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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(gè)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(kāi)源，二是節流，就我國的發(fā)展階段和水平而言，節流是首要途徑。農業(yè)用水約占全國用水總量的62%，部分地區高達90%以上，農業(yè)為我國**用水大戶(hù)，所以大力發(fā)展農業(yè)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(shí)時(shí)下發(fā)到首部控制器執行，同時(shí)具備即時(shí)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(guò)GPRS方式與監控中心通訊，通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)或CAN有線(xiàn)的方式與田間控制器通訊，可外接多個(gè)傳感器，并可同時(shí)接入小型氣象站和土壤墑情站。

首部控制器本身自帶簡(jiǎn)易灌溉管理軟件，可通過(guò)首部控制器下發(fā)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(jìn)水閘門(mén)、水泵、過(guò)濾器沖洗以及施肥閥等。同時(shí)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(fā)的命令執行電磁/電動(dòng)閥的開(kāi)啟。具備壓力、開(kāi)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(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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(lèi)數據的采集和存儲，如土壤墑情數據、氣象數據、植物生長(cháng)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?jīng)驗數據，以及采集的氣象、土壤墑情等相關(guān)數據，制定科學(xué)合理的灌溉計劃。

灌溉計劃設計完成后，控制命令自動(dòng)下發(fā)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(mén)、施肥等設備的開(kāi)啟與關(guān)閉。在灌溉的過(guò)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(shí)調整和優(yōu)化灌溉計劃，并提醒后臺管理人員，是否按照新的優(yōu)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(gè)界面層設計科學(xué)、美觀(guān)、易用、易維護；該層可提供豐富的數據分析，實(shí)時(shí)顯示灌區的灌溉情況氣象參數以及整個(gè)灌區的網(wǎng)絡(luò )拓撲圖，可結合GIS等工具多采用圖形界面，能夠自動(dòng)生成各類(lèi)數據圖表。

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