（已批）基于AVR单片机温室蔬菜大棚智能滴灌系统科技计划项目立项可行性分析报告（存档）

而水利技术先进国家，灌溉水利用率般可高达。

因此，发展节水高效型农业是我国农业摆脱水危机核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，实现持续增长根本出路，也是我国农业摆脱水危机战略选择。

随着人类科技不断进步，农业灌溉技术也相应得到很大发展。

人们从传统以明沟输水地面灌溉方法，发展了喷灌地下灌溉和滴灌等现代灌溉技术。

采用节水和节能灌水方法是当今世界灌溉技术发展总趋势。

目前，发达国家管道灌溉技术应用十分广泛，美国早在年代就已应用管道输水技术，低压管道灌溉面积已占总灌溉面积日本已有农田实现了地下管道灌溉，并且管网自动化半自动化给水控制设备也较完善以色列英国瑞典等国有土地实现了灌溉管道化。

国内外滴灌技术发展现状滴灌技术首创于世纪年代，年代在欧美等国广泛应用。

目前采用滴灌技术国家有多个，其中以以立项依据本项目国内外科技创新发展概况和最新发展趋势水是维持切生命活动不可替代的物质。

水资源是地球上最重要的自然资源之，不仅是人类赖以生存的必要条件，也是人类发展工农业和从事切生产活动所不可缺少的因素，因此，水既是农业的命脉，对于工业生产和城市建设国民经济的发展也有极为重要的意义。

下滴灌发展过程。

滴灌技术自发明到现在，逐渐由手动控制到半自动控制，今后发展趋势是智能化自动控制灌溉。

西班牙以色列美国等开发采集土壤水分，判断作物需水状况智能灌溉系统以及管理决策系统已经得到示范应用。

我国在该领域也投入了大量资金和人力进行研究，开发适合我国国情滴灌自动化控制系统和智能决策管理系统。

滴灌与覆盖保墒技术相结合将取得更大节水增产效益。

滴灌技术越来越多地与地面覆盖保墒技术结合使用，如我国新疆大田棉花膜下滴灌就是滴灌技术与地膜覆盖技术有机结合，应用面积成为世界之最，实现了节水和保墒双重目标。

天津市水利科学研究所杨万龙等人温室滴灌施肥智能化控制系统专利，实现了根据作物所需营养液浓度酸碱度自动将高浓度母液与水进行智能化混合配制精量调节和施肥自动控制与计量功能中国水利水电科学研究院于颖多等人地下滴灌水肥药体化自动控制系统及方法专利，实现了通过传感器获得与农田灌溉有关研究较少，缺乏成熟认识，目前设施蔬菜生产中水肥管理基本仍处于经验阶段，缺乏科学量化指标，对于大棚蔬菜栽培而言，传统灌水方式是沟畦灌，水利用率只有。

