农业物联网自动灌溉系统.doc

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智能农业灌溉系统应用方案

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编制：高圣飞日期：2013-09-09审核：林工日期：2013-10-23批准：万宏日期：2013-11-16

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智能农业灌溉系统方案
一．智能农业产生的背景
中国作为农业大国，同时也意味着是用水大国，而且中国水资源极为短缺，水资源危机已成为制约经济可持续发展的重要的因素。我国农业用水浪费严重，灌溉水利用系数低，因此走科技节水型农业之路来实现水资源的合理利用，不仅可以节约水资源，更重要的是可以提高农业用水效率，改善生态环境，这是实现我国精确农业的关键。从世界范围看，节水和节能的灌溉方法是当今世界供水技术发展的总趋势，作为发达国家的美国每年同样有大量的水资源会被浪费，美国每年浪费掉的水资源高达8520亿升，若安装一种智能农业灌溉系统则可有效地控制水流量，达到节水的目的。根据美国水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了喔30%到300%。水资源被浪费的主要原因是技术不行，美国有4500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，他们再时间控制上还可以，但精度不高。在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%~80%，因而，解决农业节水灌溉用水的问题，缓解水资源紧缺问题是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生。
所谓智能农业灌溉系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间，系统可以实现自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌溉，太湿时减少喷灌溉，实现此功能就要充分利用控制器的控制作用，利用传感器采集的模拟信号经A/D模块转换成数字信号。针对灌溉水利用系统较低，本方案提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托传感器网络采集灌溉区作物需水信息，汇聚到网关节点发送给主控中心，中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌溉水量，控制灌溉设备工作实现智能灌溉。
二．智能农业自动化节水灌溉施肥系统的特点
将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。
通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉的成本。
整体系统采用以太网进行数据通讯，稳定性和实时性强。
数据处理能力强，响应速度快。
系统维护能力强，减轻用户负担。
开放式系统设计，软硬件均可升级。
实时显示灌溉水情、闸位、水位信息。
实现遥测系统设备监控管理功能。
通过现代通讯手段向相关单位发送灌溉数据域灌溉信息。
三．智能农业灌溉系统的工作原理
1：自动化节水灌溉系统工作时，传感器采集到的信号，通过A/D模块转换，将标准的电压模拟信号转换为数字信号，输入到可编程控制器，经过数据处理后，通过通信模块上传至上位机或控制中心进行显示、处理及存储，系统根据实时采集并接收的数据与系统的设定值进行比较判断，将信号传给变频器，变频器根据具体的信号值，相应的调节电动机的转速，电动机带动水泵从水源抽水，需要灌溉时，电磁阀就会根据控制中心下达的指令开启，灌溉结束时，电磁阀就根据控制中心下达的指令关闭。（也可以在泵房控制中心，手动在控制柜上开启某一个点的电动阀门或者多点电动阀门/同时启动电机水泵）。
为了避免离水源远的地方供水不能被供给足够的压力，在主供水管道或者支管道安装压力传感器，保证管道的水压满足设定的喷灌射程，避免发生因为水压不足，、喷头射程减少的现象，反之水量过大：浪费电量/管道爆管。
名称数量/个单价/元金额/元采集控制部分采集控制变频柜1深水井电机水泵1电动阀门控制器N电动阀门N流量传感器1压力传感器1有线传输模块NN平台控制软件1管材主管道N支管道N管道配件N电源线N信号线N网线N防护箱/供电方式？N合计
2：自动施肥系统：水肥控制一体机是智能浇灌控制系统中的独立可联动设备，它将控制仪、时控开关、交流接触器以及配电设备安装在一个机箱内，通过管道安装的高压泵，将液肥加注入主供水管道中。

名称数量/个单价/元金额/元采集控制柜1高压水