浅析智能决策滴灌系统技术及应用.docx

浅析智能决策滴灌系统技术及应用摘要：本文主要阐述了智能决策滴灌系统相较于传统的滴灌技术节水、节肥、节省劳务效果更为显著更能提高作物的产量；简要讲述了智能决策系统由自动灌溉控制系统、施肥决策系统、自动化辅助系统、首部自动化控制四个部分组成指出现代自动化控制技术在节水滴灌中应用具有广阔的前景同时指出了目前智能决策系统应用存在的问题。关键词：智能决策系统自动灌溉控制系统施肥决策系统自动化辅助系统首部设备自动控制系统1、前言地处中国西部干旱区的新疆维吾尔自治区水资源相对短缺是制约当地经济社会发展的因素之一。新疆农业灌溉用水占总供水的90%-95%由于水利设施和管理水平较低水资源利用率低浪费严重存在着水资源短缺与利用效率低的矛盾。1996年新疆建设兵团农八师天业集团在引进国外先进节水技术的基础上研制出了适合干旱、半干旱农业节水的膜下滴灌新技术并成为干旱、半干旱地区农业灌溉用水的主要手段是灌溉农业节水及解决水资源危机的一个里程碑。目前新疆已发展节水灌溉面积2000多万亩在一定程序度上缓解了水资源紧张的矛盾。但是随着气候变化极端天气的增多水资源紧缺及区域不平衡态势日益凸显。而智能决策滴灌系统是继常规滴灌节水技术的又一个进步是世界先进国家发展高效农业节水的重要举措以色列、日本、美国等一些国家都已采用先进的节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展通过采用遥感传感器来监测土壤墒情和作物生长对灌溉区用水进行监测预报实现水管理的自动遥控对灌溉区实行动态管理实现农业灌溉用水管理的自动化。有关数据显示实施滴灌自动化的地块要比只实施滴灌的系统节水20%节电10%节约劳动力80%每亩增效在150元左右。2、智能决策滴灌系统设计智能决策系统主要有自动灌溉控制系统、施肥决策系统、自动化辅助系统、首部设备自动控制系统组成。2.1自动灌溉控制系统自动灌溉控制系统由一套中央灌溉控制计算机、多套田间灌溉控制器、多台电磁阀组成另外还有相应的通讯系统和系统软件作为支撑。中央灌溉控制计算机。中央监控站由中央监控计算机、GSM/GPRS模块、Internet连接设备和相应的软件构成它是整个系统的控制中心。由于采用GSM/GPRS/CDMA网络与田间控制站进行信息交换因此可以放在任何网络覆盖的地方如师部、连部和团部等。多套田间灌溉控制器。田间灌溉控制器带有网络通讯功能它接收中央监控站的控制指令按照程序开启或关闭相应的电磁阀。田间灌溉控制器作为信息中转和信号转换的中间环节起到了一个承上启下的作用。电磁阀。电磁阀是整个系统的最末端执行机构它负责最终将水输送到滴灌带中。电磁阀的控制方式有三种：交流控制、直流控制和脉冲控制。目前采用较多的是直流控制其在长距离传输方面直流控制更有优势信号更稳定但价格较贵。2.2施肥决策系统通过格网取样在实验室分析化验土壤有效养分含量并分析土壤质地盐分等重要理化性状以分析结果建立土壤数据库对养分和其它性状进行分析划分作物生产管理单元以作物需肥量和土壤供肥量为决策基础制定专用肥配方将制定的专用肥配方提供给专用肥厂组织积极生产。利用综合施肥模型结合棉花产量知识库制定作物施肥量根据滴灌特点按施肥总量的30-50%决定基肥用量在作物生长期间通过营养诊断结合作物阶段性需肥规律制定追肥方案（施肥时期和施肥量）通过施肥罐随滴灌系统施肥实现高效水肥耦合达到精准灌溉施肥的目的。2.3自动化辅助系统灌溉辅助决策系统主要是在目前对作物的生长规律和水肥需求规律研究的基础上利用计算机监测技术获取作物生长的气候环境土壤水分和作物生理指标作为不同灌溉措施的响应和反馈信息调整和修正灌溉方法达到科学灌溉的目的增加作物产量提高作物品质提高灌溉水利用效率主要包括：（1）土壤墒情监测系统：由采集器和土壤墒情传感器、传输线三部分组成。详见下图：（2）气象数据采集系统：由数据采集器风速、风向传感器气温空气、湿度、降雨量、地温、日照强度传感器、光伏电源系统系统采集软件、安装支架等部分组成设计中主要采用无人自动田间象站作为数据采集器并将数据通通过电缆线传输到控制器再到计算机计算机将气象数据计算分析后发出灌溉预报信息。2.4首部设备自动控制系统组成泵站控制系统由泵站控制器、数据采集器、变频调速器、无线电台、抗干扰电源模块、传感器组组成主要监测泵站的工作电压、工作电流、耗电量、出水压力、出水流量、留有机电井动、静水位采集及蓄水池水位监测接口数据采集器对各种传感器的信号进行实时采集并对信号进行滤波后由控制器通过无线数传电台将数据传输到田间管理计算机上或中心管理计算机