我国现有温室大棚绝大多数采用传统灌溉模式，尤其在微灌设备产品开发利用上相差甚远。

近些年来，改进和研制了些新滴灌设备，制定了滴灌滴头和滴灌管技术标准和技术规范。

进入世纪年代，国家对农业节水灌溉更加重视，投入相对增加。

各地纷纷建立了设施农业示范点，促进了滴灌和微灌节水技术在我国应用，并且引进了以色列美国法国韩国等国部分先进技术和设备，国内温室大棚微灌有了较大发展。

但国内温室灌溉设备，在主要材质技术精度和工艺水平上比较落后，整个系统配套性差，自动控制灌溉系统未有成型产品，基本用手动阀控制。

现在市场上能批量使用滴灌管主要是引进以色列等国外技术和设备生产，生产产品价格高，很大程度上限制了设施农业先进灌溉技术推广。

国内外滴灌技术发展趋势目前，国外滴灌先进国家自动施肥系统应用己经非常广泛，施肥器受计算机或小控制器控制，已能实现精确施肥。

以往许多研究结果表明，影响作物产量诸多因素中，水和肥适时适宜施用起着十分关键作用。

如何根据作物不同生育阶段需水需肥要求及当时土壤水分和养分状况，采用滴灌方式，将水肥同步输送到作物根部，提高作物对水肥利用率，是目前各国学者都非常关注研究课题。

在灌比较落后，整个系统配套性差，自动控制灌溉系统未有成型产品，基本用手动阀控制。

现在市场上能批量使用滴灌管主要是引进以色列等国外技术和设备生产，生产产品价格高，很大程度上限制了设施农业先进灌溉技术推广。

在温室环境控制系统方面，由于价格因素，常为单因子方法控制，农户适用装置较少而多因子方法控制由于价格昂贵很难进入普通农户家庭。

我国是个古老农业大国，耕地面积有亿平方公顷。

我国还是个缺水国家，同时有限水资源在时空和地域分布上很不平衡，占国土面积以上北方地区拥有水资源量不足全国总量。

因此，开展节水灌溉是我国工农业生产不断持续发展保证措施，对缓解我国水资源紧缺状况，促进水资源持续利用和改善生态环境有极为重要意义。

发展滴灌技术是节约水资源，保墒养熵，提高农户收入有效途径，具有社会经济两个方面推广价值，极具产业化前景。

二研究内容具体研究开发内容和要重点解决关键技术问题针对我们目前农业生产中温室蔬菜大棚控制管理主要依靠人工经验管理，缺乏系统科学指导。

其栽培技术缺乏量化指标，主要靠管理者经验，科技含量不足，只能被动地实现保温降温遮阳和防雨，而不能主动地调节温光水肥气情况，提出研究种利用单片机作为控制器，通过湿度传感器采集土壤湿度，温度传感器采集大棚温度，根据灌水制度，智能自动进行水肥滴灌。

用滴灌技术灌溉水利用率般可高达。

因此，发展节水高效型农业是我国农业摆脱水危机实现持续增长根本出路，也是我国农业摆脱水危机战略选择。

目前采用温室大棚控制系统多为单因子控制，并不适用，而多因子控制系统往往价格非常昂贵，不具有推广意义。

本项目设计智能滴灌系统具有很好多因子控制适应性，价格低廉，非常适合农户使用。

此外，般滴灌系统比较简单，主要靠人工经验来管理，对于滴灌规则缺乏必要考虑与研究，往往容易导致土壤盐分积累造成盐害。

本项目根据不同作物生产规律可以智能设定灌溉规则，即节省了人力又避免盐害发生。

此外，本项目还可以对作物施肥进行科学投放，实现精确施肥，避免了传统农业大量使用氮肥，而产生地下水硝酸盐污染土壤和农产品中硝酸盐过量累积以及品质下降等系列环境生态问题。

本项目研究现有起点科技水平及已存在知识产权情况滴灌方式经历了由传统大田漫灌手动控制大田膜下滴灌自动化控制膜下滴灌智能化控制膜下滴灌发展过程。

滴灌技术自发明到现在，逐渐由手动控制到半自动控制，今后发展趋势是智能化自动控制灌溉。

西班牙以色列美国等开发采集土壤水分，判断作物需水状况智能灌溉系统以及管理决策系统已经得到示范应用。

我国在该领域也投入了大量资金和人力进行研究，开发适合我国国情滴灌自动化控制系统和智能决策管理系统。

滴灌与覆盖保墒技术相结合将取得更大节水增产效益。

滴灌技术越来越多地与地面覆盖保墒技术结合使用，如我国新疆大田棉花膜下滴灌就是滴灌技术与地膜覆盖技术有机结合，应用面积成为世界之最，实现了节水和保墒双重目标。

天津市水利科学研究所杨万龙等人温室滴灌施肥智能化控制系统专利，实现了根据作物所需营养液浓度酸碱度自动将高浓度母液与水进行智能化混合配制精量调节和施肥自动控制与计量功能中国水利水电科学研究院于颖多等人地下滴灌水肥药体化自动控制系统及方法专利，实现了通过传感器获得与农田灌溉有关合初始化数据，通过灌溉决策软件进行分析计算最终执行灌溉指令功能中国农业机械化科学研究院胡渭等人种温室滴灌自动控制系统专利，用测量植株部传感器与该传感器及电源连接控制机构与该控制机构连接滴灌控制部及与该滴灌控制部连接用于滴灌滴箭，滴灌精度达到升。

