【灌溉系统】-农田墒情监测与灌溉自动化系统简要方案

农田墒情监测与灌溉自动化系统简要方案农田墒情监测与灌溉自动化系统简要方案农田墒情监测与灌溉自动化系统简要方案1、系统建设要求农田墒情监测与灌溉自动化系统的建设应满足以下要求：1182、通过该系统的建设，实现去灌区内的183、该系统设置一个中心控制站，通过中心控制站实现全部的监测控制功能；4、由于灌区覆盖面积较广，选择的通讯方式应满足信息远距离传输的要求；5、要保证系统对墒情信息，设备信息的实时采集、传输。2、系统建设应考虑的因素通讯方式的选择在信息和命令的传输中有线通讯和无线通讯两种方式。1、有线通讯是在通讯距离较近和地形、地势较好的条件下，通过包括：双绞线、同轴电缆、光纤等有线介质来传输测量数据和控制命令的通讯方式。它有以下一些特点：建设投资省、无需自身维护通道，配套设备简单便宜，但容易受到风暴和人为的破坏。2GSMGPRSGPRSGPRS(GeneralPacketRadioService)是通用分组无线业务的简称。它是利用“分组交换”的概念所发展出的一套无线传输方式，是代移动通信产品。可与互联网或企业网相连，向移动客户提供丰富的数据业务。IP。GPRS允许用户在端对端分组转移模式下发送和接收数据，提供了一种高效、低成本的无线分组业务。GSM9．6Kbpsl15Kbps，该项业务适合墒情数据传输的要求。GPRSGPRSGPRSGPRS数据是以包来的形式传输，采用了断续传输的策略，InterneIntraneIP协议的天下，Internet及大部分局域网应用也是基于IP协议的。GPRS从协议上提供了和IP网络的互通功能，能够实现从空中接口到外部网络之间的分组数据传输，GPRS可以接入基于TCP／IP协议的外部网络和X．25网络。用户可以通过GPRS系统的网关连接到互联网，对于Interact网络的其它GPRS网络的系统只是一个普通的子网。GPRS网络是在现有GSM网络中增加GGSN和SGSN来实现的。GPRSGPRS无线通讯方式。供电系统的配备系统建设时，考虑到监测点分布较广，不能采用市电统一供电，为了保证墒情监测点不间断工作的需求，为每个墒情监测点配备了太阳能供电系统。（组）组成。各部分的作用为：①太阳能电池组件：太阳能电池组件是太阳能供电系统中的核心部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，20W的个24V5～8天监测点的供电。太阳能供电系统具备以下特点：15-20年；高性能：晶体硅太阳能电池发电系统具有抗台风、抗冰雹、抗4070度环境下正常工作；电；直流无干扰电源：太阳能电池发电设备，无噪声、电源无高次谐波干扰，特别适用于通信电源；不受地理环境影响：平原、河道、海洋、高ft、雪原、海岛、3、系统建设方案18个灌区土壤墒情信息18181个监控中心和分布在18号设备控制箱18号信息采集箱太阳能供电系统1号信息采集箱

Internet网络1号设备控制箱 GPRS网络监测中心计算机作物灌溉决策系统2号设备控制箱2号信息采集箱 „„

17号设备控制箱17号信息采集箱系统整体框架图灌溉区现场硬件布设、硬件的选择该系统主要是实现远距离土壤墒情信息的实时采集和喷灌机的自动控制，为达到以上目的，系统的建设应包含以下硬件：1、土壤水分传感器：可长期埋设与土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，本系统中采用SWCP1型号的土壤水分传感器，具体参数详见附录；2、角度传感器：固定在圆形喷灌机上，实时测量喷灌机转过的角度，以确定喷灌机具体的位置；3、数据采集控制模块：用于信息采集及控制设备自动化过程控制的产品。它下接土壤水分传感器、角度传感器，上连通讯模块，用于传递传感器采集的信息和接收上位机所发出的控制指令。本系统中采用DMG-1数据采集控制模块，具体参数详见附录；4GPRS网络将与其相连的用户设备数据传输到Internet5、太阳能供电系统：用于在市电供电不方便的区域为采集、执行设备提供电源。主要由太阳能板、太阳能控制器、电瓶组成及支架等附件组成。6、电源转换系统：用于将220V的交流电转换成24V直流电，可为系统的中的其他设备提供工作电源。7、配电箱：用于存放数据采集控制模块、无线传输模块、太阳能电瓶。并内置继电器、接线柱等。8、支架：用于固定配件箱的设备。、硬件的布设方案1111个数据采集控2个土壤水分传感器。设备控制性，主要用来控制喷灌机和水泵的设备，主要包括1个监控中心

