农业高效节水自动化灌溉系统

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发布时间：2019-09-30

资源日益紧缺已经成为全球性的问题，节约用水并实现高效用水时人类生存与发展的需求，也是全球经济社会的需求。我国作为全球13个贫水国家之一，水资源的不足已经对我国经历社会发展构成了严重威胁，甚至成为经济社会发展的“瓶颈”，大力发展节约用水不仅是一种革命措施，也是我国的基本策略之一。农业用水占据了我国总用水量中的70%，农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。
如何解决缺水与灌溉面积增加之间的矛盾，来缓解水资源紧缺的问题，实现作物高产稳产，这就需要在自动灌溉系统中合理地推广自动化控制，并逐步提高农业节水灌溉的水平。在现代工业的支撑下，现代农业节水灌溉技术也在向着智能化方向发展。

农业节水灌溉自动化_高效节水灌溉_自动灌溉系统需求分析

手动灌溉，无法预测、估计作物所需浇灌水量
农业节水灌溉自动化_高效节水灌溉_自动灌溉系统-灌溉图标

农业灌溉效率低下

水资源严重浪费

耗费大量的人力物力

农业高效节水自动化灌溉系统由阀门控制系统、土壤墒情监测系统、水泵控制系统、通讯网络和监测服务中心等组成。监测服务中心与各监测系统通讯由各系统的田间控制器设备通过GPRS/4G网络实现，各子系统通过阀控、传感器和田间控制器完成的监测和管理控制。
☛  监测中心：
硬件：服务器、计算机、打印机、显示大屏、交换机等。
软件：节水灌溉系统平台、数据库软件和操作系统软件。
☛  通信网络：
GPRS/4G/lora
☛  阀门控制系统：
阀门监控系统由阀控、电磁阀和田间控制器统组成。
阀门控制系统是对农田灌溉片区运行管网实现水流截断和分输作用。系统采用全无线漫游组网，田间不需要铺设线路，通过分区管理，级联通讯，实现数据的远程传输。每一个电磁阀有一个专用名称，根据轮灌制定的计划开启电磁阀，监控中心给指定电磁阀或者轮灌组下达指令，开启电磁阀灌水，或关闭电磁阀停止灌水。可根据土壤水分含量，联动阀门控制器实现自动灌溉，系统中设定土壤水分阈值，当土壤水分低于设定值阈值时，开启电磁阀灌水，当达到阈值时，关闭电磁阀停止灌水。
阀门控制器通过线缆与电磁阀相连，阀门控制器通过无线（lora）与田间控制器通讯，开关阀指令由田间控制器通过lora通讯方式，发送给阀门控制器。
☛  土壤墒情监测系统：
土壤墒情监测系统由阀门控制器、土壤温湿度传感器和田间控制器组成。
土壤墒情监测系统主要针对土壤水份进行采集与处理。可采用全数字网络化平台管理，将前端数字采集到的数据利用无线通信终端,通过GPRS/4G网络传回到控制中心及各监控中心，实现分布监控，集中控制和管理的功能。
土壤温湿度传感器通过485线缆与阀门控制器相连，阀门控制器通过lora与田间控制器通讯，采集的数据由田间控制器通过4G网络上传至监控中心。
☛ 水泵控制系统：
水泵控制系统由机井控制器、PLC和水表组成。
水泵控制系统对深井潜水泵的水泵用电量、水泵机组运行状态、管道流量等参数进行监测，通过GPRS/4G网络传回到控制中心及各监控中心，实现分布监控，集中控制和管理的功能。
水泵机组的控制有三种控制模式：现地手工控制、远程手动控制和程序自动控制。水泵控制系统在本地存储实时监测数据。
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