物联网智能浇水装置设计

邓阳,何润琴

宁波财经学院，浙江宁波 315175

摘要：全国农业用水比例占到了全国水资源使用量的3/5，其中超过90%的水量用于农田灌溉，但水资源利用率为25%低于世界40%平均水平。本文通过对物联网农业智能水培装置的设计。并说明其工作原理与结构特点。

关键词：智能浇水，物联网，节约水资源

前言

中国作为世界上13个缺水国家之一，而农业用水比例占到了全国水资源使用量的3/5，其中超过90%的水量用于农田灌溉，但水资源利用率为25%低于世界40%平均水平。而在农业现代化发展的过程中，传统灌溉方式所带来的弊端也逐渐暴露了出来，比如人工投入大、水资源浪费严重等，这些问题不解决，农业生产的效率和品质难以提升。为了实现农田浇水的自动化及智能化管理,需要设计一套物联网农田数据采集集成浇水装置。根据土壤湿度、空气温度等因素判断是否打开电磁阀进行定点定量浇水。实现节约用水，免人工或少人工浇水的目标。

1.使用环境

在大棚内，农田内，或者水培装置中进行自动化及智能化管理,根据土壤湿度、空气温度等因素判断是否打开电磁阀进行定点定量浇水。实现节约用水，免人工或少人工浇水的目标。

2.工作原理

首先通过土壤湿度传感器的数据采集可以控制被采集区域的自动化补水工作，当检测到土壤湿度足够，可停止对此区域的浇水。其次是光照传感器的使用，当检测到此区域光照强度减弱，处于阴天环境时，可进行补光操作，保证植物处于合适的生长环境。其次是温湿度传感器的使用，温湿度传感器可实时将温湿度上传到云端和LED屏幕，使用者可凭借当前温湿度自行判断是否需要提前补水，和对当前环境的检测。这些数据可由经过arduino开发板的分析处理后，由WiFi模块上传到blinker云端，使用者通过操纵手机app进行定点浇水，补光，光照度采集，空气温湿度采集，土壤湿度采集等操作。

3.研究意义

（1）方便性： 通过手机客户端远程控制浇水和开启、关闭补光灯，用户可以随时轻松地管理农田。通过使用传感器自动浇水功能和光照度传感器技术，便能使农民更加轻松地管理农田。

（2）提高工作效率： 借助物联网农田浇水装置，农民无需每天进行手动浇水、这有效节约农民的工作时间、提高了农民的工作效率、降低农民的成本和劳动强度。

（3）减少水和能源浪费：传感器技术和数据分析技术可以实现定量和定时浇水和自动补光管灯的控制，从而减少农民的资源浪费，如水和能源等。

（4）增加农业生产效益：通过物联网农田浇水装置的数据分析和报告功能，农民可以及时掌握农田水分状况、产出等情况，做出更加科学的决策，从而提高农业生产效率和增加农业生产效益。

（5）促进农业可持续发展： 通过节约资源、提高效率、提高生产力等方式，物联网农田浇水装置帮助实现农业可持续发展的目标，同时也有助于推进农业和农村现代化。

结语

此装置将装置信息采集装置与自动化浇水装置在物联网的基础上进行集成，可以做到定点补水分片浇水的目标。相对于市场上大多数的浇水方案，做到了实时采集实时反馈实时操作实时节水的操作

参考文献：

[1]成大先．机械设计手册．北京：化学工业出版社，2004

[2]孙恒，陈作模，葛文杰．机械原理 [M]，7版．北京：高等教育出版社，2006

[3]2020年《中国水资源公报》http：//www.gov.cn/xinwen/2021-07 /13/cont ent_5624515.htm

本项目为2022年国家级大学生创新创业训练计划项目（202213001031）