打印机

工控机 上位机软件系统Internet网络GPRS网络太 无线传输模块 无线传输模块阳 电能 源转供 数据采集控制模块电系

数据采集控制模块 系信息采集箱

统 土壤水分传感器

土壤水分传感器

角度传感器

统继电器

设备控制箱配电箱，11个数据采集控制模21个角度传感器。各个灌区设备配置相同，基本的硬件框架图如上图。设备控制箱角度传感器喷灌机设备控制箱角度传感器喷灌机水泵土土壤水信息采集箱壤水分分传传感感器器监控中心建设监控中心主要是指装有作物灌溉决策系统并能联入Internet网络的工控机。监控中心环境搭建：1、由于整个系统的信息传输和命令传递是采用GPRS进行无线传输，因此监控中心的设备必须联入Internet网络；2、由于要保证系统长期稳定的运行，在硬件设备方面，选择台湾研华的工控机和三星22寸存液晶显示器；3、在软件设计方面，除了要满足土壤墒情信息的实时显示和喷灌机、抽水机泵的实时控制外，软件还应该能长久稳定的运行，并具备良好的扩展。系统基本的控制流程图如下：开始灌溉开始灌溉正常监测点一水分信息干旱打开水泵和喷灌机未达到灌溉要求监测点二水分信息达到灌溉要求等于监测点二角度判断角度不等于监测点二的角度转到起始位置后，停水泵，停喷灌机停水泵，转到起始位置后，停喷灌机结束一次灌溉1的2的土壤水分信息、角度传感器作为喷灌机和水泵关闭的条2的土壤水分信息等于或大于作物生长适宜水分信摘要：农田水利灌溉工程在农业发展中十分重要，关系农业发展效果，也影响人们生产生活。节水灌溉技术运用于农田水利工程当中，可以极大程度上促进水利智能化的提升，保证水利管理水平，并且使生态环境可持续发展获得充分基础保证，提高农作物质量。关键词：农田水利；灌溉工程；节水技术我国是农业大国，需重视农业发展，在农业中积极应用节水灌溉技术，在此情况下，需加强研究节水技术，加大技术推广力度，实现对水资源的合理利用，保证农业节水效果，促进节水目标的有效实现，推动节约型农业的不断发展［1］。一、农业水利工程当中节水灌溉技术运用的作用首先，有利于水资源利用率的提高。农田水利工程进行建设过程中，水资源为重要内容，植物生长需要获得水的滋润，水资源在充足情况下才能实现农业高产。农业生产中，农田水利工程水资源浪费的出现会使水资源实际使用量降低，部分农田水利工程会通过漫灌方式对农业生产进行辅助，导致水资源浪费问题比较严重，节水灌溉技术的运用，可以极大程度上提高水资源整体利用率。其次，促进生态系统可持续发展［2］。节水灌溉技术的实施，可以使水资源利用更具生态性，使当前水资源匮乏这一问题获得有效解决，推动水系统的优化，使生态系统获得可持续发展。二、农田水利灌溉当前发展现状当前农田生产正在向信息化和现代化方向转变，农田灌溉中运用的传统方式已经难以适应当前实际需求，其中比较突出的问题为农田节水。农田多数情况下为大规模和大面积的形式，需通过大量水资源展开全面积浇灌，实际浇灌时受多种因素影响会出现水资源浪费问题［2］。灌溉现状主要体现在这几方面。首先，水资源存在浪费问题，部分农田进行灌溉时对于播种生产过于重视，进行水资源投入时规划性欠缺，水资源浪费问题比较严重［3］。