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智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)——灌溉自動化整體解決方案

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產品簡介

智慧農業(yè)高效節(jié)水灌溉及監(jiān)測信息化系統(tǒng)建設方案目前，由于地區(qū)旱情測報系統(tǒng)及現代化灌溉技術不夠完善，且現有設施老化，故障頻發(fā)，嚴重影響灌溉質量，且水資源浪費嚴重，故進行設施補充及更新改造

詳細介紹

智慧農業(yè)高效節(jié)水灌溉及監(jiān)測信息化系統(tǒng)建設方案

目前，由于地區(qū)旱情測報系統(tǒng)及現代化灌溉技術不夠完善，且現有設施老化，故障頻發(fā)，嚴重影響灌溉質量，且水資源浪費嚴重，故進行設施補充及更新改造。

高效節(jié)水灌溉及監(jiān)測信息化系統(tǒng)所產生的社會效益包括以下幾點：
（1）合理高效利用水資源。
（2）保護生態(tài)環(huán)境。
（3）節(jié)約人力成本和能源資源。
（4）改善作物品質，增加產量。
旱情及農業(yè)氣象監(jiān)測系統(tǒng)
旱情及農業(yè)氣象采集系統(tǒng)主要由墑情儀、智能網關、7要素自動氣象站和農業(yè)物聯網中心軟件平臺組成。
農業(yè)物聯網中心軟件平臺對各站點上傳的監(jiān)測結果自動進行分析、整理和統(tǒng)計，將監(jiān)測數據以圖表等多種方式顯示給用戶。用戶可同通過電腦、手機等登陸互聯網隨時隨地查閱監(jiān)測數據。

土壤墑情監(jiān)測受土壤類型、灌溉情況、作物類型等影響較大，具有區(qū)域單元特異性，為更準確監(jiān)測實際灌溉前后的土壤水分含量，精確的指導管灌，需要每個灌溉單元配置一套墑情儀及智能網關，及每個智能閥門所覆蓋的灌溉范圍需配套一套智能墑情設備，以保證灌溉及墑情監(jiān)測密切相關。每套墑情儀包含3枚土壤水分傳感器，分別測量10cm/20cm/40cm的實際土壤水分含量。

圖1. 自動墑情監(jiān)測系統(tǒng)工作原理圖

7要素自動氣象站用于監(jiān)測局地農業(yè)氣象，包含降雨量、空氣溫度、空氣濕度、風速、風向、光照、大氣壓強數據。

智能井房IC卡智能計水計電控制系統(tǒng)（泵房自動化系統(tǒng)）

水資源用水用電計量與自動化控制需要依靠智能井房計水計電管理系統(tǒng)（泵房自動化系統(tǒng)）實現。智能云控柜主要包括以下幾個方面：一體化玻璃鋼柜體、GPRS遠傳模塊、IC卡計水計電控制器、IC卡、軟啟動器和超聲波流量計。
結合了計算機、網絡通信和傳感器三項技術，達到對地下水取水用戶實施水量自動監(jiān)控的目的。實現實時在線監(jiān)測、數據統(tǒng)計與查詢、取水計劃管理與控制等功能，從而為落實的水資源管理制度提供技術支撐，促進水資源可持續(xù)利用和節(jié)約用水。

圖2. 智能井房IC卡智能計水計電控制系統(tǒng)工作原理圖

智能閥門自動化灌溉控制系統(tǒng)
智能閥門灌溉自動化控制系統(tǒng)是近些年新興的一個現代化農業(yè)概念，它是通過物聯網技術的精確感知、遠程傳輸和智能分析等技術為支撐，以實現灌溉自動化為目標的現代農業(yè)發(fā)展模式與形態(tài)。它的主要作用體現在：精確監(jiān)測農業(yè)環(huán)境、高效利用農業(yè)資源、有效降低農業(yè)能耗、全面提升農業(yè)質量。
智能閥門自動化灌溉控制系統(tǒng)由智能閥門、網關、墑情傳感器、數據采集終端、GPRS模塊、網絡數據平臺、數據接收與分析軟件、遠程監(jiān)控計算機等。其主要的工作原理是利用相關傳感器實時監(jiān)測降雨、田間氣象、土壤的水分和溫度等參數，通過數據采集與傳輸終端，通過GPRS技術將監(jiān)測數據發(fā)送到Web數據服務器中，系統(tǒng)軟件采用ASP．NET開發(fā)，通過服務器接收軟件及相關的分析與決策軟件，實時查詢作物當前或歷史的需水情況，并計算出作物的需水量，通過控制軟件，對灌溉設備進行智能控制，從而實現節(jié)水灌溉的自動化、精細化。該系統(tǒng)可根據地區(qū)、季節(jié)、所種植農作物的用水特性，結合農田里的墑情、地溫、水表、雨水傳感器傳回的數據，通過對智能閥門的遠程開啟，對作物進行自動灌溉、按需灌溉和節(jié)約灌溉，缺水時自動補水，下雨時自動停水。

