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为了摆脱智能灌溉中电磁阀依赖的有线电源,研究设计了基于超微型水轮发电机供电的智能电磁阀系统,实现了无线"电源+网络"。采用超微型水轮发电机与太阳能发电板双供电系统为可充锂电池充电,并使用流体力学、电学等物理、数学方法对其进行发电效率计算,选用额定容量为6 800 mA·h的可充锂电池为YCL11型双稳态脉冲型电磁阀和LTE-Luat通信控制模块供电。设计安装了一套测试装置,计算测试通信控制模块与电磁阀的耗电量以及发电机的充电效率。结果表明超微型水轮发电机每小时充电效率为1.23%～2.45%,即在40.8～81.6 h之间可充满一次额定容量为6 800 mA·h的锂电池,而太阳能充电板在正常工作情况下5.44 h左右便可充满电池,充电效率每小时18.38%。在没有超微型水轮发电机和太阳能充电板的情况下,一个充满电的额定容量为6 800 mA·h的锂电池可以在GPRS、WCDMA和LTE 3种标准下保证至少89、129和67 d的使用,双发电机充电效率达到每天1.12%(1/89)、0.77%(1/129)和1.49%(1/67)即可满足整个系统的用电需求。该系统不论是超微型水轮发电机还是太阳能充电板的充电效率都超过了所要求的充电效率,可完全保证系统持续运转,符合系统设计要求。该系统的研发成功将为智能灌溉节省大量的电力基础设施建设成本,也为中国偏远地区实现智能灌溉提供一条新的思路。 相似文献
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设计一种低功耗茶园环境监测节点,节点由微控制器模块、传感器模块、无线通信模块以及电源与太阳能充电模块组成。通过测试、分析节点的功耗,选择太阳能电池板功率为0.9 W,锂电池容量为3 000 mA·h。对太阳能板充电以及节点数据采集周期选择进行测试,通过计算太阳能板的日充电容量和不同采集周期下的耗电量,结合实际测试,得到节点的数据采集周期需大于9.5 min。经室外试验表明,在采集周期为10 min、日均光照强度为10 289 lux时,太阳能电池板供电能使节点电池容量百分比基本维持在100%,可确保节点长期运行。 相似文献
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针对大田应用中传感器多样、低功耗、低成本、通信可靠等要求,设计了一款无线传感器网络节点。节点以MSP430F1611单片机为核心,Si4432作为无线通信模块,采用太阳能板和可充电式锂电池互补供电的方式提供电源。同时,选用了扰动观察法作为太阳能最大功率跟踪算法(MPPT算法),采用了周期性采样策略,并对相邻节点数据进行组合的数据融合方法。本文测试并分析了节点的功耗、通信距离与丢包率之间的关系及太阳能充电时间等。结果表明,该设计具有通用性强、功耗低、充电快、通信可靠等特点,能够满足农业大田信息采集的应用要求。 相似文献
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《节水灌溉》2014,(7)
为了采集鹰嘴桃园的土壤湿度,设计并在鹰嘴桃园环境中部署基于CC2430无线收发模块的传感器节点。以能量异构的路由协议为基础,仿真并验证了协议中高级节点比例变化时,网络稳定性的变化,解决了网络稳定周期短、节点能耗不均衡等问题。在鹰嘴桃园中分别进行网络规模、节点部署类型等因素对网络性能影响的试验,鹰嘴桃园试验以土壤湿度为监测对象,通过无线传感器网络传输数据。试验表明,在5、10、15和20个节点的网络规模下,网络的延迟和阻塞随着网络规模的增加而增大,拓扑结构的稳定时间也随之延长,在数据传输时间间隔分别为10、20、30和40s时,丢包率也随传输间隔的增加而降低,同等条件下,菱形部署的丢包率低于随机部署的丢包率。 相似文献
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基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统 总被引：1，自引：0，他引：1
为解决目前丘陵地区果树灌溉技术中存在的过度灌溉、浪费水资源等问题,以实现丘陵果园节水灌溉,结合无线传感器网络技术,设计开发了一种基于无线传感器网络的丘陵果园灌溉控制系统.系统以ATmega128L单片机为控制核心,由上位机、汇聚节点、无线传感器节点、土壤水分传感器和电磁阀等组成,其中土壤水分传感器和电磁阀连接到无线传感器节点上,汇聚节点与传感器节点之间数据采用无线方式进行传输,汇聚节点通过RS-232串口线与上位机相连.系统能实时监测葡萄土壤含水率的变化,根据土壤含水率来判断葡萄是否缺水,并发出灌溉指令实施对葡萄精确灌溉,系统实现了葡萄园灌溉的自动化控制.通过试验,选定25 cm深度的土壤含水率为灌溉启动监测量,启动灌溉的监测阈值设定为26.8%;选定50 cm深度的土壤含水率为灌溉停止监测量,系统停止灌溉的监测阈值为45.5%.试验表明：系统可以达到精确灌溉要求,结合葡萄的生存阈值可以实现节水灌溉. 相似文献
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针对传统温室大棚灌溉智能化和自动化水平低的问题,采用无线传感器网络WSN技术设计了智能温室大棚自动定点喷灌系统。系统主要由监控中心上位机、多个温湿度监测和电磁阀控制节点、密封储水罐压力监测节点、充压机和水泵控制节点组成。通过温湿度传感器获取土壤表层的温度和湿度数据,并经过ZigBee网络将该节点ID和数据打包实时发送至监控中心上位机,一旦监测到的湿度低于设置的阈值时,会控制对应该区域的电磁阀开启进行喷灌,同时控制充压机保持储水罐内的压力为恒定值。试验表明,该系统能准确获取土壤表面的温湿度数据,实现了整个温室大棚的定点喷灌和密闭储水罐的自动补水功能。 相似文献
