基于風光互補農(nóng)業(yè)自動灌溉裝置

1、上海電機學院上海市大學生創(chuàng)新活動計劃項目申請表上海電機學院教務處制項目名稱基于風光互補的農(nóng)業(yè)自動灌溉裝置申 請 人張竹勝所屬院系電氣學院所學專業(yè)自動化（港口方向）電子信箱893514628固定電話02164633208手 目來源參加人數(shù)4開始日期2011年11月預計結束時間2012年12月指導教師劉三明職稱/學歷教授年 齡職 務所屬院系數(shù)學教學部電子信箱固定電話64300980-3130手 究內(nèi)容及意義1、研究背景全球能源日漸枯竭的21世紀，在經(jīng)濟不斷發(fā)展同時，能源消耗不斷增加，傳統(tǒng)能源無以

2、為繼，經(jīng)濟發(fā)展越來越受制于能源的開發(fā)利用，新能源作為一種替代能源，未來能極大的緩解我們能源大量需求，可以保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。 而且在當今社會傳統(tǒng)能源產(chǎn)生環(huán)境問題越來越嚴重，危害人類健康和生存環(huán)境。新能源的需求越來越迫切了。太陽能和風能作為新能源的代表，越來越受到人們的重視。而中國作為世界上農(nóng)業(yè)人口最多的國家，這方面的能源利用，更顯得尤為重要。我國農(nóng)業(yè)的主要種植作物是水稻，水稻對水的要求很高，水分過多過少都會導致水稻產(chǎn)量的減產(chǎn)或絕收。而我國的農(nóng)業(yè)已逐漸形成機械化生產(chǎn)，所以迫切的需要這樣一種設備可以利用自然界的風能和光能儲存的電量通過自動檢測農(nóng)田水分的多少從而啟動水泵對農(nóng)田進行灌溉。2、研究內(nèi)容(

3、1)通過傳感器對土壤的水分進行檢測，并將獲得的信息傳給風電互補發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池組，蓄電池組接受信息后啟動水泵對農(nóng)田進行灌溉。（2）通過plc技術，設計一個控制系統(tǒng)，將風光互補發(fā)電系統(tǒng)同水泵、傳感器連接起來，有效地控制水泵的開啟和關斷以及灌溉的時間。（3）設計逆變器，將電池直流電源交流電，用于驅動電機，完成抽水灌溉。3、研究意義(1)提高自然界中的風能和光能的利用率，使農(nóng)村更多的清潔能源用 到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，減少環(huán)境污染。（2）實現(xiàn)農(nóng)田水利灌溉的自動化，彌補傳統(tǒng)灌溉中對水源的浪費和勞動力的要求。（3）減少農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，通過自動控制可以減少生產(chǎn)力和電能的使用，另外利用清潔能源代替其他形式產(chǎn)生的

4、電能減少更多的成本。(4)用清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)形式的能源能夠起到減少污染，保護環(huán)境的作用。研究方案1.前期進行調(diào)研，了解市場和用戶的需求2.尋找適合、耐用的濕度傳感器3.借助plc或單片機知識，設計其裝置的控制平臺4.將各部分的裝置連接起來組裝成樣機5.對樣機進行調(diào)試，和一些必要的數(shù)據(jù)的測量6.申請一項實用新型專利相關研究工作積累和已取得的成績前期已經(jīng)參與風光互補發(fā)電裝置的研究，另外還參加了校企合作項目制冷機的操作平臺的研制。并且參加過全國數(shù)學建模競賽，對一些細節(jié)可以用到優(yōu)化的思想，具有很強的動手操作能力。同時已經(jīng)深入的學習模電、數(shù)電、電拖、電力電子和微機接口等相關科目。特色與創(chuàng)新1、有效的將清

5、潔能源同日常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結合起來，實現(xiàn)節(jié)能的目的從而達到豐產(chǎn)的效果。2、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化，使傳統(tǒng)的人工灌溉系統(tǒng)升級為現(xiàn)在的自動灌溉系統(tǒng)，減少生產(chǎn)力，提高產(chǎn)業(yè)效能。3、明顯的減少生產(chǎn)成本，通過傳感器自動檢測土壤的濕度，比人為的觀察更靈敏、快速。4、該裝置適宜中國的廣大農(nóng)村土地，具有很好的推廣效應，使用價值。計劃進度2011.11-2012.01 搜集電力電子裝置及其現(xiàn)有的相關研究資料2012.02-2012.05 設計控制系統(tǒng)和對系統(tǒng)進行調(diào)試2012.06-2012.07 連接和組裝樣機，制定相關的參數(shù)2012.08-2012.10 制作一臺模擬樣機，實驗調(diào)試2012.10-2012.12 申

6、請專利，整理研究報告，準備結題預期成果1.完成并制作一臺模擬樣機。2.申請一項實用新型專利。3.生成研究報告一份經(jīng)費預算序號項目名稱預算金額（元）1各種電力電子設備等材料的購買 120002調(diào)研及差旅費20003 資料打印復印 20004 加工、設計費 20005專家評審費2000合計 20000項目學生信息（含立項學生）學生姓名 張竹勝學 號 091001130636院系名稱 電氣學院專業(yè)年級 bg0906聯(lián)系電話子信箱893514628性 別男身份證目分工控制系統(tǒng)的設計和樣機的組裝簡介（包括自身條件、特長、興趣、

7、科研經(jīng)歷（含成果等） 多次參加校內(nèi)外科創(chuàng)活動和各種競賽，擁有很強的動手能力。并且參加過科學商店和上海市世博志愿者，具有一定的協(xié)調(diào)能力和組織能力。學生（簽名）： 年 月 日學生姓名 武洋學 號 091001130638院系名稱 電氣學院專業(yè)年級 bg0906聯(lián)系電話子信箱545412443性 別男身份證目分工元器件的選購和樣機的組裝簡介（包括自身條件、特長、興趣、科研經(jīng)歷（含成果等） 已經(jīng)自學獲得中級電工和cad中級證書，在多次課外實訓活動中表現(xiàn)非常優(yōu)異，具有很強的動手能力和創(chuàng)新能力。學生（簽名）：年 月 日學生姓名 劉宇學 號 101001130724院系名稱 電氣學院專業(yè)年級 bg1007聯(lián)系電話子信箱1186043401性 別男身份證目分工前期的調(diào)查，專利、論文的撰寫簡介（包括自身條件、特長、興趣、科研經(jīng)歷（含成果等）本人擔任班級班長，做事負責，能吃苦，文字撰寫能力較強，曾多次參加社會調(diào)研活動，具有很強的調(diào)研能力。學生（簽名）：年 月 日學生姓名 學 號 院系名稱 專業(yè)年級 聯(lián)系電話 電子信箱性 別身份證號項目分工簡介（包括自身條件、特長、興趣、科研經(jīng)歷（含