合液中离子浓度（EC 值）或 PH 值过高，肥水采样器采样得到数值高于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，此时，单片机控制相应肥液罐电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液被主管道内的灌溉用水稀释，从而避免离子浓度或酸碱度过高对作物根系造成伤害。反之，当肥水混合液中 EC 值与 PH 值过低，肥水采样器采样得到数值低于单片机内部控制程序设置的作物生长适合浓度数值，单片机控制进水管电磁阀关闭，肥液储存罐内的肥液浓度上升，从而达到作物生长合适的浓度。使用此种控制能是肥液的浓度始终保持在作物生长合适的范围内。无需人工干预，修改单片机控制程序内的预设值，可对不同作物的施肥灌溉进行控制。 系统使用流量管传感器检测输入农田的肥液总量，灌溉的水量控制和施肥控制是分别独立的, 水量控制由单片机控制电磁阀开关时间, 采用闭环控制。施肥控制包括施肥量控制及肥液浓度控制。施肥量控制同样采用时序控制, 由用户输入施肥时间及周期, 或直接手动控制施肥。按作物所需肥液浓度,自动进行肥液的混合。 2.上位机软件设计 使用 VB6.0 编写上位机软件，具有良好的人机交互界面。上位机通过用户界面输入控制指令、实时监控系统工作、查询系统信息等。根据滴灌施肥过程中对施肥参数的控制需要，编写软件程序。主要是用户实时监控程序。通过单片机实现对施肥液中的 EC/PH 值、流量、混肥罐液位等信号的采集和处理，并将信号反馈给上位PC 机，同时能够接收并输出上位机的控制指令，驱动执行机构，执行相应操作；用户实时监控程序能够将滴灌施肥过程中的状态参数，通过数据和曲线两种方式实时显示在上位 PC 机的用户界面上，并能够对所监控的数据进行保存。 上位 PC 机通过 RS-232 串口与单片机通信，下位机采用 PIC18F45J10 单片机作为现场核心控制器，负责采集传感器信号，输出控制指令，控制执行机构运行。 3.系统测试与结论 经过实际的测试, 系统完全可以满足在功能方面的需求, 在对由达林顿管
绿化喷灌系统施工方案 喷灌系统施工的要求较高，最好能组成专业队伍，以保证施工质量。施工最好有设计人员和喷灌系统的管理人员参加。 1 定线 定线就是把设计图纸上的设计方案直接布置到地面上去。对于水泵定线应确定水泵的轴线位置和泵房的基脚位置和开挖深度；对于管道系统则应确定干管的轴线位置，弯头、三通、四通及喷点（即竖管）的位置和管槽的深度。 2 挖基槽和管槽 在便于施工的前提下管槽尽量挖得窄些，只是在接头处为一较大的坑，这样管子承受的压力较小，土方量也小。管槽的底面就是管子的铺设平面，所以要挖平以减少不均匀沉陷。基坑管槽开挖后最好立即浇筑基础铺设管道，以免长期敞开造成塌方和风化底土，影响施工质量及增加土方工作量。 3 管道敷设 敷设原则基本上按图纸施工，局部可做一些变动与调整。主管与支管均采用承插接口、胶圈密封的接管方式。在转弯的地方主管采用45°和90°弯头，均为铸铁弯头。支管采用的45°和90°弯头及其他配件均为UPVC配件。安装前必须检查施工图纸上的尺寸与运到现场的管径是否一致。检查管理材料有无质量问题，如管口裂缝、凹陷、弯曲、胶圈缺陷等，有质量问题的管材杜绝使用。主管上的弯头和配件，均需采取一些保护措施，制作现浇混凝土镇墩。支管上的弯头配件，均采用胶接接口形式，要求在其部位务必垫实，以保护管道及配件。主管与支管的连接采用分水鞍分水，支管与弹性连杆的接口采用变径三通，通过弹性连杆调节喷头高度。穿过球车路的管道均需采用适合管径的套管及其它有效措施，使穿路部分的管道的抗压强度增强达到设计要求。
4 浇筑水泵基座 其关键在于严格控制基脚螺钉的位置和深度。常用一个木框架，按水泵基脚尺寸打孔，按水泵的安装条件把基脚螺钉穿在孔内进行浇筑。 5 系统安装 1、管材、管件应具有质量证明书和合格证，其数据应符合国家有关标准。搬运管材和管件时，应小心轻放，避免油污，严禁剧烈撞击、与尖锐物品碰触、抛摔滚拖。管道安装过程中，应防止油漆、沥青等有机污染物与PVC管材、管件接触。 2、管道安装人员必须熟悉所安管道的一般性能，掌握基本的操作要求，严禁盲目施工。塑料管道之间的连接采用PVC管材专用熔接器熔接，塑料管与金属管配件、阀门等的连接应采用螺纹连接或法兰连接。 