●陳昶宇

指導(dǎo)教師 朱 永

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)人居環(huán)境的要求越來越高，同時(shí)也越來越注重社區(qū)的綠化。但不少社區(qū)雖然綠化面積較大，由于物管人員不足等原因，社區(qū)的植被長(zhǎng)期處于無人管理狀態(tài)，植被無人灌溉，健康狀況較差甚至死亡。同時(shí)，很多社區(qū)植被的灌溉目前主要采用人力定時(shí)灌溉的方式，不能根據(jù)土壤濕度和植物種類的不同，對(duì)灌溉進(jìn)行水量的精確控制，既浪費(fèi)水資源又不利于植物的生長(zhǎng)。

基于以上原因，思考利用社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)，根據(jù)土壤濕度狀況自動(dòng)控制水閥的開關(guān)，適時(shí)適量地對(duì)社區(qū)植被進(jìn)行灌溉，讓社區(qū)植被更好地生長(zhǎng)，改善社區(qū)的綠化環(huán)境，便捷社區(qū)的綠化管理，節(jié)約人力資源，特設(shè)計(jì)社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)。

二、社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)主要技術(shù)

社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)主要由單片機(jī)主控端、土壤濕度數(shù)據(jù)采集器、電子水閥、液晶顯示器四部分構(gòu)成。其中液晶顯示器用于顯示土壤實(shí)時(shí)濕度值與最適合該植物生長(zhǎng)的濕度范圍下限值，同時(shí)也能顯示相關(guān)系統(tǒng)提示信息。土壤濕度數(shù)據(jù)采集器安裝在靠近植物根系土壤中用于實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤濕度低于在單片機(jī)中設(shè)定的最適于該植物生長(zhǎng)的濕度范圍下限值時(shí)，主控系統(tǒng)將打開電子水閥進(jìn)行灌溉，并同時(shí)對(duì)土壤濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)土壤濕度值處于最適于該植物生長(zhǎng)的濕度范圍值后，系統(tǒng)停止灌溉。其系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖見圖1。

三、社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

為測(cè)試社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)的實(shí)際效果，可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。當(dāng)該系統(tǒng)正常工作時(shí)，液晶電子屏可顯示此時(shí)傳感器所在空間的濕度。屏上Hum表示此時(shí)的濕度，Min表示最低濕度極限。

將傳感器置于干燥空間，濕度值低于最低濕度極限時(shí)，單片機(jī)發(fā)出灌溉命令。無灌溉命令時(shí)電磁閥處于閉合狀態(tài)，沒有水流出來；單片機(jī)釋放灌溉命令時(shí)，電磁閥處于打開狀態(tài)，水經(jīng)電磁閥流出來。同時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為防止過量施水導(dǎo)致浪費(fèi)，可以將一次適量施水分為多次定量施水實(shí)現(xiàn)。每次施水后，單片機(jī)向濕度傳感器讀取濕度，若濕度依然在可施水范圍內(nèi)，就繼續(xù)施水，達(dá)到植物最佳生長(zhǎng)條件時(shí)則停止施水。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)主要由AT89S52單片機(jī)主控端、DHT11土壤濕度數(shù)據(jù)采集器、電子水閥、液晶顯示器四部分構(gòu)成，能根據(jù)獲得的實(shí)時(shí)土壤濕度數(shù)據(jù)并根據(jù)植物自身特點(diǎn)實(shí)施按需、定量的精確灌溉。

該社區(qū)花園智能灌溉系統(tǒng)在目前以人力為主的社區(qū)綠化管理中引入了智能化的灌溉系統(tǒng)，可便捷社區(qū)的綠化管理，節(jié)約人力資源，比起人工灌溉方式，更有利于植物的生長(zhǎng)，同時(shí)也最大限度地節(jié)約了水資源。該系統(tǒng)的推廣和使用，對(duì)于解決目前社區(qū)植被灌溉存在的諸多問題，提高社區(qū)的綠化質(zhì)量，改善人居環(huán)境，具有十分重要的意義。