自动化灌溉设计方案

目录

自动化灌溉与信息化管理系统方案 (2)

1、现场智能感知平台： (4)

1.1、井房首部设备智能监控系统 (5)

1.2、田间无线灌溉控制系统 (7)

1.3．无线土壤墒情监测系统 (9)

1.4．综合智能气象监测系统 (12)

2、无线网络传输平台 (15)

3、数据管理平台 (16)

4、应用平台（监控中心及移动管理控制端） (18)

5、主要技术参数 (20)

自动化灌溉与信息化管理系统方案

自动化灌溉与信息化管理系统是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，融合最新的物联网和云计算技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉等功能。

该系统根据不同地域的土壤类型、灌溉水源、灌溉方式、种植作物等划分不同类型区，在不同类型区内选择代表性的地块，建设具有土壤含水量，地下水位，降雨量等信息自动采集、传输功能的监测点；通过灌溉预报软件结合信息实时监测系统，获得作物最佳灌溉时间、灌溉水量及需采取的节水措施为主要内容的灌溉预报结果，定期向群众发布，科学指导农民实时实量灌溉，达到节水目的。

系统组成：

大田灌溉自动化与信息化管理系统分为现场智能感知平台、无线网络传输平台、云数据管理平台、应用平台（监控中心及移动管理控制端）四个层次，其中，田间脉冲电磁阀、无线阀门控制器、远程水泵智能控制器、云服务器、主控制中心和村级（企业）控制中心、移动控制终端等组成灌溉无线控制系统，能够实现现地无线遥控、远程随时随地监控、轮灌组定时自动轮灌等控制方式，并且实时监测机井和阀门状态，灌溉流量和管网压力，保障运行安全，及时提示报警信息。在此基础上，扩充田间土壤墒情监测、农田气象监测、作物和泵

房视频监测等内容，指导科学灌溉，提高灌溉的智能化程度。

灌溉自动化系统总体层次分布图

系统特点：

➢全无线传输，自组网协议，电池供电、不需要任何布线，系统安装维护方便；

➢无线采用全球免费的公共频段（2.4GHz），省去传统无线的运营费用；

➢公网无线和现场无线融合，且具有冗余备份能力，提高了系统可靠性和安全性，突破了系统现地访问限制；

➢无线阀控和采集节点超低能耗设计、内置电池保证使用3年；系统定时采集网络节点电压、工作温度与通讯链路状态，实现网络自诊断功能；

➢所支持的电磁阀产品线广泛，不仅支持Netafim、Rain ；Bird和Hunter等灌溉公司的电磁阀，同时也支持国外著名的阀制造企业Bermad、Dorot和TECHNIDRO的产品；

➢移动管理终端创新开发，突破了只能固定地点操作的限制，方便灌溉管理；

➢自动化功能多层次设计满足不同灌溉管理需要，提高了系统的适应性；

➢系统采用组件化和模块化设计，无线阀控节点、无线采集节点和机井控制站可以按照项目需要自由扩展，方便项目设计，方便后续升级维护。

➢支持土壤墒情、作物长势信息和农田小气候信息的采集，强大的UniLog管理软件能根据所采集的气象信息推算最适宜的农田灌溉时间和灌溉量，并做出智能的管理决策；

➢管理软件集成GPRS/GSM技术，支持基于短信的智能报警，支持基于Internet的远程管理。

➢依托云数据中心，灌溉自动化系统实现统一专家运维服务，现场维护人员只需要根据系统和专业运维人员建议，安装拆卸设备和排除故障等。让高科技傻瓜化，让自动化的使用维护和基础滴灌工程一样简单。

1、现场智能感知平台：

平台包括有：井房首部设备智能监控系统、田间灌溉控制系统、田间土壤墒情信息监测系统、近地小气候环境信息监测系统、智能气象站、作物长势远程监测系统。

1.1、井房首部设备智能监控系统

井房首部枢纽设备包括：变频器、一体式水泵智能控制器、压力传感器、流量传感器、地下水位/温度传感器、过滤装置、安全防护装置，自动化施肥装置和测控装置等。

过滤装置作用是将水中的固体大颗粒、杂质等过滤，防止这些污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。施肥装置的作用是使易溶于水并施于根系的肥料、农药、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部，便于作物吸收，充分发挥肥效，同时减少肥料浪费，测控装置的作用是方便系统的操作、运行管理、保证系统安全。本系统设有逆止阀、排气阀、压力表、水表、流量控制阀门。

井房首部设备智能监控系统实现机井水泵的启闭、电机保护、电量的计量、运行状态监测，同时还对水源地地下水位、出水口压力和流量进行监测。

井房智能监控站示意图

井房智能监控站功能及原理如下：

远程的测控：智能井房控制终端通过GPRS无线，接收控制中心发送的命令，对水泵变频器进行采集和控制，实现远程的水泵启停、电量采集的首部控制管理；

变频恒压管理：变频器根据灌溉所设定的压力，对灌溉主管道进行恒压调变频调控，以保证足够的灌溉压力。根据水泵功率大小可选；

管网监测管理：智能井房终端通过监测安装在过滤器的前后的两个压力传感器的压差值，来判断是否需要对过滤器进行清理，以保证管网的高效稳定；

灌溉用水统计：智能井房连接地下水位传感器、流量传感器，实时监测水源井地下水位动态情况以及灌溉水的使用情况，当地下水位值低于设定值是，发出预警信息。

表井房智能监控站设备组成清单表

1.2、田间无线灌溉控制系统

田间无线灌溉控制系统通过无线控制器与井房智能监控站连接，通过对泵站、可控灌溉阀门等状态信息、控制信息、田间水位、墒情、流量等测量信息及雨情、风情、温度等气象信息的实时采集，经过可编程控制器的逻辑判断和处理，实现基于预定控制模型的自动灌溉、自动控制，并自动形成数据报表及相应的统计信息报表等功能，同时可选择实现远程登陆访问功能。

田间无线灌溉控制节点由无线阀门控制器、脉冲电磁阀、状态反馈、田间信息传感器（土壤温度、土壤水分传感器、流量和压力传感器）组成。无线阀门控制器通过线缆连接电磁阀和状态反馈，实现电磁阀启闭控制和状态监测。