3、对于金属管道在铺设前应预先进行防锈处理；铺设时如发现防锈层有损坏或脱落应及时修补。 4、水泵安装时要特别注意水泵轴线与动力机轴线一致，安装完毕后应用测隙规检查同心度，吸水管尽量短而直，接头要严格密封不可漏气。 5、喷泉系统中的阀门应按设计规定选用，设计无规定时按相应规范选用；阀门安装前，应做耐压强度试验。 6、管道支架的安装，其位置应正确，埋设应平整牢固；与管道接触应紧密，固定应牢靠。 6 喷灌自动控制线路敷设施工 根据图纸确定控制站的位置。待给水主管敷设完毕后，沿管沟根据设计图纸敷设信号线。所设线路均需根据图纸中电磁阀的编号设置号码管以便接线和维护。卫星站的电源来自水泵房，沿给水主管采用RVV3x2.5的220V电源线敷设。电线的接头采用压接管压接后再用焊锡焊接，并用防水绝缘自粘胶带进行绝缘处理。
目录 自动化灌溉与信息化管理系统方案 (2) 1、现场智能感知平台： (4) 1.1、井房首部设备智能监控系统 (5) 1.2、田间无线灌溉控制系统 (7) 1.3．无线土壤墒情监测系统 (10) 1.4．综合智能气象监测系统 (11) 2、无线网络传输平台 (14) 3、数据管理平台 (15) 4、应用平台（监控中心及移动管理控制端） (17) 5、主要技术参数 (20)
自动化灌溉与信息化管理系统方案 自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，融合最新的物联网和云计算技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。 该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区，在不同类型区内选择代表性的地块，建设具有土壤含水量，地下水位，降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点；通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果，定期向群众发布，科学指导农民实时实量灌溉，达到节水目的。 系统组成： 大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台（监控中心及移动管理控制端）四个层次，其中，田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级（企业）控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统，能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式，并且实时监测机井和阀门状态，灌溉流量和管网压力，保障运行安全，及时提示报警信息。在此基础上，扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵
施工验收方案 ——喷灌系统PE塑料管 一、工程概述： 本方案适用于热代万果园开发项目中，喷灌系统PE塑料管材质管路施工及验收。 二、技术要求： 1、施工单位需根据设计图纸，现场实测实量，对于设计偏差问题及时提出上报解决，熟悉掌握施工图，雇佣专业施工人员进行施工或施工前进行培训工作。 2、适用验收规范：《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）。阀门井砌筑安装执行《建筑给水排水设备安装图集》（L03S001）内要求完成。 三、材料验收： 1、PE塑料管要求适用国家合格产品，正规厂家生产，上报物资报审资料涵盖：厂家营业执照、代理商资质证明文件、检测报告、合格证等。 2、管材要求外观一致，管身不得有裂痕，管口不得有破损、裂口、变形等缺陷。管材厚度、承压能力符合产品标准要求。 3、埋地聚乙烯给水管道工程采用的管材、管件应分别符合现行国家标准GB/T13663-2000和GB/T13663.2-2005以及Q/BSACPO1.3-2005的规定； 4、管材管件运输搬运卸车时，避免撞击，严禁抛摔。不得在不平坚硬地面与碎石上拖动。堆放高度不得超过2米，下方采用木垫块垫起。长期堆放避免日光暴晒。
