农业大棚智能喷灌系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

我国是一个水资源缺乏的国家。虽然水资源的总量居于世界第6位，但是按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米左右，约为世界人均水量的1／4，在世界上排在110位，已被联合国列为13个缺水国家之一。另一方面，我国水资源的分布很不平衡，北方有些地区水资源的占有量仅有900立方米，低于国际公认的1000立方米水资源的下限。有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水国家埃及和以色列的水平。

水资源短疑，供需矛盾日益加剧首先的是农业缺水。农业是用水大户，我国的农业用水量约占总用水量的75％，其中主要用于灌溉。由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，全国范围而言，水的利用率仅为45％，而水资源利用率较高的国家已达到70％～80％，因而解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源紧缺的严重性是非常重要的。

党的十五届三中全会提出要大力发展节水农业，要把节水灌溉作为一项基本节水措施来抓，大幅提高水资源的利用率，努力扩大农田有效灌溉效率。这是缓解我国水资源紧缺状况，促进水资源持续利用和农业持续发展的一项根本性措施，是解决2l世纪我国人口高峰期16亿人的食物安全、生态环境改善和部分江河湖泊的断流、断水等一系列重大问题的关键。

2. 国内外研究现状分析

采用节水和节能的灌水方法是当今世界供水技术发展的总趋势。智能灌溉系统在国外发达国家推广得比较快，技术发展也比较成熟，起步也较早，特别是以色列、美国和加拿大等国家，先进的电子技术、计算机和控制技术都运用到了农业灌溉中，大大提高了用水效率和生产力。而随着我国经济和科技的发展，节水供水系统发展得也能很快，但大多停留在单片机控制为核心技术的基础上，与国外发达国家仍有一定的差距。

3. 研究的基本内容与计划

课题以ARM处理器-LM3S811和土壤湿度传感器SHT11为基础，实现对农业大棚土壤湿度的自动检测，并根据检测结果进行喷灌控制，以期达到合理的土壤湿度。

首先总体规划设计部分的硬件布局和CPU接口，使得电路简单、可靠。然后对各功能模块给出详细电路，软件编程画出流程图。

4. 研究创新点

不同的农作物,不同的生长周期，不同的土壤对水分的含量要求是不尽相同的，为了使灌溉更为合理，可根据水分需求量对耕地进行分区。系统中数据采集模块与水阀控制模块物理上是捆绑在一起的，每一片区域都有一个数据采集模块和水阀控制模块，两模块均通过RS-485 接口与 ARM处理器-LM3S811 连接。