智能节水灌溉设计
近代以來,隨著人口數量急劇增加,經濟日益發達,突出的水資源供需矛盾,同樣也表現到了農業灌溉上。隨著水資源供給和需求矛盾日益加劇,各國都重視節水型農業的發展。發達國家除了采用普遍噴射、微灌等先進的節水灌溉技術外,采用先進的自動控制技術進行灌溉,根據農作物實際生長需求,以信息技術為手段,提高灌溉的精準度,推行科學合理的灌溉制度,提高水肥資源利用率。
此外,還存在農業從事人員減少、生產成本提升等問題,期待提高灌溉效益,防止灌溉土地鹽堿化、沼澤化等問題。灌溉技術向著節水節能、優化調度、現代化的管理與監測預報等方向發展。推行節水灌溉,建立節水型農業已成為當務之急。在設施農業、園藝、公園綠化、及園林中,同樣需要發展科學灌溉方式。
一、設計依據
讓每一種環境因素下的作物,都能獲得一個的適宜生長環境,充分滿足水肥需求。兼容溫室大棚、露天大田、花卉藥材、梯田果林、公園綠化等應用場景下都能靈活應用。
二、系統架構圖
智能節水灌溉控制系統,整合自動控制、物聯網、智能感知、無線通信等技術于一體化的灌溉管理系統。與土壤墑情系統、氣象系統相結合,24小時在線獲知土壤現狀,遠程或自動調節灌區所需的水分含量及肥力,通過水肥一體機進行調節,以噴灌、滴灌形式,施肥澆水,提供農業種植適宜生長環境。
三、系統功能
(1)無線控制:系統灌溉操作的控制通過4G、5G、LORA等無線網絡傳輸,可以實現遠程無線電控制,對應用灌區的網絡環境沒有限制,也無需人員現場操作;
(2)精準灌溉:云平臺支持定時灌溉、循環灌溉、遠程灌溉三種灌溉模式,用戶可設定灌溉閥門的啟動時間、停止時間、灌溉量等詳細參數,精細化控制灌區每一閥門的開關;
(3)在線監測:基于土壤溫濕度傳感器、光照度傳感器等檢測感知設備,精準獲取灌區每一分鐘的環境波動,包括:大氣壓力、空氣溫濕度、土壤溫濕度、土壤酸堿度、光照強度等參數;
(4)數據管理:根據生產需求,自動存儲歷史監測數據、灌溉管理策略等信息,支持長期存儲、歷史查詢、數據導出、Excel表格下載等,用于下一季種植計劃調整的數據依據;
(5)過程監測:在灌溉過程中,自動監視管道水壓和管道流量,當水壓或流量異常時,系統自動停止灌溉發出警報。此外,構成控制系統的相關硬件設備狀態、信號強弱、電量電壓等參數,也能同步監測;
四、方案特點
靈活配置:組成控制系統的傳感器、智能閥門、網關等設備,可靈活選配,具有高度高效且可持續性的優點,可使用5-10年,均支持連接云平臺進行管理;
精細管理:結合云平臺大數據庫、監測數據、實時監控畫面等信息,實現科學有效地灌溉,用有限的水資源實現灌溉效果,完全避免了過去的粗放灌溉。降低成本,又能大規模運用現代農業,節約水效果可達60%以上;
功能拓展:支持接入視頻監控圖像、智能水肥機、第三方LED大屏、監控中心大屏等設備,完善灌區監控信息,多平臺查看數據。此外,針對百畝千畝的大田農業灌溉,支持接入水肥回收系統,回收完成灌溉作業后殘留在管道內的水肥;
總結
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