四、施工工艺： 1、开槽与管道安装： 1）管道安装沟槽开挖后，在沟底要求原土整平夯实，回填就地取材。 2）管道安装时，若沟槽周边没位置，则在沟槽中进行连接和安装，若沟槽周边有场地，则预先在地面上接成一定长度的管路，等到每个焊口充分冷却后，再整体安装，整体安装可拖拉的最大安全距离为50m。管道连接时，管材切割应采用专用割刀或切管工具，切割断面应平整、光滑、无毛刺，且应垂直于管轴线。 3）热熔连接工具的温度控制应精确，加热面温度分布应均匀，加热面结构符合焊接工艺要求。热熔连接前、后应使用洁净棉布擦净加热面上的污物。热熔连接加热时间、加热温度和施加的压力以及保压、冷却时间，应符合热熔连接工具生产企业和聚乙烯管材、管件以及管道附件生产企业的规定。在保压、冷却期间不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。 4）管道穿越重要道路等需设备金属或混凝土套管时，除应符合本规程的规定外，还应符合下列规定： A、套管应伸出路边或路基 1.00-1.50m； B、套管内应清洁无毛刺，管道穿过套管时不得使管道表面产生明显拉痕，必要时管道表面应加套保护； C、穿越的管道应采用电熔、热熔连接，经试压且通过验收合格后方可与套管外管道相连接； 2、回填： 管道安装完毕，经验收合格后应尽快进行管道回填。管道回填分两步： 1）用原土回填管道两边，一次回填高度不大于20cm，捣实后回填第二层直到回填到管顶以上至少10cm处。在回填过程中，管道下部与管底的空隙处易被忽略，要注意夯实。管道接口前后20cm 范围内不会填，，一边试压时观察各接头质量。
本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1
本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2
(1) (2) 个完整 的喷灌系统。 (3)经济合理和良好的运行管理。 为了作到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。特编制本规范。 2、 喷灌系统采用形式 喷灌系统工程的建造形式很多，本工程采用固定式喷灌系统。鉴于喷灌系 统施 工安装技术要求较高。必须组成专业队伍以保证施工质量。 施工时应优化组 合，最好有设计人员和喷灌系统的管理人员参加， 这样一方面可以保证施工能符 合设计要求，另一方面可以使管理人员熟悉整个喷灌系统的情况，便于管理和维 修。 3、 设计施工审定 本工程的安装施工应按已批准的设计进行，修改设计或更换材料设备应经— 需 方设计部门同意。 4、 规程 本卩 — 质量，具有实际作业应用，可行性及可靠性。编制本施工规范，参加国家标准 [GB85-85](喷灌工程技术规范)及(建筑给水硬聚氯乙烯管道设计及验收规程 (ESC10:90)、给水用硬聚氯乙烯管材(GB1002.1-88 )、给水用硬聚氯乙烯管件 (GB1002.2-88 )。 二、土方工程作业 1、 管塘基础 本喷灌系统工程的管槽基础，有部分风化石、卵石、坚隔土、壤黏土，将 上述 成分不同的 ＜土石方 ＞统称为土方。 2、 测量定点、标高 工程在施工前首先经测量定线(放样)。将设计图纸上的方案直接布置到地 面 上。定线测量可分为水准测量和直接丈量， 定线测量要测定管道的中心线和转 角，并在地面上设立标志。在进行管线水准测量时，应设标高，沿线临时水准点， 并用水准导线同固定水准点连接。 丈量测距允许偏差范围：200M 偏差为1/5000。 3、 管塘开挖 管槽之施工开挖，必须依照管线设计路线正直平整施工，不得任意偏斜曲 折。 管槽的底面就是管子铺设的平面，必须开挖平整，以减少不均匀的沉陷，以 便于施工。管槽应尽量按设计规定要求施工开挖，不宜过宽， 这样管子承受的土 压力较小。管槽挖好后，须进行验收；若不符和设计要求，应重新施工及检验。 管槽开挖验收合格后，应尽快铺设UPVC 管，以免长期敞口造成塌方和风化积土， 影响施工品质。管槽经过岩石、卵石等易损坏管子之处，应将草地槽底至少再挖 15cm 然后用沙子回填到设计标高。管槽挖出之土方，应沿管槽两侧均匀堆放， ? 不得任意堆放，以免影响回填质量。 4、 管槽安装回填 管及管件安装完毕后即进行管道的水压试验，在试压合格后方可尽速进行 回 填。管道试压前应填土定位，接口部分不得填土以便试压时观察漏水及维修。 概述 喷灌 — 一个完整的喷灌系统的建 精心的规划和设计，他必须适合土地、种植物 和水源条件。 良好的工艺和精心的安装，就是将管材、管件和其它的喷灌设备组装成一 1、
