资源日益紧缺已经成为全球性的问题,节约用水并实现高效用水时人类生存与发展的需求,也是全球经济社会的需求。我国作为全球13个贫水国家之一,水资源的不足已经对我国经历社会发展构成了严重威胁,甚至成为经济社会发展的“瓶颈”,大力发展节约用水不仅是一种革命措施,也是我国的基本策略之一。农业用水占据了我国总用水量中的70%,农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。
如何解决缺水与灌溉面积增加之间的矛盾,来缓解水资源紧缺的问题,实现作物高产稳产,这就需要在自动灌溉系统中合理地推广自动化控制,并逐步提高农业节水灌溉的水平。在现代工业的支撑下,现代农业节水灌溉技术也在向着智能化方向发展。
农业高效节水自动化灌溉系统由阀门控制系统、土壤墒情监测系统、水泵控制系统、通讯网络和监测服务中心等组成。监测服务中心与各监测系统通讯由各系统的田间控制器设备通过GPRS/4G网络实现,各子系统通过阀控、传感器和田间控制器完成的监测和管理控制。
1、 监测中心:
硬件:服务器、计算机、打印机、显示大屏、交换机等。
软件:节水灌溉系统平台、数据库软件和操作系统软件。
2、 通信网络:
GPRS/4G/lora
3、 阀门控制系统:
阀门监控系统由阀控、电磁阀和田间控制器统组成。
阀门控制系统是对农田灌溉片区运行管网实现水流截断和分输作用。系统采用全无线漫游组网,田间不需要铺设线路,通过分区管理,级联通讯,实现数据的远程传输。每一个电磁阀有一个专用名称,根据轮灌制定的计划开启电磁阀,监控中心给指定电磁阀或者轮灌组下达指令,开启电磁阀灌水,或关闭电磁阀停止灌水。可根据土壤水分含量,联动阀门控制器实现自动灌溉,系统中设定土壤水分阈值,当土壤水分低于设定值阈值时,开启电磁阀灌水,当达到阈值时,关闭电磁阀停止灌水。
阀门控制器通过线缆与电磁阀相连,阀门控制器通过无线(lora)与田间控制器通讯,开关阀指令由田间控制器通过lora通讯方式,发送给阀门控制器。