自動控制技術(shù)在園林節(jié)水灌溉中的應(yīng)用

1、自動控制技術(shù)在園林節(jié)水灌溉中的應(yīng)用摘 要：本文分析了自動控制技術(shù)園林節(jié)水灌溉中的當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，全面系統(tǒng)地闡述了節(jié)水灌溉中自動控制技術(shù)的主要類型，并對我國節(jié)水灌溉中自動控制技術(shù)未來的發(fā)展進(jìn)行了展望，以供參考和借鑒。關(guān)鍵詞：自動控制技術(shù)；園林節(jié)水灌溉；應(yīng)用 DOI ：0 引言節(jié)水灌溉，是將植物的需水要求作為根本出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，借助管道系統(tǒng)和灌水器將水以適宜的流量準(zhǔn)確、 均?虻刂苯喲 ?輸?shù)街参锔恐車寥辣砻婧屯翆又械囊环N灌水方法。傳統(tǒng)的節(jié)水灌溉是以人力為主的，利用溫度計(jì)、濕度計(jì)等單一的檢測工具來進(jìn)行一些淺層的觀測，但并沒有全面地掌握植物的真正需水量、施肥狀況以及動態(tài)生長狀態(tài)等，并未實(shí)現(xiàn)科學(xué)灌溉。

2、而今年啦科技水平的日益提高改變了這一狀況，現(xiàn)代化自動控制技術(shù)的出現(xiàn)使得園林中的節(jié)水灌溉迎來了前所未有的發(fā)展。將自動控制技術(shù)應(yīng)用到節(jié)水灌溉之中不僅有利于實(shí)現(xiàn)園林的統(tǒng)一管理和控制，還有利于為植物實(shí)現(xiàn)按需按量按時的供水，從而節(jié)約大量的水資源，極大地提高灌溉效率和質(zhì)量，更新目前的水觀念，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活同時帶來經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。1 節(jié)水灌溉自動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀世界上的一些先進(jìn)國家，由于其電子和信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，早已將先進(jìn)的電子技術(shù)和控制技術(shù)應(yīng)用到節(jié)水灌溉之中且取得了顯著的成效。這些國家地控制手段從最初的簡單笨拙，經(jīng)歷了很多年的發(fā)展之后，到現(xiàn)階段控制的智能化程度和精度越來越高

3、，操作也越來越簡便和快捷。雖然國外的灌溉控制器已經(jīng)發(fā)展到相對成熟的階段，但最大的劣勢是絕大多數(shù)機(jī)器的價格比較昂貴。但是，與這些國家相比，我國的自動控制技術(shù)尚處于發(fā)展的研究試用階段。雖然我國也有很多家機(jī)構(gòu)在研究灌溉控制器，但是規(guī)模較小且大多是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的，而且自動控制技術(shù)對科技水平的要求較高，需要大量的資金投入，絕大多數(shù)集中在科研機(jī)構(gòu)、高校和試點(diǎn)工程，應(yīng)用范圍較小。2 節(jié)水灌溉自動控制技術(shù)的類型2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同自動控制按結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。分別地，自動控制系統(tǒng)中具有反饋信號的一方被稱為“閉環(huán)系統(tǒng)”，反之則稱為“開環(huán)系統(tǒng)”。2.2 系統(tǒng)復(fù)雜程度的高低（ 1）簡易型：該系統(tǒng)進(jìn)行

4、灌溉時僅需一臺控制器控制一個水泵和較少的幾個電磁閥，可以將其應(yīng)用于灌溉面積較小的園林之中。 （2）多路控制型：該系統(tǒng)是在進(jìn)行灌溉時需要多臺控制器控制兩個或兩個以上的水泵和較多的電磁閥，可以將其應(yīng)用于灌溉面積較大的園林之中。 （3）中央計(jì)算機(jī)控制型：它是多路控制型的技術(shù)化發(fā)展與進(jìn)階，利用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)作為中央控制主機(jī)，在運(yùn)行的過程中與其它專業(yè)軟件就進(jìn)行相互之間的嚴(yán)密配合，多路控制系統(tǒng)作為它的子系統(tǒng)，可以根據(jù)園林的實(shí)際灌溉需求向下進(jìn)行無限制的擴(kuò)展。這種控制系統(tǒng)能夠?qū)@林中獲取到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時地傳輸給中央計(jì)算機(jī)，它按照之前事先制定好的程序自動地進(jìn)行集中統(tǒng)一的分析和決策，最終完成灌溉任務(wù)，使人力得到