智能节水灌溉系统的设计原理及使用方法 智能节水灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是托普云农物联网为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能节水灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能节水灌溉系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。 一、智能节水灌溉系统的功能设计 智能节水灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。 针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。 智能节水灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向
技术密集型转变奠定了重要的基础。 智能节水灌溉系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能节水灌溉系统的成本差不多，却可节水16%到30%。加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能节水灌溉系统。 二、智能节水灌溉系统的设计背景 灌溉造成水资源大量浪费 美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能节水灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。 水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，们在时间控制上还可以，但精准度不高。Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产54.4万吨温室气体。 在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能节水灌溉系统在这种背景下应运而生了。 不仅美国，英国也开始关注节水问题。英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。 三、智能节水灌溉系统工作原理 灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号
3.1.1喷灌系统选型 由于贵州省受地形条件和产业种植的限制，大多数地方皆采用固定式喷 灌系统。固定式管道喷灌系统适用于地形起伏较大、灌水频繁、劳动力缺乏的地方，灌溉对象为经济作物及园林、果树、花卉和绿地。 3.1.2喷灌系统设计步骤 3.121 基本情况调查 灌区水源（m或vm/s或m i s-1/万亩）、灌区面积（亩）、土壤类别（砂土、砂壤土、壤土、壤粘土、粘土）、风速及风向（m/s，°）、作物（蔬菜及花卉、粮食作物、经济作物及果蔬、牧草、饲料作物、草坪、绿化林木）、地形坡度（°）。 3.1.2.2灌水定额及灌水周期拟定 参数确定： 土壤容重丫（g/cm3）:查下表-1确定 计划湿润深度h （cm）:查表-12确定 土壤田间持水量：查表-1确定 土壤适宜含水量上限B 1 （85%: 土壤田间持水量X 85%
土壤适宜含水量上限B 2 (65%: 土壤田间持水量X 65% 最大灌水定额确定(mr) I I r s=Y h (B i - B 2) 灌水定额(mm me r s 日耗水强度El (mr) 查表-2确定 设计灌水周期确定T (d): T=m/ET d 3.123灌溉分区及管道布置 依据灌区形状及长宽，合理布置干管、分干管、支管。布置规则为下: A、灌溉分区形状尽量规整、面积尽量相等。 B、分干管尽量垂直等高线布置 C、支管尽量沿高线布置 D支管两端喷头距地块边缘或支管入口的距离为喷头间距的一半。 3.1.2.4喷头的选择及组合间距的确定 依据作物的种植间距，拟定喷头的型号。依据拟选喷头的射程 R( m,计算支管的组合间距。 喷头参数：生产商提供
