下载文档原格式
摘要未来几十年，在世界范围内，水资源的矛盾将日趋紧张。
我国的水资源严重短缺，且分布很不平衡。
农业用水占总用水的80%。
在农业灌溉中推广自动化控制，不仅可以缓解水资源严重短缺的矛盾，同时可以提高农作物的产量，降低农产品的成本。
本文介绍一种系统，它用于大棚、花窖、房间喷水、消毒的自动及人工控制,实现大棚喷水消毒系统。
该系统通过对房间湿度采集并计算判断湿度是否符合该房间植物生长的标准，并根据需要及时进行喷水。
同时为了防御病虫害，也具备定时喷洒农药和消毒溶液的功能；由于不同植物的不同特性，本系统还能对液体（包括水，药液）的流量、流速进行控制，以适应喷洒更均匀、有效。
本系统采用多机串行通信方法，实现任一点到点或点到多点的通信，使管理人员可以使用一台IBM-PC 机控制其它点的工作。
关键词：RS-422 单片机串行通信AbstractNext several dozens years, around the world, water resources contradiction day by day anxious. Our country's water resources critical shortage, and distributes is not very balanced. The agricultural water occupies the total water used 80%. Promotes the automated control in the agricultural irrigation, not only may alleviate the water resources critical shortage the contradiction, simultaneously may enhance the crops the output, reduces the agricultural product the cost. This article introduces a kind of system applied for watering and spraying disinfectants. The system can watering automatically by judging the humidity whe ther it’s comfortable to plants in the room and can spraying disinfectants against plant diseases and insect pests. According to meet the need of pouring demand，the system can be adjusted to control the rate and the speed of flow. This system adopts pc to multi-single chip microcomputer serial communication network which tallies with RS-422 standard. It can achieve point to point or point to points corresponding which the jockey can take advantage of to control single chip microcomputer through IBM-PC.Keywords:RS-422 SCM Serial communication目录绪论 (1)0.1 选题背景 (1)0.2 研究目的 (1)0.3 当前形势 (1)第1章系统方案论证与总体设计 (2)1.1 方案论证 (2)1.2 系统设计 (2)第2章系统硬件电路设计 (3)2.1 湿度测量部分 (3)2.1.1概述 (3)2.1.2湿度控制的基本原理 (3)2.1.3感湿特性曲线 (4)2.2 A/D转换电路设计 (9)2.3 微处理器AT89C51 (12)2.4 流速控制电路设计 (16)2.4.1数字电位器 (16)2.5 键盘及显示电路设计 (19)2.5.1 软件设计 (21)2.6 串行通信电路设计 (22)2.6.1 简介 (22)2.6.2 端口串行通信接口卡 (22)2.6.3 系统结构 (23)2.6.4 通信协议 (23)第3章肥料、水选择部分 (25)3.1 施肥系统 (25)3.2 肥料和水的调配方法 (26)第4章系统软件设计 (27)4.1 系统总图 (27)4.2 软件设计 (27)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1： (34)附录2： (37)附录3：................................................................................... 错误!未定义书签。
专利名称：一种温室用轨道式移动喷灌装置专利类型：实用新型专利
