水肥一體自動化與智能化灌溉系統(tǒng)

7年環(huán)保設(shè)備和機(jī)械加工生產(chǎn)經(jīng)驗，應(yīng)用于各大電廠、鋼廠、農(nóng)業(yè)、市政、工業(yè)
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1.系統(tǒng)說明

滴灌自動化灌溉系統(tǒng)由監(jiān)控中心系統(tǒng)和田間管控系統(tǒng)兩部分組成，前者不僅具備總覽全局的監(jiān)控功能，還可深入控制每一個灌溉閥門；后者主要功能是管理和監(jiān)控田間的數(shù)據(jù)信息。

滴灌自動化灌溉系統(tǒng)由各種執(zhí)行、轉(zhuǎn)發(fā)、控制等部件組成，不僅有總覽全局的監(jiān)控功能，也可深入控制每一個灌溉閥門，其優(yōu)勢特點如下：

1）GIS地理信息顯示；

2）田間用水實時遠(yuǎn)程管控；

3）田間綜合數(shù)據(jù)分析匯總；

4）智能分析決策；

5）數(shù)據(jù)預(yù)警分析管理；

6）多種氣象、墑情接口；

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

滴灌自動化灌溉系統(tǒng)由監(jiān)控中心、首部控制級和田間控制級三個層次構(gòu)成。

總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

        監(jiān)控中心

監(jiān)控中心系統(tǒng)是高層管理監(jiān)控中心，采用GIS系統(tǒng)將每個管控的地塊的實際地里位置顯示在中央監(jiān)控大屏幕上，可縱觀整個灌區(qū)農(nóng)田的實時灌溉情況、匯總土壤濕度、土壤肥力、作物生長情況及氣象等信息。通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)與首部控制器進(jìn)行通信，并將各個首部控制器上傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為管理和控制提供依據(jù)。

        首部控制器

首部控制器作為滴灌田間設(shè)備的中心控制設(shè)備，包含首部通信模塊和首部控制主機(jī)兩個部分，具備GPRS通信功能和ZigBee通信功能。通過ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與田間設(shè)備連接，實現(xiàn)對整個泵房管理范圍內(nèi)的電磁閥進(jìn)行控制，同時首部控制器通過GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)傳輸。

首部控制器內(nèi)部署有自動化灌溉監(jiān)控軟件，進(jìn)行輪灌計劃管理及田間設(shè)備和各種傳感器的數(shù)據(jù)反饋。同時為了合理的利用水資源，嚴(yán)格執(zhí)行自動化灌溉制度，實時監(jiān)控該井灌溉用水情況，當(dāng)出現(xiàn)非計劃用水、超額灌溉等情況，系統(tǒng)將實時通知管理員取消灌溉授權(quán)。

        無線田間控制終端

無線田間控制終端是本系統(tǒng)的關(guān)鍵建設(shè)部分，它是整個系統(tǒng)的最終執(zhí)行者，由首部控制點發(fā)出的灌溉命令通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至閥門控制器的接收器，滴灌無線田間控制終端控制電磁閥的開閉來進(jìn)行田間的灌溉工作，作物生長狀況的數(shù)據(jù)由傳感器采集，滴灌無線田間控制終端將采集回的數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳回首部控制點，存入數(shù)據(jù)庫以便進(jìn)一步處理使用。

田間管理系統(tǒng)的控制設(shè)備包含了路由器、無線田間控制終端以及具體組成ZigBee網(wǎng)絡(luò)的支撐設(shè)備。

1)滴灌路由器

滴灌自動化灌溉系統(tǒng)路由器是該系統(tǒng)中重要的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)、緩存部分，負(fù)責(zé)控制閥門、采集數(shù)據(jù)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和緩存工作。

2)無線田間控制終端

無線田間控制終端是滴灌自動化灌溉系統(tǒng)中重要的執(zhí)行部分，負(fù)責(zé)控制閥門、采集數(shù)據(jù)等操作。無線田間控制終端基礎(chǔ)配置后無需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，正確供電以后便可自動加入ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點，實現(xiàn)其管控的功能。

3.系統(tǒng)功能

滴灌自動化灌溉系統(tǒng)能實現(xiàn)所有系統(tǒng)管控地塊的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、灌水狀態(tài)實時監(jiān)管、用水節(jié)水?dāng)?shù)據(jù)分析、智能化灌溉管理等多種功能，為園區(qū)管理和水資源利用提供導(dǎo)向性依據(jù)。具體功能如下：

1）自動化灌溉控制

2）統(tǒng)計分析農(nóng)田灌溉信息，提供精量灌溉信息

3）水泵控制，同時監(jiān)視非法灌溉，實現(xiàn)節(jié)水控水功用

4）自動化灌溉系統(tǒng)能夠精確管理灌溉流程，對農(nóng)作物進(jìn)行合理灌溉，有效提高用水效率和作物產(chǎn)量。

5）自動化灌溉系統(tǒng)能夠?qū)θ鄥^(qū)的灌溉實現(xiàn)有效管控，統(tǒng)一調(diào)度、合理分配節(jié)約用水。

6）自動化灌溉系統(tǒng)能夠減少人工投入，讓農(nóng)戶從灌溉中解放出來，實現(xiàn)節(jié)水增效。

7）自動化灌溉系統(tǒng)能夠長期自動記錄、統(tǒng)計、分析灌溉數(shù)據(jù)為實現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)提供支持。

4.技術(shù)參數(shù)

1）首部控制器

觸摸顯示屏：19英寸（壁掛式）；

ZigBee通信：天線增益7dbi，通信距離>1200m；

現(xiàn)場總線：1路RS232，1路RS485總線；
   電氣控制接口：開關(guān)量輸入*2、繼電器輸出*2

身份識別：射頻讀/寫；

電源輸入：220V AC ±5%；

工作溫度：-10～65℃；

儲存溫度-25～85℃。

2）田間無線控制終端

通信：ZigBee通信方式，通信距離>1200m

電磁閥控制： 4路；

閥狀態(tài)反饋：電壓型傳感器5路；

供電：通信：1.5V*2，電磁閥：9V*2；

工作溫度：-10～70℃；

儲存溫度：-30～85℃；

3）田間無線路由器

通信：ZigBee通信，點對點通信距離>1200m；

供電：太陽能供電，太陽能板功率-10w

工作溫度：-10～70℃；

儲存溫度：-30～85℃；