本项目研究国内外竞争情况及产业化前景。

自世纪年代，我国引进了以色列美国法国韩国等国部分先进技术和设备，国内温室大棚微灌有了较大发展。

但国内温室灌溉设备，在主要材质技术精度和工艺水平上比较落后，整个系统配套性差，自动控制灌溉系统未有成型产品，基本用手动阀控制。

现在市场上能批量使用滴灌管主要是引进以色列等国外技术和设备生产，生产产品价格高，很大程度上限制了设施农业先进灌溉技术推广。

在温室环境控制系统方面，由于价格因素，常为单因子方法控制，农户适用装置较少而多因子方法控制由于价格昂贵很难进入普通农户家庭。

我国是个古老农业大国，耕地面积有亿平方公顷。

我国还是个缺水国家，同时有限水资源在时空和地域分布上很不平衡，占国土面积以上北方地区拥有水资源量不足全国总量。

因此，开展节水灌溉是我国工农业生产不断持续发展保证措施，对缓解我国水资源紧缺状况，促进水资源持续利用和改善生态环境有极为重要意义。

发展滴灌技术是节约水资源，保墒养熵，提高农户收入有效途径，具有社会经济两个方面推广价值，极具产业化前景。

二研究内容具体研究开发内容和要重点解决关键技术问题针对我们目前农业生产中温室蔬菜大棚控制管理主要依靠人工经验管理，缺乏系统科学指导。

其栽培技术缺乏量化指标，主要靠管理者经验，科技含量不足，只能被动地实现保温降温遮阳和防雨，而不能主动地调节温光水肥气情况，提出研究种利用单片机作为控制器，通过湿度传感器采集土壤湿度，温度传感器采集大棚温度，根据灌水制度，智能自动进行水肥滴灌。

其中重点要解决关键技术问题有制定滴灌灌水规则为了科学灌溉施肥，需要对大棚蔬菜生长情况做统计分析不同种类大棚蔬菜在不同温度光照等环境条件下对于灌溉要求是多样，而且同种蔬菜在不同生长过程中对于水肥要求也是不同。

此外土壤质地也有很大影响。

通过实验查询资料等方法获得数据，进行回归分析获得水养分生长模型，进而据此制定滴灌灌水规则。

肥水耦合水和肥是影响蔬菜产量和品质两个重要因素。

水分不足会降低作物产量，养分不足既降低作物产量，又限制作物对水分充分吸收利用。

适宜灌水可以促进肥料转化和作物对肥料吸收利用，提高肥料利用率，而适宜施肥也可以调节水分利用过程，提高水分利用率。

需要根据蔬菜生长规律，结合温室小气候环境和土壤理化条件，将滴灌与施肥有机地结合起来，达到节水节肥增产增收目。

主要技术创新之处采用单片机控制，通过数字化温度湿度光照度传感器获得影响灌溉多种环境因子数据。

根据灌水制度确定滴灌模型求解，科学进行水肥滴灌。

将各影响因子具体数值代入二元二次正交旋转组合设计方案，经过运算建立水肥耦合回归模型。

再进行相关性分析及主成分分析要达到主要技术经济指标及社会经济效益。

三研究试验方法技术路线以及工艺流程四工作基础和条件承担单位概况本项目现有研究工作基础项目负责人以往承担市级以上各类科技计划项目完成情况项目实施具备