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随着农业物联网的快速发展,智慧灌溉正在成为提高农业水资源利用效率、实现精准灌溉的重要技术手段。 完整的智能灌溉系统由各种传感设备和后台管理软件平台组成,可实现对整个灌区的监控和精确控制,大大提高农业灌溉的效率和产量。
1. 灌区田间设备
a) 遥测监控终端RTU
这是实现现场数据采集和远程控制的核心设备,主要具有以下功能:
1.从各种传感器收集数据,包括土壤湿度、温度、EC 电导率、照明等。
2.根据指令控制水泵、电磁阀、自动调节装置等的启停状态。
3.通过4G、WiFi等方式向后台服务器传输数据。
4.支持本地数据存储,确保数据安全。
5.支持远程固件升级。
6.工业级设计,IP65防护等级。
b) 土壤湿度传感器。
这些传感器主要埋在根区的土壤中,测量不同层次的土壤含水量,以确定灌溉的时间。 常见类型包括:
1.电容式土壤水分传感器:利用介质的介电常数来测量土壤水分含量。
2.电阻式土壤湿度传感器:利用土壤电导率的变化来确定土壤湿度。
3.热脉冲土壤湿度传感器:土壤湿度由热脉冲在湿土壤和干土壤中的传播时间之间的时间差决定。
c) 土壤温度传感器。
测量不同土层的温度变化,用于分析土壤热环境,判断作物生长环境。 常用的传感器有热敏电阻型、热电偶型等。
4)土壤电导率传感器。
测试土壤溶液的电导率,以反映土壤含盐量,用于判断土壤质量和灌溉水质。 通常,将电极探头插入地面进行直接测量。
5)气象和环境监测设备。
它包括测量空气温度、湿度、光照、降雨量等的参数,用于分析当地的气候环境和灌溉需求。
2、智能灌区管控软件平台
平台实现对整个灌区的统一监控和管理,具有以下功能:
1.数据接收和显示:接收各测点设备的数据,实时显示分布情况。
2.多因素分析:土壤、气象等多维度数据的相关性分析。
3.灌溉建议:根据数据智能判断各区域当前灌溉需求。
4.自动控制:根据需求开启相应的水泵进行灌溉。
5.灌溉历史:详细记录每次灌溉,方便参考。
6.设备监控:监控每台设备的运行状态,出现故障时报警。
7.用户管理:具有不同权限的用户可以查看和操作不同的数据。
8.移动应用控制:用户可以通过移动应用查看和操作监控信息。
9.开放接口:支持与其他农业管理系统对接。
三、系统应用效果
这套智能灌溉解决方案集传感器网络、工控系统、管理软件三位一体于一体,可实现整个灌区精细化管理,具有以下应用效果:
1.更科学合理的灌溉配方,基于多参数实时计算各区域精准用水量。
2.灌溉作业更及时、更高效,水资源自动优化分配和调度。
3.更精确的灌溉控制,可在不同生长阶段对不同作物进行精确浇水。
4.较低的水和劳动力成本降低了农业灌溉运营费用。
5.更安全、更环保的作物生产,减少化肥和农药的使用。
6.管理更智能便捷,集中控制,移动监控,提高效率。
7.更高的单位产量,有效提高农业生产效率。
通过这套解决方案的应用,可以全面实现农业灌溉的信息化、自动化、智能化,从而优化农业水资源的利用,实现农业的可持续发展。 适用于各类大型种植养殖场,是现代数字农业建设的重要组成部分,其推广应用前景广阔。