施工部署及施工方案（喷灌系统） 1.质量标准：合格 2.施工目标：争取达到评选‘精品工程'的要求。 3.工期目标：力争比合同要求提前一周左右完工 4.安全文明施工目标：确保重大事故率为零，一般事故率控制在1.5% 以 内，达到市级安全文明工地标准。 5.环保目标：将污染降到最低，与现场有关的几大环保要素均达到国家及省 市环保法规规定的标准。 二、施工安排 1.本工程重点难点分析和措施： （1）本工程地处北方，年均气温8.7度，最低气温-30 度，最大冻土层深度111cm 以上。 所以本工程的重点难点在冬季防冻上，我方将严格按照施工图纸要求施工，做好放坡，保证冬季泄水，防冻。 （2）施工工序：针对本工程工期紧，工作面大，施工内容比较多的特点，我公司决定分段流水作业，分段开挖、安装铺设、打压、回填。做好交叉施工安排，尽量做到不窝工，同时提高施工进度时间。 第二节主要项目施工方法及技术措施 测量定位
1、严格按照设计图纸放样喷灌、喷头、快速取水、阀门、泄水井 位置，点位水平误差小于0.1 米。 2、确保排水、喷灌管道按设计标高埋设，高度误差小于5cm.。 3、开挖前进行技术交底，确认施工场地内管线位置及走。 第三节喷灌工程 1. 施工范围 （1）首部系统施工，包括：阀门，法兰，管件，管路的安装连接。 （2）输水管道系统施工，包括：施工范围内喷灌的管线沟槽开挖、整平各级输水管道及管件的铺设连接；管沟回填夯实；进排气阀、泄水阀、检查阀的安装；管道镇墩的浇筑；阀门井、泄水井的砌筑。 2．施工方案 （1）施工工艺流程 放线T管线T管线沟槽开挖T管线铺设T管道试压T管线回填夯实 T喷头、阀门安装T喷灌系统调试T请理现场 （3）放线 ①施工前应依照预定的施工工序，按施工图纸予以放线，并由甲方监理工 程师检验认可后进行下道工序操作。 放线方法如下： a:管线沟不论干沟还是支沟均敷10cm宽的石灰线。 b:喷头位置依设计图的排列方式于实地敷直径30cm、线宽10cm的石 灰圈。 c:支管检修阀的位置以石灰线做40cm等边三角形。
广州学院 课程设计说明书 花园自动灌溉控制系统设计 院（系）机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级机电(9)班 学生姓名 指导老师 2013 年1月1日
课程设计任务书 兹发给2009级机械工程及自动化班学生课程设计任务书，内容如下： 1．设计题目：花园自动灌溉控制系统设计 2．应完成的项目： 1.硬件设计 2.画出PLC接线控制端子连接图 3. 软件设计 4. 编写程序和程序流程图 5. 操作说明 3．参考资料以及说明： 1、可编程控制器及其系统 2、基于PLC控制的泵站自动控制系统的应用 4．本设计任务书于2012 年12月24日发出，应于2013年1月4日前完成，然后进行答辩。 指导教师签发2012 年12 月24 日课程设计评语：
课程设计总评成绩： 指导教师签字： 年月
目录 一、摘要 (1) 二、控制要求 (1) 三、系统分析 (1) 四、控制流程图 (2) 五、I/O地址分配表 (3) 六、I/O接线图 (4) 七、梯形图截图 (5) 八、程序说明 (9) 九、功能说明 (9) 十、总结 (9) 十一、附录 (10)
一、摘要 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的发展，使PLC的应用越来越广泛，它不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理。根据相关知识设计自动喷灌系统，从而实现自动化处理。 关键词：PLC 自动喷灌自动化 二、控制要求 A区有两组，每喷灌2分钟，停5分钟，工作时间为每天7点~17点；B区分为两组交替喷灌，每组每工作5分钟，停10分钟，另一组再工作5分钟，停10分钟，循环工作。工作时间为每天9点~14点；C区也分为两组交替喷灌，每组每两天喷灌一天，工作方式、工作时间与A区相同。各区、组的喷灌由电磁阀控制，对喷灌系统提出的控制要求如下： 1. 考虑到系统的可靠性和经济性，要求系统有手动控制和自动控制功能。 2. 手动工作模式下，可在各区工作时间内随时控制各区、组喷灌的开始、停在。 3. 自动工作模式下，系统一经启动即自动按照上述工作规律工作。 