智能灌溉控制系統(tǒng)解決方案

1、智能灌溉控制系統(tǒng)解決方案資源日益緊缺已經(jīng)成為全球性的問題，節(jié)約用水并實現(xiàn)高效用水時人類生存與發(fā)展的需求，也是全球經(jīng)濟社會的需求。我國作為全球13個貧水國家之一，水資源的不足已經(jīng)對我國經(jīng)歷社會發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，甚至成為經(jīng)濟社會發(fā)展的“瓶頸”，大力發(fā)展節(jié)約用水不僅是一種革命措施，也是我國的基本策略之一。農(nóng)業(yè)用水占據(jù)了我國總用水量中的70%，農(nóng)業(yè)灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在。目前全國灌溉水利用率約為43%，單方水糧食生產(chǎn)率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達(dá)國家灌溉水利用率70-80%、單方水糧食生產(chǎn)率2.0公斤以上的水平，因此發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、提高農(nóng)業(yè)用水利用效率是我國節(jié)水戰(zhàn)略中的重要環(huán)節(jié)。智能灌

2、溉控制系統(tǒng)是由浙江托普物聯(lián)網(wǎng)運用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計研發(fā)的。智能灌溉控制系統(tǒng)由自動控制技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)，傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)等于一體的灌溉管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要面向農(nóng)田，園林，設(shè)施農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的日常灌溉控制和管理而設(shè)計，并通過現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段，達(dá)到降低人力成本，提高自動化生產(chǎn)效率，節(jié)約水資源的目的。該系統(tǒng)具有實用性和良好的展示性，系統(tǒng)硬件具備良好的穩(wěn)定性，以及防水、防潮、抗高溫的能力。節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)采取因地制宜的原則依據(jù)不同地區(qū)、不同作物的不同需求，選擇不同的灌溉設(shè)施，并利用計算機、無線數(shù)據(jù)通訊、采集控制器、傳感器等先進(jìn)技術(shù)對農(nóng)田灌溉進(jìn)行監(jiān)控管理，保證適時適量地滿足作物生長所需

3、要的水分從而達(dá)到節(jié)水灌溉及節(jié)水灌溉自動化的目的。系統(tǒng)架構(gòu)本方案給出了一個節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)的基本框架，它主要由中心主控系統(tǒng)、采集控制模塊、無線通訊模塊、土壤水分傳感器、氣象觀測站、電磁閥等設(shè)備組成，具體結(jié)構(gòu)框圖如下：系統(tǒng)介紹從節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)的框架圖中，我們看以看出該系統(tǒng)可分為傳感器與電磁閥、采集控制、數(shù)據(jù)傳輸及控制中心四部分，現(xiàn)對各個部分做進(jìn)一步的描述：1、傳感器與電磁閥：是數(shù)據(jù)的采集者與系統(tǒng)自動化功能的執(zhí)行者。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。，本系統(tǒng)中主要包括測量土壤水分的土壤水分傳感器，測量養(yǎng)分的養(yǎng)分儀，測量氣象要素的雨量傳感器，空氣溫濕度傳感

4、器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器等； 電磁閥是本系統(tǒng)中自動化的執(zhí)行設(shè)備，可與水泵、養(yǎng)分補充設(shè)備等相連。2、采集控制設(shè)備：是指掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備工作的數(shù)據(jù)采集控制模塊，主要作用為： 通過作物決策灌溉軟件的設(shè)置，掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備的運行狀態(tài)； 根據(jù)作物決策灌溉軟件發(fā)出的指令，掌控執(zhí)行電磁閥的開啟/關(guān)閉。3、數(shù)據(jù)傳輸：本系統(tǒng)中采用的為無線傳輸模塊。無線傳輸模塊能夠通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將與之相連的用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet中一臺主機上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程的透明傳輸。4、控制中心主要由計算機和作物決策灌溉決策軟件組成，作物決策灌溉軟件是數(shù)據(jù)接收者及指令發(fā)出者，是整個系統(tǒng)的靈魂。主要由以下功能：系統(tǒng)

5、配置、功能設(shè)置：設(shè)置數(shù)據(jù)采集時間段、采集間隔、控制系統(tǒng)執(zhí)行條件等參數(shù)；數(shù)據(jù)存儲顯示、打印等操作：將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示，可用圖表表達(dá)并能執(zhí)行打印等操作； 發(fā)送指令：將指令通過無線傳輸模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)采集控制模塊，控制電磁閥的開啟或關(guān)閉；自動灌水功能：根據(jù)不同的地區(qū)、不同的作物在不同生長階段對水分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)值低于或超出一定的范圍時，自動開啟灌水功能。自動補充養(yǎng)分功能：在無土栽培中，根據(jù)不同的作物在不同生長階段對養(yǎng)分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)值低于或超出一定的范圍時，自動補充相應(yīng)的養(yǎng)分。自動報警：可設(shè)置設(shè)備的正常運行參數(shù)、農(nóng)田氣象因子范圍，實現(xiàn)設(shè)備故障或氣象因子劇烈變化的報警

6、功能。結(jié)論節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)將傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進(jìn)行檢測預(yù)報，實現(xiàn)動態(tài)管理。該系統(tǒng)采用傳感器采集土壤墑情信息、氣象信息和作物的生長狀況，通過無線網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)田灌溉用水量實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，按照作物的需求實施灌水、補給養(yǎng)分的操作。智能灌溉控制系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)采集功能可自動采集，處理溫度、濕度、風(fēng)速、雨量,光照等環(huán)境參數(shù)。灌溉控制功能（1）具有自動灌溉、定時灌溉、周期灌溉、手動灌溉等多種模式，用戶可根據(jù)需要靈活選用灌溉模式。（2）可實現(xiàn)中控室控制，手機短信、現(xiàn)場遙控及現(xiàn)場手動等多種方式控制。參數(shù)設(shè)置功能(1)系統(tǒng)可以對現(xiàn)場的溫、濕度限值進(jìn)行設(shè)置和修改。(2)系統(tǒng)可通過控制器或后臺監(jiān)控系統(tǒng)

7、完成灌溉起始時間、停止時間、噴灌時間等參數(shù)設(shè)置。顯示功能(1)控制器上配有液晶屏，以中文菜單方式顯示，現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上。(2)后臺監(jiān)控系統(tǒng)可配大屏幕顯示器，圖形、表格等多種形式動態(tài)顯示整個灌溉區(qū)運行情況，準(zhǔn)確、直觀、明了。報警功能當(dāng)灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障。如水管破裂等，立即停止水泵運行，并報警。通信功能(1)通過后臺機查看、設(shè)置、修改參數(shù)。(2)采集數(shù)據(jù)上傳后臺機，供后臺機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示。(3)接收后臺機發(fā)出的控制命令。數(shù)據(jù)處理功能后臺機可完成用戶提出的統(tǒng)計、貯存、查詢等各種數(shù)據(jù)處理功能，并可打印用戶要求的報表。(1)電磁閥門開啟次數(shù)和時間統(tǒng)計。(2通過電磁閥門的水流量統(tǒng)計。(3系統(tǒng)故障次數(shù)統(tǒng)計，系統(tǒng)使用率統(tǒng)計。(4)用戶要求的其它統(tǒng)計功能。其主要優(yōu)點為：1、可以根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域的具體情況選擇不同的灌溉方式，最大限度的提高了灌溉用水的利用率；2、采用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，真正實現(xiàn)了農(nóng)田灌溉的遠(yuǎn)程監(jiān)控，減小了勞動強度；3、作物灌溉決策軟件中可引入專家決策系統(tǒng)，對不同地區(qū)