通過該系統(tǒng)，可實現整個種植基地的灌溉自動化、施肥精細化，同時可以節(jié)約大量人力成本。從而達到節(jié)水增效、節(jié)肥增效、增產增收的目標。系統(tǒng)內產品均采用太陽能+鋰電池供電，無需架設繁雜的供電線纜，節(jié)省架設成本。

圖3. 智能閥門自動化灌溉控制系統(tǒng)工作原理圖

智能井房遠程灌溉監(jiān)測控制

智能井房遠程灌溉監(jiān)測控制包含遠程灌溉計水計電控制器、GPRS遠傳模塊、超聲波流量計、軟啟動器、交流接觸器和斷路器，集成水電計量、刷卡取水、水泵控制、數據遠傳等功能。可遠程控制水泵開啟與關閉，提高灌溉自動化水平。利用物聯網通訊、大數據處理等*技術，可全面提升農業(yè)用水計量、加強農業(yè)用水收費管理、推進水權交易、合理利用地下水資源。

圖4. 智能井房遠程灌溉監(jiān)測控制系統(tǒng)工作原理圖

視頻會商網絡系統(tǒng)

視頻會商網絡系統(tǒng)的建設是整個高效節(jié)水灌溉及監(jiān)測信息化系統(tǒng)的數據存儲及展示窗口。建成的計算機網絡不僅可提供多業(yè)務接入的集成能力，而且是保證旱情、雨情、氣象、視頻、灌溉控制等信息傳遞的基礎，將為各類應用信息提供傳送保障。網絡的建設可以提高溝通效率并降低運營成本，實現全面的辦公自動化、優(yōu)化調度和決策支持。本方案中本區(qū)域監(jiān)測預警計算機中心網絡系統(tǒng)的建設要達成的目標是為各類預警信息的數據接收、處理、加工與查詢、預報決策、預警與信息發(fā)布、信息交換等服務提供軟硬件平臺。

墑情自動監(jiān)測系統(tǒng)描述

土壤含水量監(jiān)測依靠土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)來實現，該系統(tǒng)可實時監(jiān)測土壤水分含量，能夠準確反映土壤的蓄水情況和實際含水量。系統(tǒng)采用太陽能及蓄電池進行供電，24小時在線，每小時上報一次數據。采集到的數據通過GPRS模塊發(fā)送至網絡數據平臺，根據軟件平臺設置的預警閾值，指導節(jié)水灌溉或自動灌溉?？赏ㄟ^電腦或手機遠程登錄軟件平臺，查看當前土壤的旱澇程度。系統(tǒng)采用無線傳輸方式，智能墑情儀與智能網關之間實現無線遠距離傳輸，傳輸距離大于2公里。每個智能網關可同時無線連接128個墑情儀。

圖1-1. 大田墑情自動監(jiān)測系統(tǒng)架構圖

智慧農業(yè)節(jié)水灌溉管理系統(tǒng)軟件平臺

智慧農業(yè)節(jié)水灌溉管理系統(tǒng)是一套集用戶管理、表具管理、財務管理、抄表結算、收費管理、發(fā)票管理、報表分析、表務管理、報裝業(yè)務等功能為一體的綜合性灌溉管理信息化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務器）架構設計，系統(tǒng)兼容目前主流瀏覽器軟件，采用模塊化設計，組態(tài)靈活方便，每個功能模塊可靈活配置，方便系統(tǒng)升級擴展，軟件界面美觀，操作簡單，使用方便，適用于各大、中、小型農田灌區(qū)。并可單機、局域網、Internet聯網方式使用。

智慧農業(yè)節(jié)水灌溉管理系統(tǒng)軟件平臺主要特點：
（1）用戶管理：用戶信息管理。
（2）表具管理：智能網關及智能閥門、智能墑情儀等表具管理。
（3）灌溉管理：支持自動灌溉、半自動灌溉、手動灌溉模式
（4）短信提醒功能：支持欠費、閥門控制、故障信息短信提醒功能。
（5）第三方數據導出：支持文本、EXCEL、DBF、SQL SERVER、ORACLE等多種格式的數據導出。
（6）采用組件式系統(tǒng)開發(fā)架構：每個功能模塊可靈活配置，方便系統(tǒng)升級擴展。
（7）豐富的圖表分析功能：支持數據分析、數據統(tǒng)計等圖表分析、統(tǒng)計功能。
（8）安全權限控制：可設置不同的角色控制操作員的訪問權限。
（9）系統(tǒng)安裝部署方便：向導式安裝模式，只需簡單選擇即可實現系統(tǒng)的安裝升級。