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。
目前全国灌溉水利用率约为 43%,单方水粮食生 产率只有10 公斤左右,大 大低于发达国家灌溉水利用率 70-80%、单方水粮食生 产率 2.0 公斤以上的水 平,因此发展节水农业、提高农业用水利用效率是我国节水战略中 的重要环节。
农业自动灌溉系统是由精讯畅通运用现代物联网技术设计研发的。农业自动化灌溉系统由自动控制技术和专家系统技术,传感器技术、通讯技 术、计算机技术等于一体的灌溉管理系统。该系统主要面向农田,园林,设施农业等领域的日常灌溉控制和管理而设计,并通过现代化的科学技术手段,达到降低人力成本,提高自动化生 产效率,节约水资源的目的。该系统具有实用 性和良好的展示性,系统硬件具备良好的稳定性,以及防水、防潮、抗高温的能力。
节水灌溉自动系统采取因地制宜的原则依据不同地区、不同作物的不同 需求,选择不同的灌溉设施,并利用计算机、无线数据通讯、采集控制器、传 感器等先进技术对农田灌溉进行监控管理,保证适时适量地满足作物生长所需 要的水分从而达到节水灌溉及节水灌溉自动化的目的。
本方案给出了一个节水灌溉自动化系统的基本框架,它主要由中 心主控系统、采集控制模块 、无线通讯模块、土壤水分传感器、气象观测站、电 磁阀等设备组成。
系统介绍从节水灌溉自动化系统的框架图中,我们看以看出该系统可分为传感器与电磁阀、采集控制、数据传输及控 制中心四部分,现对各个部分做进一步的描述:
1、 传感器与电磁阀:是数据的采集者与系统自动化功能的执行者。传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件 。本系统中主要包括土壤水分传感器,土壤养分速测仪,气象要素的雨量传感器,空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器等。电磁阀是本系统中自动化的执行设备,可与水泵、传感器等相连。
2、采集控制设备:是指掌控数据采集设备和执行设备工作的数据采集控制模块,主要作用为: 通过作物决策灌溉软件的设置,掌控数据采集设备的运行状 态; 根据作物决策灌溉软件发出的指令,掌控执行电磁阀的开启/关闭。
3、数据传输:本系统中采用的为无线传输模块。无线传输模块能够通 过GPRS无线网络将与之相连的用户设备的数 据传输到 Internet 中一台主机上,可 实现数据远程的透明传输 。
4、控制中心主要由计算机和作物决策灌溉决策软件组成,作物决策灌溉软 件是数据接收者及指令发出者,是整个系统的灵魂。
自动灌溉系统功能
系统配置
功能设置:设置数据采集时间段、采集间隔、控制系统执行条件等参数;
数据存储显示打印:将采集到的数据实时显示,可用图表表达并能执行打印等操作 ;
发送指令:将指令通过无线传输模块发送给数据采集控制模块,控制电磁阀的开启或关闭;
自动灌水功能:根据不同的地区、不同的作物 在不同生长阶段对水分需求的不同,设置相应的参数,当值低于或超出一定的范围时,自动开启灌水功能。
自动补充养分功能:在无土栽培中,根据不同的作物在不同生长阶段对养分,设置相应的参数,当值低于或超出一定的范围时,自动补充相应 的养分。
自动报警:可设置设备的正常运行参数、农田气象因子范围,实现设备故 障或气象因子剧烈变化的报警功能。结论节水灌溉自动化系统将传统的充分灌 溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行检测预报,实现动态管理。该系统采用 传感器采集土壤墒情信息、气象信息和作物的生长状况,通过无线网络对农田灌溉用水量实时远程监控,按照作物的需求实施灌水、补给养分的操 作。
农业自动化灌溉系统功能 数据采集功能可自动采集,处理温度、湿度、风速、雨量,光照等环境参数。
灌溉控制功能
( 1)具有自动灌溉、定时灌溉、周期灌溉、手动灌溉等多种模式,用户可 根据需要灵活选用灌溉模式。
( 2)可实现中控室控制,手机短信、现场遥控及现场手动等多种 方式 控 制。
参数设置功能
(1)系统可以对现场的温、湿度限值进行设置和修改。
(2)系统可通过控制器或后台监控系统完成灌溉起始时间、停止时间、喷灌 时间等参数设置。
显示功能
(1)控制器上配有液晶屏,以中文菜单方式显示,现场采集数据显示在液晶 屏 上。
(2)后台监控系统可配大屏幕显示器,图形、表格等多种形式动态显示整个 灌溉区运行 情况,准确、直观、明了。 报警功能 当灌溉系统出现故障。如水管破裂等,立即停止水泵 运行,并报警。 通信功能 (1)通过后台机查 看、设置、修改参数。
(2)采集数据上传后台机,供后台机进行数据处理和显 示。
(3)接收后台机发 出的控制命令 。
数据处理功能 后台机可完成用户提出的统计、贮存、查询等各种数据处理功能,并可打 印用户 要求的报表。
(1)电磁阀门开启次数和时间统计。
(2)通过电磁阀门的水流量统计。
(3)系统故障次数统计,系统使用率统计。
(4)用户要求的其它统计功能。 其主要优点为 : 1、可以根据系统建设区域的具体情况选择不同的灌溉方式,最大限度的提 高了灌溉用水的利用率; 2、采用了无线网络技术,真正实现了农田灌溉的远程监控,减小了劳动强 度;
3、作物灌溉决策软件中可引入专家决策系统,对不同地区的不同作物在不 同生长阶段的需水信息做定量评估。
4、在灌溉设备中加入了流量计,对灌水的用量做到精确控制。该系统满足 了高效农业、精准农业中对提高灌溉用水利用率的需求,达到了节水灌溉的目 的并实现了灌溉过程的自动化,具有极大的推广和应用价值。
精讯畅通以客户需求为源头,结合现代农业 科技、通信技术、计算机技术、 GIS 信息技术,以及物联网技术,竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品 与端到端的解决方案。主要有:大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方 案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理 解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。