发明人：周冲,周新伟
申请号：CN202020299746.8
申请日：20200312
公开号：CN212414063U
公开日：
20210129
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种温室用轨道式移动喷灌装置，包括大棚本体、行走滑动机构、纵向调节机构和喷灌机构；所述纵向调节机构包括可沿所述行走滑动机构滑动的滑动支撑杆，所述滑动支撑杆沿轴向一侧设有纵向滑轨，还包括可沿所述纵向滑轨上下移动的定位机构；所述定位机构包括定位本体和设于定位本体内的凹槽，所述凹槽内设有弹簧和一端与该弹簧连接的定位杆，所述弹簧另一端与凹槽顶端相抵接，所述定位杆另一端延伸插入至所述定位孔内实现定位，还包括设于所述凹槽侧壁的调节槽，所述定位杆的杆臂固定有朝下的调节杆，所述调节杆远离定位杆的一端穿过调节槽并向下延伸。
本实用新型工作轻便，调节定位方便、可适用于不同高度农作物。
申请人：湖南汉唐农业有限责任公司
地址：412101 湖南省株洲市芦淞区白关镇白仙路8号
国籍：CN
代理机构：长沙中科启明知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：谭勇
更多信息请下载全文后查看。
一种温室内单轨自走式喷灌机的设计研究作者：高星星等
来源：《农业工程技术·温室园艺》2015年第05期
【摘要】为增大温室种植空间，本文设计了一种温室内单轨式自走喷灌机，以C型内卷边槽钢为轨道，喷灌小车为4轮支撑，可平稳地在轨道上运行，该种单轨式的设计与双轨式喷灌机比较，更能节省温室的种植空间。
本文简要的介绍了单轨式喷灌机的总体结构原理，详细地陈述了喷灌机的喷灌小车、喷灌机轨道、喷灌水管、电缆及水管挂钩等零部件结构形式，设计研究表面，该种设计方案及理论上具有可行性，设备运行平稳可靠，为温室现代化作业发展提供了基础。
引言
温室内移动式喷灌机，工作覆盖面积大、喷灌均匀、智能化程度高、能充分利用温室种植面积，是一种较理想的温室内灌溉方式，在蔬菜、花卉的工厂化育苗等领域得到广泛的应用。
目前，市面上双轨式喷灌机由于技术成熟，性能稳定，应用较为广泛。
但是，近年来随着土地资源成本增高，对温室种植空间最大化的利用需求更显突出，单轨式喷灌机在节省温室空间上更具有优势。
因此，本文旨在设计研究一种温室内自走式单轨喷灌机，与双轨式设备相比较，其能更大地发挥出温室的空间资源，提高温室的利用率。
单轨喷灌机的总体结构及工作原理
单轨喷灌机总体结构
温室内单轨式移动喷灌机总体结构示意图如图1所示。
其主要由水管及电缆、水管挂钩、轨道吊杆、喷灌小车和移动轨道等五大部分组成。
喷灌主要技术参数如表1所示。
单轨喷灌机工作原理
喷灌用水源通过升压，压力水由水管输送到喷灌小车前端喷头，在喷头的作用下，水源以迷雾的状态均匀地施放到作物表面，可用于灌溉或施药，作业均匀，可显著地节约水肥资源。
移动轨道通过轨道吊杆固定在温室上部，喷灌小车悬挂于移动轨道上，喷灌小车装有减速电机，根据作物需水要求和喷头流量，可使喷灌小车在一定的速度内沿着移动轨道匀速正向或反向行走，一边行走一边喷灌，作业过程均匀可靠。
单轨喷灌机喷灌小车
喷灌小车总体结构设计
单轨式喷灌机小车为保证小车在单根轨道上平稳运行，小车由4 个胶轮支撑，胶轮落于运行轨道上，小车通过4 个胶轮悬挂于运行轨道上。
胶轮固定于小车车体上，减速电机通过皮带轮驱动其中的一个胶轮，从而带动整个小车在轨道上来回行走。
小车车体下部连接有喷杆支架，喷杆固定在喷杆支架上，三位转换喷头固定在喷杆上，根据喷杆离地高度及作物需水要
求，每个喷头的间距控制在300～500 mm之间，可获得较好的喷灌效果。
同时，在小车车体下部有控制箱，控制箱主要用于接收和输出电源给减速电机，并控制喷灌启停、减速电机正反运行及控制电机运行速率等。
喷灌小车滚轮
为限制小车运行过程中的左右位移，滚轮设计为阶梯形的，如图3所示。
滚轮阶梯形的侧面可以防止小车在运行过程中左右方向的位移，保持小车在运行过程中的平稳，四个滚轮的外形均是如此。
滚轮的表面材料为尼龙或者橡胶，保证小车在运行过程中的平稳性及运行的噪声不至过高。
滚轮外径尺寸，根据喷灌机运行速率4～16 m/min的要求，以及减速电机的减速比可计算获得，本机计算得其外径为72 mm（减速比约为20）。
喷灌小车喷头及传动控制
喷头及喷杆
喷灌机喷头采用三位快速转换喷头，该喷头有3 种流量设置，根据需要旋转需要的喷头到相应位置即可，喷头型号为LICHENG-105A-1型喷头，在市面上可以直接购买获得，如图4所示。
喷杆为减少喷灌机总体质量，采用铝质材料，选用外径为1寸的铝管，刚好和喷头的尺寸相匹配。
根据温室跨度，喷灌作业幅宽要求，喷杆长度设为8 m，在喷杆上间隔400 mm设置一个喷头，总共21 个喷头，如图2所示。
电控箱及减速电机控制
电控箱固定在喷灌小车喷杆支架上。
电控箱上设置开关机按钮、正反前进按钮及速度控制旋钮，是整个喷灌机行动的控制中枢部分。
减速电机转速以及正反转均以变频器控制实现。
减速电机通过减速之后，再通过变频器的控制，可实现喷灌小车运行速率4～16 m/min的要求。
