农业灌溉系统的工作原理及功能特点.docx

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1、托普云农——致力于中国农业信息化的发展！农业灌溉系统的工作原理及功能特点为什么要节水灌溉？我国的水资源总量为2.8亿方，排名世界各国的第六位，但我国人口占世界总人口的五分之一还多。现状人均占有水资源量仅2200方，不足世界人均数的四分之一，排在一百位之后，而且我国水资源在时间和空间的分布还极不均匀，南方多，北方少、。海河流域人均水资源量仅占几百立方米，远低于世界贫水国家的平均水平。2030年，我国人口增至16亿峰值时，人均水资源将降到1760方，按国际上一般承认的标准，人均1760方为用水紧张的国家，所以，我国被列为世界上十三个贫水国之一。在中国农业用水量约占总

2、用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的，这个时候智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。节省灌溉水的途径有哪些？托普云农——致力于中国农业信息化的发展！采用各种防渗措施和管道输水，再加上加强管理可以减少输配水损失。采用节水的灌水技术，如小畦灌、喷滴灌、水稻控制灌溉等可减少田间损失。采取节水灌溉制度和农业措施可提高水的产出量。以上措施都要硬件和软件相结合，才能效果更佳。农业灌溉系统不仅可以提高源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可

3、以增加农作物的产量，降低农产品的成本。基于传感器技术的智能农业灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。什么是农业灌溉系统？农业灌溉系统是根据作物需水规律和当地供水条件，高效利用降水和灌溉水，以取得农业最佳经济效益、社会效益和生态环境效益的综合措施。也就是说，节水灌溉包括技术、管理、经济等综合措施，非一单项手段。智能农业灌溉系统也叫智能农业物联网精细农业自控系统，是为保证农业作物需水量的前提下，实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能农业灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；智能农业灌溉系统可以自动开启

4、灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。农业灌溉系统工作原理：托普云农——致力于中国农业信息化的发展！农业灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤里的干湿度信号，检测到的湿度信号通过A/D模块转换，将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号，输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%-60%RH为标准湿度值，实际测得的湿度信号与50%-60%RH比较，可以分为：在这个范围内，超出这个范围，小于这个范围三种情况。可编程控制器将控制信号传给变频器，变频器根据湿度值，相应的调节电动机的转速，电动机带动水泵从水源抽水，需要灌溉时，电磁阀就自

5、动开启，通过主管道和支管道为喷头输水，喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力，在电磁阀的一侧安装一块压力表，保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程，避免发生因为水压不足，喷头射程减少的现象。整个系统协调工作，实现对草坪灌溉的智能控制。综上所述，要实现智能灌溉，系统需要有可编程控制器、传感器、A/D模块、变频器、电动机、水泵、电磁阀、管网和喷头等设备。①可编程控制器：负责发出和接收各种运行程序指令，是整个控制系统的中枢部分。②传感器：由于本次设计时间比较仓促，忽略了温度对灌溉的影响，因此没有使用温度传感器，只

6、使用了土壤湿度传感器。通过传感器采集土壤里的湿度信号，判断是否需要灌溉。③A/D模块：因为可编程控制器不能接收模拟信号，所以需将传感器的电压或电流信号转换成数字信号。④变频器：通过改变电动机的转速调节喷灌流量，达到节水的目的。⑤电动机、水泵：由电动机带动水泵从水源抽水，为喷灌系统提供一定的压力。⑥电磁阀：控制喷头的喷灌与否。⑦喷头：实现均匀喷洒，便于充分吸收。⑧管网：灌溉系统输送水的管路。农业灌溉系统的功能设计有哪些？托普云农——致力于中国农业信息化的发展！1、智能农业灌溉系统要实现上述功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须

7、要有土壤湿度传感器。要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。2、针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的0.6提高到0.9。系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待

8、解决的关键技术问题。3、