智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)

一.概述

中國水資源總量不足，時空分布不均，干旱缺水嚴重制約農(nóng)業(yè)發(fā)展。大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，實施化肥使用量零增長行動，推廣水肥一體化等節(jié)水技術(shù)，全面提高農(nóng)田水分生產(chǎn)效率和肥料利用率，是保障國家糧食安全、發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

水肥一體化的核心是實現(xiàn)灌溉和施肥同步進行，灌溉可以自動進行，不需要人工操作。要發(fā)揮更大的作用，離不開科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計。從實際情況來看，水肥一體化的實施要在充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，搞清楚農(nóng)田環(huán)境，根據(jù)農(nóng)田附近的水源、地形、農(nóng)作物等情況進行規(guī)劃，以節(jié)省安裝費用。

二、系統(tǒng)組成

水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)可以幫助生產(chǎn)者方便地實現(xiàn)自動化水肥一體化管理。該系統(tǒng)由上位機軟件系統(tǒng)、區(qū)域控制柜、分路控制器、變送器和數(shù)據(jù)采集終端組成。

通過與供水系統(tǒng)的有機結(jié)合，實現(xiàn)智能控制?？梢灾悄鼙O(jiān)控灌溉中的供水時間、肥料濃度、供水量。變送器(土壤濕度變送器、流量變送器等。)會實時監(jiān)控灌溉情況。當(dāng)灌區(qū)土壤水分達到預(yù)設(shè)的下限值時，電磁閥可自動開啟，當(dāng)監(jiān)測到的土壤含水量和液位達到預(yù)設(shè)的灌溉定額時，電磁閥系統(tǒng)可自動關(guān)閉。根據(jù)時間段，可以調(diào)度整個灌區(qū)的電磁閥輪流工作，可以手動控制灌溉和土壤水分收集。整個系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)電，降低勞動強度和勞動力投入成本。

三、系統(tǒng)功能:

1.用水量控制和管理

實現(xiàn)兩級水量計量，出口流量監(jiān)測作為本區(qū)域總水量計量，通過各支管壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)實時計算出各支管的輪灌水量。結(jié)合閥門自動控制功能，實現(xiàn)了各閥門控制單元的用水量統(tǒng)計。同時水泵引入流量控制。當(dāng)總用水量超過時，將通過遠程控制限制該區(qū)域的用水量。

2.運行狀態(tài)的實時監(jiān)控

通過水位和視頻監(jiān)控，可以實時監(jiān)控滴灌系統(tǒng)的水源狀況，及時發(fā)出缺水預(yù)警。通過水泵電流電壓監(jiān)測、出水口壓力流量監(jiān)測、管網(wǎng)支管流量壓力監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統(tǒng)維護人員，保證滴灌系統(tǒng)高效運行。

3.閥門自動控制功能

通過對農(nóng)田土壤墑情信息、小氣候信息和作物生長信息的實時監(jiān)測，采用無線或有線技術(shù)實現(xiàn)閥門的遠程控制開關(guān)和定時輪灌開關(guān)。根據(jù)采集到的信息，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的需水量和灌溉輪灌情況，自動開啟水泵和閥門，實現(xiàn)無人值守自動灌溉，分區(qū)值班控制，防止人為誤操作。

4.操作和維護管理功能

包括系統(tǒng)維護、狀態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)運行的現(xiàn)場管理；實現(xiàn)區(qū)域用水量計量管理的遠程決策管理、旱澇預(yù)測的專家決策、信息發(fā)布等功能；以及水、電、灌溉量、維護、材料消耗等的統(tǒng)計和成本核算。，生成灌溉設(shè)施設(shè)備定期維護計劃，記錄維護情況，實現(xiàn)灌溉工程精細化維護和運行管理。節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)可以充分發(fā)揮現(xiàn)有節(jié)水設(shè)備的作用，優(yōu)化調(diào)度，提高效益。通過自動控制技術(shù)的應(yīng)用，可以更加節(jié)水節(jié)能，降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量，使灌溉更加科學(xué)便捷，提高管理水平。

5.移動終端APP

方便管理人員通過手機等移動終端隨時隨地查看系統(tǒng)信息，遠程操作相關(guān)設(shè)備。

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