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单节干电池供电的滴灌控制器的设计与试验 总被引：2，自引：0，他引：2
为提高无电力设施果园的滴灌管理效率,设计了一款可用单节干电池供电的滴灌定时自动控制器.控制器主要由MSP430F2132单片机、电源升压电路、人机交互单元、双稳态脉冲电磁阀及其驱动电路组成.在0.9～1.8 V输入电压范围内测试了控制器的静态电流和电磁阀动作时的工作电流,结果表明：静态电流随着输入电压的减小而增大,其范围为20.0～46.6μA;控制器驱动电磁阀开关动作时所消耗的电流随电压的升高而升高,其范围为200～413 mA,而且电磁阀在开启时所消耗的电流略大于关闭时.分别以单节型号为劲量L91的1.5 V AA电池、2节同型号的电池并联作为电源供电,使控制器每休眠5 s驱动电磁阀开关动作一次,测试了电池的使用寿命,结果表明：能驱动电磁阀的最低电压为0.9 V;单节电池持续供电30 h,共驱动电磁阀开关动作11 160次;两节电池并联可用46 h,共动作16 740次.根据试验结果估算出,一节额定容量为3 000 mA.h的1.5 V电池可使滴灌控制器工作3 a以上. 相似文献
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基于ZigBee技术的无线自动滴灌系统设计 总被引：1，自引：0，他引：1
ZigBee是近期大量研究与应用的一种短距离无线传输技术,在介绍该技术特点基础上,研究其在农田自动滴灌系统中的应用.采用网状拓扑结构、CC2430和CC2591芯片、水压传感器和电磁阀,设计了一种基于ZigBee技术包含土壤湿度监控的自动滴灌系统.该系统监控土壤湿度变化,通过无线传榆网络反馈传感信号,结合传感器融合技术... 相似文献
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针对丘陵地区的农田作业,设计一款由微电子电路与脉冲式电磁阀组成的滴灌控制器。本控制器由12 V碱性干电池供电,通过脉冲式电磁阀开关控制滴灌的启停,从而实现滴灌功能。滴灌的计时设定功能包含自动和手动两种不同模式,使用者可根据需求自行切换。滴灌功能的启停、间隔时间和持续时间可通过按键调整,操作直观简便。利用可调数字电表进行功耗测试,结果表明,控制器的最低启动电压为4.4 V,当电压大于5.0 V时,控制器可以稳定工作,静态电流约为50 mA,工作电流为870 mA。在实际应用中,电池可持续使用约30 d。 相似文献
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设计开发了基于ZigBee无线传感网络技术的棉田滴灌监测与控制系统。该系统通过无线传感网络实时采集土壤环境信息,使用自适应加权融合算法对各节点土壤湿度数据进行融合,根据融合数据发送电磁阀控制命令,完成实时监测自动灌溉;结合棉花不同生育期对需肥量和施肥浓度的要求,根据灌溉水量设置注肥比例,系统通过无线传感网络实时采集液态肥流量,实时监控施肥量,并根据施肥量发送施肥电磁阀控制命令,完成水肥一体化灌溉。工作过程中,系统可以将传感器采集的数据通过ZigBee无线网络协调器传输给上位机并实时显示和存储。通过试验验证,该系统可以按照设计要求实现灌溉和施肥的自动控制与检测。 相似文献
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为了实现精准灌溉和节约用水的理念,提出了基于嵌入式Linux内核移植设备驱动的温室微喷自动装置。通过分析温室参数和作物生产信息,利用传感器网络采集温室内温、湿度等环境因子,采用微喷灌调节和控制温室内环境,为农作物生长提供最有利的条件。文中重点研究了嵌入式内核系统、传感检测网络、数据处理单元及水泵送水管道组件的微喷自动控制装置,并搭建了试验平台。试验表明:该系统能实现对温室环境实施实时监测,可通过电磁阀控制执行器进行微喷灌水,有效控制环境因子,可靠性强、稳定性高,对微喷灌溉应用于农业种植具有重要指导意义。 相似文献
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对一种电动烟草打顶抑芽机的控制系统进行了设计研究。该控制系统的主控芯片为PIC18F13K22,输入信号主要包括剪刀位置信号、喷药量调节信号、电池电压信号和工作开关信号。其中,剪刀位置检测采用霍尔传感器,输出控制信号主要控制电机、电磁阀、蜂鸣器及指示灯,电机采用控制芯片MC33886进行控制。对该机械喷药量的准确性进行了试验测试,验证了机械的精准性,其平均偏差为2.26%。该设计实现了电动烟草打顶抑芽机的半自动化,有效提高了烟草打顶抑芽的工作效率及质量,进一步推动了烟草农业机械化进程。 相似文献
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PLC变频调速节能灌溉系统的设计 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析了变频调速灌溉系统与阀门开度调节灌溉系统的节能效果之后,得出了一种新型的农业灌溉系统供水方式,即利用PLC结合变频器的方式来实现恒压变流供水。给出了变频调速灌溉系统结构图,并进行了系统软件流程设计。系统能够连续采集水泵流量,与设定的工作压力进行比较,实时改变水泵电机的工作频率调节灌溉流量。从而改变了传统农业依靠控制阀门开度及人工启停水泵电机的操作方法。经过实验证明,采用变频调速的节水灌溉系统,比传统模式节能20%~69%。对设备寿命周期的延长,节约电能和人工成本,提高灌溉可靠性方面均有极积的意义。 相似文献