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智能节水灌溉系统是现代农业发展的重要部分。农业用水占人类用水的很大0 R" J9 h; w$ T: y
一部分比例, 且水资源浪费比较严重, 所以我们要研究出高效节能的节水灌溉系9 l4 e$ |" B5 l, C) V' C8 @
统。0 H% X) L2 R: w! v, z- T$ n
此灌溉系统主要以AT89C51为主,最初泥土的湿度由土壤湿度传感器所取( ~5 X0 t: N5 W" a# Q
得,并将所得的电流信号变为电压信号,送至A/D 转换器, A/D 转换器主要是将. \8 O% ?3 {6 p* e3 Y" ~8 o
模拟信号转变成数字信号, 此时单片机会处理所接收的信号, 送至LED显示电路,( ]( h# A: j8 \0 f& Q+ A9 U( v
进而判断土壤要不要灌溉, 如果需要灌溉则会报警。该设计灵活性强, 操作简单,' D9 O6 X/ N! Q; e3 V8 n
未来很有发展前景。
( ~8 f$ _% @0 O(一)研究的背景- ^# W6 t( z/ d8 D. a
1.中国水源情况3 b* h( D& r4 K1 l3 \7 _
曾有数据统计显示, 中国人均年水资源是两千两百立方米, 远低于世界人均: i9 P6 y2 F: } J2 c
水平;中国拥有庞大的人口, 对水的需求量也是相当大。中国在农业方面的用水
4 u( {# \9 _) b' Z: P9 \, F+ _# l5 }量有四千亿立方米, 占总用水量约有百分之八十, 仅占世界农业总量百分之十七。; B3 Q9 K( b* A8 O* r6 U5 M5 d( z
农田灌溉用水占农业用水总量百分之九十到百分之九十五之间,虽然比例较大,! Y4 x5 f0 j- \; @" F
但农业灌溉仍然缺水。虽然有大量的水资源使用在农田上,但由于技术不到位,% p: I* I( s6 C- h) t, ]7 M4 `
并严重浪费水资源,导致其利用率只有百分之四十三,远低于发达国家。$ `( A+ \1 G& c% z; J6 Y+ N
曾有相关领导总结农业用水的浪费现象, 主要原因一是灌溉水利用率本来就
& r- k, U. c* z* v! {4 P比较低, 而有效利用率约为百分之四十三, 远远达不到发达国家的水平, 输水渠8 u: C/ b1 ^8 Y8 G
道损失的水资源占很大比例,还损坏了相关建筑物;二是灌溉技术水平比较低,, ]! m; q4 l2 X
使用传统灌溉模式使得灌水量是实际需求量的一倍甚至两倍。
$ ^# E8 r& l2 O) i从以上的调查报告显示, 虽然到处提倡节约用水和科学用水, 但我们并没有
# Z! v$ ]* U. U; C6 t& u做到,而水资源的匮乏制约农业发展的脚步。面对此状况, 我们必须提高节水灌5 V) a; q. _ `
溉技术以便于农业的更好发展。
7 _" ~6 z2 S# E2 S# q8 f# g2. 国内外节水灌溉的现状 a8 l6 x6 @5 J
虽然美国真正所使用的有效灌溉面积比较少, 但使用喷灌和微灌农田的面积5 A. G6 V2 l3 z7 p
却占了很大的比例。近些年来,世界上微灌面积呈现出高速发展的状态。印度、
4 O0 t& G3 m9 P* w7 I美国在微灌面积的比例在不断提升, 占世界比例的三分之一, 而中国的微观面积* P" G, E! U4 v' u
只有0.005。发达国家并且对输水所使用的低压管道相当重视,很多国家将其作
( n* Z% ~( |* B& G5 E3 U6 Y; n为灌溉使用管道的首要选择。而且有的发达国家使用污水进行地下滴管, 大大减, H. g/ g% w% h
少了水的浪费率。地下滴管技术也是很多发达国家的选择。
. H; _; K1 L8 f. t1 s中国由于人口众多等原因,耕地面积也是比较大的。从上个世纪70 年代才
; m7 d2 _- z) b! Y开始采用喷灌技术,使得真正得到灌溉面积占耕地面积的一半,经过30 年,中, P8 U: G) P! W) G7 k
国在微灌方面也得到发展,虽然只是很小的一部分,也节约了大量水资源。但是$ |: ^& ~8 d1 e& N% {- A" X
由于农村经济比较落后, 国家政策与设备的落后等原因, 喷灌技术并没有得6 i! W+ h& J3 P% F
到很好的发展。在最近几十年中, 随着灌溉技术的进步, 农业节水灌溉面积占很
8 \6 c5 _! `7 A& v# `/ ^$ H大的比例。虽然微灌技术得到较好发展, 但并不是没有缺点的, 还是有一些问题,/ \+ }3 U% X: d; s8 X4 L
并且与其他国家也有不小的差距。但是技术人员仍在不断创新,不断取得进步,
Y3 b' y; m: ]( [; X* n使得中国在节水灌溉方面有很大的潜力可以被激发。
6 @( E6 x5 c* x8 j* n: X(二)研究的意义
( ]2 N' T% f4 b# m; L( x2 q- C4 R节水灌溉可以大大减少农业的用水量, 不造成浪费。大家都知道,农业用水! [7 m* B1 o' S) U. O. H
只占人类用水的大部分,而我们生活中和工业所用的水资源只占用一个小部分。 T) u- u! |; U/ Q1 g0 ]/ R
但我们农业用水利用率却很低, 白白浪费掉很大一部分水资源, 通过一些措施引5 l7 P" _6 {! g/ Z) M1 |
入灌区的水量有一般损失掉了。我们都知道,水是万物之本,是无法替代的。所
/ x% u3 m# d0 F% F5 \6 S# {以节水灌溉是很有必要的。节水灌溉措施可以大大提高单位水量的使用效率, 喷
9 e6 G/ H/ y" C, @灌、微灌、滴管三种技术都大大减少了用水量,真正做到了节水灌溉。因此,在
; G/ @- ]3 L/ \6 A3 e水资源越来越缺乏的情况下,节水灌溉技术的推广和普及是非常有必要的。
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