5、了很大程度上的釋放。2.3 系統(tǒng)控制物理量的不同（ 1）時間型：灌水時間為控制的物理量，管理人員可以提前設(shè)置好灌溉器的開啟和關(guān)閉時間。 （ 2）壓力型：灌溉系統(tǒng)管道內(nèi)的壓力為控制的物理量。 （ 3）空氣濕度型：空氣濕度為控制的物理量，多被應(yīng)用于大棚、溫室之中。 （4）土壤濕度型：土壤濕度為控制的物理量，主要被用來控制土壤中的含水量。（ 5）雨量型：降雨量為控制的物理量，主要被用來控制灌水量。 （ 6）綜合型：顧名思義即同時控制將以上提及到兩個或兩個以上的物理量。2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的不同自動控制系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)來源的不同可以分為簡易型系統(tǒng)、多路控制型系統(tǒng)以及中央控制系統(tǒng)。不同的是，簡易型和多路控制

6、型系統(tǒng)主要是提前設(shè)置好灌溉的數(shù)值，然后按照事先規(guī)定的時間數(shù)來自動完成灌溉任務(wù)。而中央控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源則包括以下三種：（ 1）按時間來控制灌溉。 （ 2）將氣象站作為數(shù)據(jù)采集中心，然后將收集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央控制系統(tǒng)，中央計(jì)算機(jī)會將自動地得到的植物數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)一地分析和研究，最終制定出一套科學(xué)的灌溉方案來合理地指導(dǎo)灌溉。 （3）將園林中的各個溫度、壓力以及流量等傳感器等作為數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，利用傳感器解碼器來收集數(shù)據(jù)，然后將收集到的數(shù)據(jù)及時地傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，中央計(jì)算機(jī)會將自動地將得到的植物數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)一地分析和研究，最終制定出一套科學(xué)的灌溉方案來合理地指導(dǎo)灌溉。3 節(jié)水灌溉自動控制技術(shù)的發(fā)展

7、趨勢近年來雖然已經(jīng)有很多的科研機(jī)構(gòu)致力于研制由制動控制系統(tǒng)控制的節(jié)水灌溉器，但是所取得的成果仍不顯著，仍沒有研制出規(guī)模大、應(yīng)用廣泛的成套的灌溉控制產(chǎn)品。而且目前已經(jīng)研制出且被投入使用的絕大多數(shù)灌溉器的價格比較昂貴，園林主即便是知道它能節(jié)省人力、節(jié)約水資源并促進(jìn)植物生長，但是引進(jìn)該技術(shù)一次性需要投入大量的資金，很多的園林是難以承受的，反言之其實(shí)在很大程度上束縛了將自動化灌溉技術(shù)應(yīng)用到更大的范圍中去。現(xiàn)階段隨著中國國內(nèi)種植業(yè)現(xiàn)代化和尖端化速度的不斷加快，園林中的節(jié)水灌溉對自動化控制技術(shù)的要求自然會逐漸提高，節(jié)水灌溉器在國內(nèi)將迎來巨大的發(fā)展市場。節(jié)水灌溉控制器同時還應(yīng)該逐漸朝著低價格、操作便捷以及性能全優(yōu)的方向發(fā)展。但著眼于長遠(yuǎn)利益，現(xiàn)代化智能技術(shù)、傳感技術(shù)等的出現(xiàn)和傳播，將會推動性能更優(yōu)、功能更全以及智能化程度越高的節(jié)水灌溉控制器的出現(xiàn)和普及。4 結(jié)束語總之，隨著自動化控制技術(shù)的不斷提高，其普及范圍會越來越大，尤其是園林的節(jié)水灌溉之中，期望能夠極大地極高節(jié)水灌溉的自動化水平，更加準(zhǔn)確及時地掌握植物的生長狀態(tài)，更加精確地控制植物的灌溉和施肥，促進(jìn)園林的現(xiàn)代化建設(shè)。參考文獻(xiàn)：1 呂靜 .自動控制技術(shù)在園林節(jié)水灌溉中的應(yīng)用 J. 文摘