社區花園智能灌溉系統設計實驗

●陳昶宇

指導教師 朱 永

一、實驗設計構想

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

基于以上原因，思考利用社區花園智能灌溉系統，根據土壤濕度狀況自動控制水閥的開關，適時適量地對社區植被進行灌溉，讓社區植被更好地生長，改善社區的綠化環境，便捷社區的綠化管理，節約人力資源，特設計社區花園智能灌溉系統。

二、社區花園智能灌溉系統主要技術

社區花園智能灌溉系統主要由單片機主控端、土壤濕度數據采集器、電子水閥、液晶顯示器四部分構成。其中液晶顯示器用于顯示土壤實時濕度值與最適合該植物生長的濕度范圍下限值，同時也能顯示相關系統提示信息。土壤濕度數據采集器安裝在靠近植物根系土壤中用于實時監控土壤濕度數據，當發現土壤濕度低于在單片機中設定的最適于該植物生長的濕度范圍下限值時，主控系統將打開電子水閥進行灌溉，并同時對土壤濕度數據進行實時監測，當土壤濕度值處于最適于該植物生長的濕度范圍值后，系統停止灌溉。其系統機構圖見圖1。

三、社區花園智能灌溉系統實驗

為測試社區花園智能灌溉系統的實際效果，可進行如下實驗。當該系統正常工作時，液晶電子屏可顯示此時傳感器所在空間的濕度。屏上Hum表示此時的濕度，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，單片機發出灌溉命令。無灌溉命令時電磁閥處于閉合狀態，沒有水流出來；單片機釋放灌溉命令時，電磁閥處于打開狀態，水經電磁閥流出來。同時實驗設計為防止過量施水導致浪費，可以將一次適量施水分為多次定量施水實現。每次施水后，單片機向濕度傳感器讀取濕度，若濕度依然在可施水范圍內，就繼續施水，達到植物最佳生長條件時則停止施水。

四、實驗結論

社區花園智能灌溉系統主要由AT89S52單片機主控端、DHT11土壤濕度數據采集器、電子水閥、液晶顯示器四部分構成，能根據獲得的實時土壤濕度數據并根據植物自身特點實施按需、定量的精確灌溉。

該社區花園智能灌溉系統在目前以人力為主的社區綠化管理中引入了智能化的灌溉系統，可便捷社區的綠化管理，節約人力資源，比起人工灌溉方式，更有利于植物的生長，同時也最大限度地節約了水資源。該系統的推廣和使用，對于解決目前社區植被灌溉存在的諸多問題，提高社區的綠化質量，改善人居環境，具有十分重要的意義。