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智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)

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(jī)的出路：一是開源，二是節(jié)流，就我國的發(fā)展階段和水平而言，節(jié)流是首要途徑。農(nóng)業(yè)用水約占全國用水總量的62%，部分地區(qū)高達(dá)90%以上，農(nóng)業(yè)為我國**用水大戶，所以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)智能高效節(jié)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(shè)置在灌區(qū)管理中心，對其所管轄的灌區(qū)制定灌溉計劃，并將計劃實時下發(fā)到首部控制器執(zhí)行，同時具備即時控制的功能。其設(shè)置應(yīng)特別注意與管理模式相結(jié)合，其重要功能主要是根據(jù)采集數(shù)據(jù)制定合理的灌溉計劃，數(shù)據(jù)分析，檢測系統(tǒng)運(yùn)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(jiān)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(fā)灌溉計劃，該控制器可監(jiān)測水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數(shù)，并可控制引渠進(jìn)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(jiān)測和報警功能。

（3）田間控制終端

田間控制器根據(jù)首部控制器下發(fā)的命令執(zhí)行電磁/電動閥的開啟。具備壓力、開度監(jiān)測、充放電控制、上位機(jī)指令解釋執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)的上報及存儲、有線或無線通訊等功能。

系統(tǒng)軟件為三層結(jié)構(gòu)：

（1）數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要完成各類數(shù)據(jù)的采集和存儲，如土壤墑情數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、植物生長數(shù)據(jù)、滲透率等。

（2）應(yīng)用層

該層的主要工作是制定和執(zhí)行輪灌計劃?？筛鶕?jù)灌溉的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以及采集的氣象、土壤墑情等相關(guān)數(shù)據(jù)，制定科學(xué)合理的灌溉計劃。

灌溉計劃設(shè)計完成后，控制命令自動下發(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、施肥等設(shè)備的開啟與關(guān)閉。在灌溉的過程中，其可根據(jù)采集的氣象、土壤墑情等參數(shù)的變化情況，如降雨停灌，墑情超限停灌等，適時調(diào)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(zhí)行灌溉計劃。

（3）界面層

界面層為軟件設(shè)計的最上層，整個界面層設(shè)計科學(xué)、美觀、易用、易維護(hù)；該層可提供豐富的數(shù)據(jù)分析，實時顯示灌區(qū)的灌溉情況氣象參數(shù)以及整個灌區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，可結(jié)合GIS等工具多采用圖形界面，能夠自動生成各類數(shù)據(jù)圖表。

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