智能节水灌溉系统

2020-03-10 08:35管理员
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我国是世界上最缺水的13个国家之一,人均只有2100立方米,仅为世界平均水平的28%,解决水资源危机的出路:一是开源,二是节流,就我国的发展阶段和水平而言,节流是首要途径。农业用水约占全国用水总量的62%,部分地区高达90%以上,农业为我国第一用水大户,所以大力发展农业智能高效节水灌溉,自然就成为我国缓解水资源供需矛盾的必然选择。

(1) 控制中心

控制中心设置在灌区管理中心,对其所管辖的灌区制定灌溉计划,并将计划实时下发到首部控制器执行,同时具备即时控制的功能。其设置应特别注意与管理模式相结合,其重要功能主要是根据采集数据制定合理的灌溉计划,数据分析,检测系统运行情况及告警等。
(2) 首部控制器
灌首部控制器通过GPRS方式与监控中心通讯,通过zigbee无线或CAN有线的方式与田间控制器通讯,可外接多个传感器,并可同时接入小型气象站和土壤墒情站。
首部控制器本身自带简易灌溉管理软件,可通过首部控制器下发灌溉计划,该控制器可监测水泵情况、水池水位、管道压力、供水流量和电量等参数,并可控制引渠进水闸门、水泵、过滤器冲洗以及施肥阀等。同时具有欠压、缺相、相序、管路失压、超额灌溉或非计划用水等故障监测和报警功能。
(3) 田间控制终端
田间控制器根据首部控制器下发的命令执行电磁/电动阀的开启。具备压力、开度监测、充放电控制、上位机指令解释执行、采集数据的上报及存储、有线或无线通讯等功能。
系统软件为三层结构:
(1) 数据层
数据层主要完成各类数据的采集和存储,如土壤墒情数据、气象数据、植物生长数据、渗透率等。
(2) 应用层
该层的主要工作是制定和执行轮灌计划。可根据灌溉的经验数据,以及采集的气象、土壤墒情等相关数据,制定科学合理的灌溉计划。
灌溉计划设计完成后,控制命令自动下发与首部控制器,之后由首部控制器操作田间控制器、水泵、阀门、施肥等设备的开启与关闭。在灌溉的过程中,其可根据采集的气象、土壤墒情等参数的变化情况,如降雨停灌,墒情超限停灌等,适时调整和优化灌溉计划,并提醒后台管理人员,是否按照新的优化方案执行灌溉计划。
(3) 界面层
界面层为软件设计的最上层,整个界面层设计科学、美观、易用、易维护;该层可提供丰富的数据分析,实时显示灌区的灌溉情况气象参数以及整个灌区的网络拓扑图,可结合GIS等工具多采用图形界面,能够自动生成各类数据图表。


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