其次，节水灌溉技术相对传统，并且具有滞后性，技术相对陈旧老套，不能和先进生产模式结合，灌溉效果受到了较大程度限制。三、农田水利灌溉工程当中的节水技术1.滴灌技术滴灌技术在运用时，主要是将自身需水量作为依据，运用特殊设备，设备会安装于管道尾部，使作物生长过程中所需水量合理向农作物根部运输，将水量流失尽量减少，防止水资源发生浪费问题。运用此种灌溉技术的主要优势在于流量小，并且灌溉时间长、压力小，且实际周期较短，可以使农民在种植时的压力明显减少，获得较高水资源利用率，主要运用在果树、蔬菜等农作物中。2.喷灌技术这一技术在运用时，会运用专业设备针对水资源展开加压，也可以运用地形存在的高低差异进行增压，促进水流分散，使水流成为细小水珠，和天空将雨比较类似，优势主要体现在保证水资源具有较高利用率，整体利用率可以在百分之九十以上，这种方式可以使农作物实际产量获得明显提高，并且使农田在生态环境方面获得改善，将农业工作难度降低，促进农业工作量的减少。并且对减少农田灌溉经济成本，促进农民增收，使农民产生更为强烈的幸福感。3.低压管道灌溉技术这种技术在运用时，会通过管道使水直接进入到农田当中，优势在于将水在运用时的浪费减少，防止在人为因素作用和影响下发生水资源流失问题，管道比较常用的材质为塑料管和混凝土，在系统压力方面多数低于0.02MPa，特点在于节水、迅速、省力，在农田水利中获得了比较广泛的应用。4.步行式灌溉这种灌溉技术在运用时，需运用电力资源以及农用机械，以及和灌溉设备对应的移动灌溉技术。当前此种灌溉技术受欢迎程度较高，可以极大程度上节约劳动力和资金，具有较强适应性，并且在各种地形和众多地区中均适用。同时机动性较强，可以针对急需进行灌溉的农作物展开灌溉。但是也存在一定局限性，即难以进行大规模灌溉，并且对于农作物有所要求，在小型农作物中比较适用，并不适用于中高型农作物中。5.雨水集蓄技术这种技术在半干旱、干旱以及季节性干旱区域中比较合适，技术优点比较明显，能够避免水土流失，实现对生态环境的有效保护。但是这种技术造价相对较高，需构建储水设施，也需建设输水管道以及集水管道，技术在实施时也具有一定难度，在建设地点上具有要求。四、节水技术在运用时的注意事项1.做到因地制宜我国地域面积十分辽阔，纬度整体跨度较大，并且地形具有多样性，造成农业在发展水平方面呈现出不一状态，同时农作物类型比较丰富。因此农田灌溉水利这一工程进行发展时，对于节水技术的运用不能进行一刀切，也不能大规模推广，需重视因地制宜的实现，结合农作物基本类型和地区实际地形特点展开合理运用，也需考虑到区域农业实际发展水平。基于农作物类型对节水技术进行进一步合理选择。总体来讲，节水技术在运用时，需和区域农作物特点、地形等结合在一起，做到因地制宜。2.关注性价比在科技不断发展与进步过程中，需注重节水技术水平的提升，促进农田水利灌溉节水技术获得不断完善，农田水利灌溉方面的工程造价来讲，不同灌溉工程在价格上的差距较大，其中价格比较高的为滴灌设备，但是从效果方面分析，滴灌获得的效果最好。步行灌溉技术虽然获得的节水效果并不是十分理想，但是农民对其满意度和接受程度比较高，这主要是由于这一技术造价比较低，同时能够展开集