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田间灌溉自动化与智能化系统


  1.系统说明

  滴灌自动化灌溉系统由监控中心系统和田间管控系统两部分组成,前者不仅具备总览全局的监控功能,还可深入控制每一个灌溉阀门;后者主要功能是管理和监控田间的数据信息。

  滴灌自动化灌溉系统由各种执行、转发、控制等部件组成,不仅有总览全局的监控功能,也可深入控制每一个灌溉阀门,其优势特点如下:

  1)GIS地理信息显示;

  2)田间用水实时远程管控;

  3)田间综合数据分析汇总;

  4)智能分析决策;

  5)数据预警分析管理;

  6)多种气象、墒情接口;

  2.系统结构

  滴灌自动化灌溉系统由监控中心、首部控制级和田间控制级三个层次构成。

  总体结构如下图所示。


  监控中心

  监控中心系统是高层管理监控中心,采用GIS系统将每个管控的地块的实际地里位置显示在中央监控大屏幕上,可纵观整个灌区农田的实时灌溉情况、汇总土壤湿度、土壤肥力、作物生长情况及气象等信息。通过GPRS通信网络与首部控制器进行通信,并将各个首部控制器上传来的数据进行整合,为管理和控制提供依据。

  首部控制器

  首部控制器作为滴灌田间设备的中心控制设备,包含首部通信模块和首部控制主机两个部分,具备GPRS通信功能和ZigBee通信功能。通过ZigBee通讯网络技术与田间设备连接,实现对整个泵房管理范围内的电磁阀进行控制,同时首部控制器通过GPRS通讯网络与监控中心进行通讯数据传输。

  首部控制器内部署有自动化灌溉监控软件,进行轮灌计划管理及田间设备和各种传感器的数据反馈。同时为了合理的利用水资源,严格执行自动化灌溉制度,实时监控该井灌溉用水情况,当出现非计划用水、超额灌溉等情况,系统将实时通知管理员取消灌溉授权。

  无线田间控制终端

  无线田间控制终端是本系统的关键建设部分,它是整个系统的最终执行者,由首部控制点发出的灌溉命令通过ZigBee无线网络传输至阀门控制器的接收器,滴灌无线田间控制终端控制电磁阀的开闭来进行田间的灌溉工作,作物生长状况的数据由传感器采集,滴灌无线田间控制终端将采集回的数据通过ZigBee无线网络传回首部控制点,存入数据库以便进一步处理使用。

  田间管理系统的控制设备包含了路由器、无线田间控制终端以及具体组成ZigBee网络的支撑设备。

  1)滴灌路由器

  滴灌自动化灌溉系统路由器是该系统中重要的数据中转、缓存部分,负责控制阀门、采集数据等系统数据的转发和缓存工作。

  2)无线田间控制终端

  无线田间控制终端是滴灌自动化灌溉系统中重要的执行部分,负责控制阀门、采集数据等操作。无线田间控制终端基础配置后无需进行网络调整,正确供电以后便可自动加入ZIGBEE网络,成为网络终端节点,实现其管控的功能。

  3.系统功能

  滴灌自动化灌溉系统能实现所有系统管控地块的远程实时监控、灌水状态实时监管、用水节水数据分析、智能化灌溉管理等多种功能,为园区管理和水资源利用提供导向性依据。具体功能如下:

  1)自动化灌溉控制

  2)统计分析农田灌溉信息,提供精量灌溉信息

  3)水泵控制,同时监视非法灌溉,实现节水控水功用

  4)自动化灌溉系统能够精确管理灌溉流程,对农作物进行合理灌溉,有效提高用水效率和作物产量。

  5)自动化灌溉系统能够对全灌区的灌溉实现有效管控,统一调度、合理分配节约用水。

  6)自动化灌溉系统能够减少人工投入,让农户从灌溉中解放出来,实现节水增效。

  7)自动化灌溉系统能够长期自动记录、统计、分析灌溉数据为实现精细农业提供支持。

  4.技术参数

  1)首部控制器

  触摸显示屏:19英寸(壁挂式);

  ZigBee通信:天线增益7dbi,通信距离>1200m;

  现场总线:1路RS232,1路RS485总线;

  电气控制接口:开关量输入*2、继电器输出*2

  身份识别:射频读/写;

  电源输入:220V AC ±5%;

  工作温度:-10~65℃;

  储存温度-25~85℃。

  2)田间无线控制终端

  通信:ZigBee通信方式,通信距离>1200m

  电磁阀控制: 4路;

  阀状态反馈:电压型传感器5路;

  供电:通信:1.5V*2,电磁阀:9V*2;

  工作温度:-10~70℃;

  储存温度:-30~85℃;

  3)田间无线路由器

  通信:ZigBee通信,点对点通信距离>1200m;

  供电:太阳能供电,太阳能板功率-10w

  工作温度:-10~70℃;

  储存温度:-30~85℃;

  4.成功案例

  在新疆哈密地区的广袤大地上,滴灌自动化灌溉系统为大枣、棉花、哈密瓜、玉米、防风林带等各种需要灌溉的作物进行滴灌监控管理,总灌溉面积已接近7万亩。

  本产品主要使用的地点:

  1)哈密市西戈壁大枣自动化灌溉管理园区

  2)哈密市东郊草场大枣自动话灌溉管理园区

  3)哈密市南戈壁枣棉间作自动化灌溉管理园区


 

 

 


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