智能節水灌溉系統

2020-03-10 08:35 管理員
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我國是世界上最缺水的13個國家之一,人均只有2100立方米,僅為世界平均水平的28%,解決水資源危機的出路:一是開源,二是節流,就我國的發展階段和水平而言,節流是首要途徑。農業用水約占全國用水總量的62%,部分地區高達90%以上,農業為我國**用水大戶,所以大力發展農業智能高效節水灌溉,自然就成為我國緩解水資源供需矛盾的必然選擇。

(1) 控制中心

控制中心設置在灌區管理中心,對其所管轄的灌區制定灌溉計劃,并將計劃實時下發到首部控制器執行,同時具備即時控制的功能。其設置應特別注意與管理模式相結合,其重要功能主要是根據采集數據制定合理的灌溉計劃,數據分析,檢測系統運行情況及告警等。
(2) 首部控制器
灌首部控制器通過GPRS方式與監控中心通訊,通過zigbee無線或CAN有線的方式與田間控制器通訊,可外接多個傳感器,并可同時接入小型氣象站和土壤墑情站。
首部控制器本身自帶簡易灌溉管理軟件,可通過首部控制器下發灌溉計劃,該控制器可監測水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數,并可控制引渠進水閘門、水泵、過濾器沖洗以及施肥閥等。同時具有欠壓、缺相、相序、管路失壓、超額灌溉或非計劃用水等故障監測和報警功能。
(3) 田間控制終端
田間控制器根據首部控制器下發的命令執行電磁/電動閥的開啟。具備壓力、開度監測、充放電控制、上位機指令解釋執行、采集數據的上報及存儲、有線或無線通訊等功能。
系統軟件為三層結構:
(1) 數據層
數據層主要完成各類數據的采集和存儲,如土壤墑情數據、氣象數據、植物生長數據、滲透率等。
(2) 應用層
該層的主要工作是制定和執行輪灌計劃??筛鶕喔鹊慕涷灁祿?,以及采集的氣象、土壤墑情等相關數據,制定科學合理的灌溉計劃。
灌溉計劃設計完成后,控制命令自動下發與首部控制器,之后由首部控制器操作田間控制器、水泵、閥門、施肥等設備的開啟與關閉。在灌溉的過程中,其可根據采集的氣象、土壤墑情等參數的變化情況,如降雨停灌,墑情超限停灌等,適時調整和優化灌溉計劃,并提醒后臺管理人員,是否按照新的優化方案執行灌溉計劃。
(3) 界面層
界面層為軟件設計的最上層,整個界面層設計科學、美觀、易用、易維護;該層可提供豐富的數據分析,實時顯示灌區的灌溉情況氣象參數以及整個灌區的網絡拓撲圖,可結合GIS等工具多采用圖形界面,能夠自動生成各類數據圖表。


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