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資源日益緊缺已經(jīng)成為全球性的問題，節(jié)約用水并實現(xiàn)高效用水時人類生存與發(fā)展的需求，也是全球經(jīng)濟社會的需求。我國作為全球13個貧水國家之一，水資源的不足已經(jīng)對我國經(jīng)歷社會發(fā)展構(gòu)成了嚴重威脅，甚至成為經(jīng)濟社會發(fā)展的“瓶頸”，大力發(fā)展節(jié)約用水不僅是一種革命措施，也是我國的基本策略之一。農(nóng)業(yè)用水占據(jù)了我國總用水量中的70%，農(nóng)業(yè)灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在。
如何解決缺水與灌溉面積增加之間的矛盾，來緩解水資源緊缺的問題，實現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，這就需要在自動灌溉系統(tǒng)中合理地推廣自動化控制，并逐步提高農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的水平。在現(xiàn)代工業(yè)的支撐下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)也在向著智能化方向發(fā)展。
 手動灌溉，無法預測、估計作物所需澆灌水量
農(nóng)業(yè)灌溉效率低下
水資源嚴重浪費
耗費大量的人力物力
農(nóng)業(yè)高效節(jié)水自動化灌溉系統(tǒng)由閥門控制系統(tǒng)、土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)、水泵控制系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測服務(wù)中心等組成。監(jiān)測服務(wù)中心與各監(jiān)測系統(tǒng)通訊由各系統(tǒng)的田間控制器設(shè)備通過GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，各子系統(tǒng)通過閥控、傳感器和田間控制器完成的監(jiān)測和管理控制。
☛ 監(jiān)測中心：
硬件：服務(wù)器、計算機、打印機、顯示大屏、交換機等。
軟件：節(jié)水灌溉系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫軟件和操作系統(tǒng)軟件。
☛ 通信網(wǎng)絡(luò)：
GPRS/4G/lora
☛ 閥門控制系統(tǒng)：
閥門監(jiān)控系統(tǒng)由閥控、電磁閥和田間控制器統(tǒng)組成。
閥門控制系統(tǒng)是對農(nóng)田灌溉片區(qū)運行管網(wǎng)實現(xiàn)水流截斷和分輸作用。系統(tǒng)采用全無線漫游組網(wǎng)，田間不需要鋪設(shè)線路，通過分區(qū)管理，級聯(lián)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。每一個電磁閥有一個專用名稱，根據(jù)輪灌制定的計劃開啟電磁閥，監(jiān)控中心給指定電磁閥或者輪灌組下達指令，開啟電磁閥灌水，或關(guān)閉電磁閥停止灌水�？筛鶕�(jù)土壤水分含量，聯(lián)動閥門控制器實現(xiàn)自動灌溉，系統(tǒng)中設(shè)定土壤水分閾值，當土壤水分低于設(shè)定值閾值時，開啟電磁閥灌水，當達到閾值時，關(guān)閉電磁閥停止灌水。
閥門控制器通過線纜與電磁閥相連，閥門控制器通過無線（lora）與田間控制器通訊，開關(guān)閥指令由田間控制器通過lora通訊方式，發(fā)送給閥門控制器。
☛ 土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)：
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)由閥門控制器、土壤溫濕度傳感器和田間控制器組成。
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要針對土壤水份進行采集與處理�？刹捎萌珨�(shù)字網(wǎng)絡(luò)化平臺管理，將前端數(shù)字采集到的數(shù)據(jù)利用無線通信終端,通過GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)傳回到控制中心及各監(jiān)控中心，實現(xiàn)分布監(jiān)控，集中控制和管理的功能。
土壤溫濕度傳感器通過485線纜與閥門控制器相連，閥門控制器通過lora與田間控制器通訊，采集的數(shù)據(jù)由田間控制器通過4G網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控中心。
☛ 水泵控制系統(tǒng)：
水泵控制系統(tǒng)由機井控制器、PLC和水表組成。
水泵控制系統(tǒng)對深井潛水泵的水泵用電量、水泵機組運行狀態(tài)、管道流量等參數(shù)進行監(jiān)測，通過GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)傳回到控制中心及各監(jiān)控中心，實現(xiàn)分布監(jiān)控，集中控制和管理的功能。
水泵機組的控制有三種控制模式：現(xiàn)地手工控制、遠程手動控制和程序自動控制。水泵控制系統(tǒng)在本地存儲實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
構(gòu)建一個完善的節(jié)水自動灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)定量灌溉，定時灌溉，按需灌溉
節(jié)約水資源和節(jié)省人力物力
實現(xiàn)管理員足不出戶，遠程澆灌農(nóng)作物
實現(xiàn)根據(jù)土壤水分變化自動澆灌農(nóng)作物
建設(shè)智能管理化監(jiān)控平臺
建設(shè)具備高穩(wěn)定性、可管理性、可擴展性、易維護性的智能節(jié)水自動灌溉系統(tǒng)
智能田間控制器
智能閥門控制器
智能機井控制器
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