4. 如遇到因阴雨天会自动停止全部区、组的灌溉。 5. 要求各区分别具有温度、湿度测控功能，即温度、湿度达到某一控制点就声光报警并自动停止相应区的灌溉。报警状态只能手动清除。 6. 系统设有储水池。储水池设有高、低水位开关，当池中水至低水位时自动气动阀水泵工作（动力为2.2KW三相异步电机），当池中水至高水位时自动停止水泵工作。 7. 应设有自动和手动指示、各区、组运行状态指示和水泵运行指示。 三、系统分析 由设计要求及各喷灌的工作方式知道，A区各组是同时工作，B区是交替工作的，C区也是交替工作，并且是隔天工作一天，通过分析其工作过程知道，首先是要判断储水池的水位，控制要求水位在某个低水位时自动启动水泵工作，并让其一直工作，直至水位达到某个高水位时，又自动停止水泵的工作，所以若要实现此要求，则可以通过控制两个水压传感器，当水位低于某个水位时，通过检测其压力达到某值使低水位水压传感器产生输出信号，从而使低水位水压传感器线圈通电，并同时使用一个中间继电器使水泵延续工作，同理，当水位达到高水位时，高水位水压传感器线圈通电使水泵停止工作。低水位线圈在梯形图中使用其常开触点，高水位传感器线圈使用其常闭触点。然后，用水泵线圈的触点来控制其指示灯的通断。因为阴雨天要停止所有区组的喷灌，所以同样用一个阴雨天传感器感知天气的变化，在梯形图中用它的常闭触点同时控制A，B，C三个区的喷灌，每个区分别用两个传感器控制温，湿度的变化，在天气不为阴雨天气时，分别判断每个区的温湿度是否超标，从而控制每个区的工作。对A区，根据其工作时间及工作方式，先通后断，循环，工作时间则用长延时（定时器与计数器串联），工作时间到，则启动另一个长延时（未工作时间）,延时时间到该控制该长延时的计数器复位，同时启动
一、施工部署及施工方案（喷灌系统） 1.质量标准：合格 2.施工目标：争取达到评选‘精品工程’的要求。 3.工期目标：力争比合同要求提前一周左右完工 4.安全文明施工目标：确保重大事故率为零，一般事故率控制在1.5%以内，达到市级安全文明工地标准。 5.环保目标：将污染降到最低，与现场有关的几大环保要素均达到国家及省市环保法规规定的标准。 二、施工安排 1.本工程重点难点分析和措施： （1）本工程地处北方，年均气温8.7度，最低气温-30度，最大冻土层深度111cm以上。 所以本工程的重点难点在冬季防冻上，我方将严格按照施工图纸要求施工，做好放坡，保证冬季泄水，防冻。 （2）施工工序： 针对本工程工期紧，工作面大，施工内容比较多的特点，我公司决定分段流水作业，分段开挖、安装铺设、打压、回填。做好交叉施工安排，尽量做到不窝工，同时提高施工进度时间。 三、测量定位 1、严格按照设计图纸放样喷灌、喷头、快速取水、阀门、泄水井位置，点位水平误差小于0.1米。 2、确保排水、喷灌管道按设计标高埋设，高度误差小于5cm.。 3、开挖前进行技术交底，确认施工场地内管线位置及走。 四、喷灌工程 1、施工范围 首部系统施工，包括：阀门，法兰，管件，管路的安装连接。
输水管道系统施工，包括：施工范围内喷灌的管线沟槽开挖、整平各级输水管道及管件的铺设连接；管沟回填夯实；进排气阀、泄水阀、检查阀的安装；管道镇墩的浇筑；阀门井、泄水井的砌筑。 2．施工方案 （1）施工工艺流程 放线→管线→管线沟槽开挖→管线铺设→管道试压→管线回填夯实→喷头、阀门安装→喷灌系统调试→请理现场 放线 施工前应依照预定的施工工序，按施工图纸予以放线，并由甲方监理工程师检验认可后进行下道工序操作。 放线方法如下： a:管线沟不论干沟还是支沟均敷10cm宽的石灰线。 b:喷头位置依设计图的排列方式于实地敷直径30cm、线宽10cm的石灰圈。 c:支管检修阀的位置以石灰线做40cm等边三角形。 d:干管检修阀的位置以石灰线做40cm×40cm正方形的白方块。 e:混凝土镇墩的位置以石灰做10cm宽，50cm长的十字。 放线之初各标示点应先以木桩定点表示于地面，待石灰线完成之后再拔除。另外，废除的庄位或石灰记号必须于当天消除，不得留待隔日。 防线过程中对于原设计的任何修改必须与甲方监理工程师商定后，方可进行调整。 （2）管线沟槽开挖 沟槽的开挖采用人工或机器的方式开挖，保证沟壁及沟底均呈现整齐的开挖面，挖掘出来的土方堆置于距沟缘45cm以外的地方，禁止双面堆土。 每日开挖长度应以当天可完成埋设的长度为宜。