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解決方案

SOLUTION
解決方案

田間灌溉自動化與智能化係統

1.係統說明

  滴灌自動化灌溉係統由監控中心係統和田間管控係統兩部分組成,前者不僅具備總覽全局的監控功能,還可深入控製每一個灌溉閥門;後者主要功能是管理和監控田間的數據信息。

  滴灌自動化灌溉係統由各種執行、轉發、控製等部件組成,不僅有總覽全局的監控功能,也可深入控製每一個灌溉閥門,其優勢特點如下:

  1)GIS地理信息顯示;

  2)田間用水實時遠程管控;

  3)田間綜合數據分析匯總;

  4)智能分析決策;

  5)數據預警分析管理;

  6)多種氣象、墒情接口;

  2.係統結構

  滴灌自動化灌溉係統由監控中心、首部控製級和田間控製級三個層次構成。

  總體結構如下圖所示。


  監控中心

  監控中心係統是高層管理監控中心,采用GIS係統將每個管控的地塊的實際地裏位置顯示在中央監控大屏幕上,可縱觀整個灌區農田的實時灌溉情況、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通信網絡與首部控製器進行通信,並將各個首部控製器上傳來的數據進行整合,為管理和控製提供依據。

  首部控製器

  首部控製器作為滴灌田間設備的中心控製設備,包含首部通信模塊和首部控製主機兩個部分,具備GPRS通信功能和ZigBee通信功能。通過ZigBee通訊網絡技術與田間設備連接,實現對整個泵房管理範圍內的電磁閥進行控製,同時首部控製器通過GPRS通訊網絡與監控中心進行通訊數據傳輸。

  首部控製器內部署有自動化灌溉監控軟件,進行輪灌計劃管理及田間設備和各種傳感器的數據反饋。同時為了合理的利用水資源,嚴格執行自動化灌溉製度,實時監控該井灌溉用水情況,當出現非計劃用水、超額灌溉等情況,係統將實時通知管理員取消灌溉授權。

  無線田間控製終端

  無線田間控製終端是本係統的關鍵建設部分,它是整個係統的最終執行者,由首部控製點發出的灌溉命令通過ZigBee無線網絡傳輸至閥門控製器的接收器,滴灌無線田間控製終端控製電磁閥的開閉來進行田間的灌溉工作,作物生長狀況的數據由傳感器采集,滴灌無線田間控製終端將采集回的數據通過ZigBee無線網絡傳回首部控製點,存入數據庫以便進一步處理使用。

  田間管理係統的控製設備包含了路由器、無線田間控製終端以及具體組成ZigBee網絡的支撐設備。

  1)滴灌路由器

  滴灌自動化灌溉係統路由器是該係統中重要的數據中轉、緩存部分,負責控製閥門、采集數據等係統數據的轉發和緩存工作。

  2)無線田間控製終端

  無線田間控製終端是滴灌自動化灌溉係統中重要的執行部分,負責控製閥門、采集數據等操作。無線田間控製終端基礎配置後無需進行網絡調整,正確供電以後便可自動加入ZIGBEE網絡,成為網絡終端節點,實現其管控的功能。

  3.係統功能

  滴灌自動化灌溉係統能實現所有係統管控地塊的遠程實時監控、灌水狀態實時監管、用水節水數據分析、智能化灌溉管理等多種功能,為園區管理和水資源利用提供導向性依據。具體功能如下:

  1)自動化灌溉控製

  2)統計分析農田灌溉信息,提供精量灌溉信息

  3)水泵控製,同時監視非法灌溉,實現節水控水功用

  4)自動化灌溉係統能夠精確管理灌溉流程,對農作物進行合理灌溉,有效提高用水效率和作物產量。

  5)自動化灌溉係統能夠對全灌區的灌溉實現有效管控,統一調度、合理分配節約用水。

  6)自動化灌溉係統能夠減少人工投入,讓農戶從灌溉中解放出來,實現節水增效。

  7)自動化灌溉係統能夠長期自動記錄、統計、分析灌溉數據為實現精細農業提供支持。

  4.技術參數

  1)首部控製器

  觸摸顯示屏:19英寸(壁掛式);

  ZigBee通信:天線增益7dbi,通信距離>1200m;

  現場總線:1路RS232,1路RS485總線;

  電氣控製接口:開關量輸入*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)田間無線控製終端

  通信:ZigBee通信方式,通信距離>1200m

  電磁閥控製: 4路;

  閥狀態反饋: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℃;

  4.成功案例

  在新疆哈密地區的廣袤大地上,滴灌自動化灌溉係統為大棗、棉花、哈密瓜、玉米、防風林帶等各種需要灌溉的作物進行滴灌監控管理,總灌溉麵積已接近7萬畝。

  本產品主要使用的地點:

  1)哈密市西戈壁大棗自動化灌溉管理園區

  2)哈密市東郊草場大棗自動話灌溉管理園區

  3)哈密市南戈壁棗棉間作自動化灌溉管理園區


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