喷灌机轨道及轨道吊杆
喷灌机轨道为C100×50×20型内卷边槽钢，开口一侧朝上布置。
轨道吊杆将喷灌机轨道固定于温室上部，吊杆与吊杆之间的间距可通过计算设置，如图6、7所示，借助有限元分析软件，图中是吊杆间距设置为4 m时的计算结果，计算过程为简化后的计算，只取小车的质量为外部作用力，喷灌小车质量按照100 kg计算（实际低于此值），由图可知，此时轨道最大变形量为3.3 mm，变形率不到1/1000，最大应力为51.639 MPa，在这种吊杆间距条件下，轨道可以承受小车在其上来回运动，但根据温室现场条件，间距可以取值更小，但建议不能超过4 m。
喷灌机水管、电缆
及挂钩
因喷灌机的水管和电缆均要通过轨道而连接到喷灌小车上，且在喷灌机工作过程中，都必须随喷灌机在轨道上来回移动，因此，将喷灌机水管与输电线缆并行布置，如图5所示。
水管与电缆均挂接在水管挂钩上，水管挂钩悬挂在运行轨道上面，其上有2 个胶轮支撑，可以在轨道上移动，其移动方向与速度取决于喷灌小车的移动方向与速度。
总结
以C型槽钢为单轨式喷灌机轨道，喷灌小车为4轮支撑，能保证小车在运行过程中的平稳性，喷灌小车的水管与电缆并行布置，固定在水管挂钩上，且可随喷灌小车同步运行，根据以上的设计研究制造出的单轨式喷灌机，能稳定地在温室内工作，喷灌均匀，运行可靠，可有效地节约水肥资源，并降低劳动力成本，为温室的现代化作业提供了一定的基础。
下步工作将会对单轨式喷灌机的自动化控制进一步改进，以提高去智能化作业的水平，同时喷灌机的跨间转移也是重点的改进方向。
【参考文献】
[1]卜云龙，杨仁全，王刚等. JYG-1型移动喷灌机的研制[J].沈阳农业大学学报，2006，37（3）：289-290.
[2]张晓文，卜云龙.温室用智能移动喷灌机的设计与推广[J].农业技术与装备，2007，（2）：4-4.
[3]周增产，卜云龙.智能型移动喷灌机系统的研究与实施[J].农村实用工程技术：温室园艺，2004，（4）：36-39.
[4]许楚荣，陈育辉，钟诗恩等.多功能自走式移动喷灌机[P].中国专利：CN 201894098U，2011-07-13.
[5]钟诗恩，许楚荣，吴玉发.多功能移动式喷灌机的研制[J].现代农业装备，2010，（10）；49-51.
[6]张学军，张书谦，蔡峰.自行走式喷灌机[P].中国专利：CN 2713800Y，2005-08-03.
[7]Cito Roderick， Julie Eleanor. Improvements in and relating to gantries [P]. EUROPEAN PATENT APPLICATION： EP0826301A2， 1996-08-30.
[8]汪士尚，孙俪娅，陈文龙等. 悬吊平移式微喷灌机[P].中国专利：CN2073659U，1991-03-27.
[9]Gary H. Lucas. Programmable sprinkler system [P]. United States Patent： US4723714，1988-09-09.
[10]张跃峰，蔡峰，张日新等.一种自行走式单轨喷灌机[P].中国专利：CN 203057961U，2013-07-17.
[11]David Williams； Brian A. Lentz； Harold E. Le Veque. Greenhouse watering apparatus[P]. United States Patent： US4074856， 1978-02-21.
[12]F. Keith Andrews， Richard R. Ryszanek. Watering system for connection to a water supply and an electrical supply for use in watering plants and the like[P]. United States Patent：
US5344084， 1994-09-06.
[13]张跃峰，蔡峰，张日新等.一种施肥喷灌系统[P].中国专利：CN 202998837U，2013-06-19.
[14]梁卫兵.单轨自动行走式喷洒机[P].中国专利：CN 102049361A，2011-05-11.
[15]Gary H. Lucas. Watering system for greenhouse[P]. United States Patent： US4928889，1990-4-29.
[16]卓杰强，卜云龙，周增产等. 温室具有自动转移装置的移动喷灌机研究开发[J].农机化研究，2012，（10）：226-229.
[17]卓杰强，刘文玺，卜云龙等.一种具有自动越跨功能的温室用喷灌机系统[P].中国专利：CN 201928748U，2011-08-17.
*基金项目名称：武汉市农业科学技术研究院人才项目/编号： YC201401
**高星星（1985.02-），男，汉，工程师，研究方向：农业机械工程。
E-mail：
*****************。
