智慧農業里的自動灌溉裝置

㈠ 辣椒5G智慧農業物聯網大數據平台丨水肥一體化控制系統

系統簡介

水肥一體化智能控制系統通過與灌溉系統相結合，實現智能化控制。系統由物聯網監控平台、氣象數據採集終端、視屏監控、施肥一體機、過濾系統、閥門控制器、電磁閥、田間水管線等組成。

圖為河南益民控股5G+智慧辣椒種植基地水肥一體化系統控制中心

概述

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。水肥一體化是藉助壓力系統(或地形自然落差)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融後，通過管道、噴槍或噴頭形成噴灌、均勻、定時、定量，噴灑在作物發育生長區域，使主要發育生長區域土壤始終保持疏鬆和適宜的含水量，同時根據不同的作物的需肥特點，土壤環境和養分含量狀況，需肥規律情況進行不同生育期的需求設計，把水分、養分定時定量，按比例直接提供給作物。

系統原理圖

水肥一體化系統通常包括水源工程、首部樞紐、田間輸配水管網系統和灌水器等四部分，實際生產中由於供水條件和灌溉要求不同，施肥系統可能僅由部分設備組成。

水肥一體機

水肥一體機系統結構包括：控制櫃、觸摸屏控制系統、混肥硬體設備系統、無線採集控制系統。支持pc端以及微信端實施查看數據以及控制前端設備；水肥一體化智能灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟體系統、區域控制櫃、分路控制器、變送器、數據採集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額後，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，並手動控制灌溉和採集墒情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

施肥系統

水肥一體化施肥系統原理由灌溉系統和肥料溶液混合系統兩部分組成。灌溉系統主要由灌溉泵、穩壓閥、控制器、過濾器、田間灌溉管網以及灌溉電磁閥構成。肥料溶液混合系統由控制器、肥料灌、施肥器、電磁閥、感測器以及混合罐、混合泵組成。

4.1：輸配水管網系統

由干管、支管、毛管組成。干管一般採用PVC管材，支管一般採用PE管材或PVC管材，管徑根據流量分級配置,毛管目前多選用內鑲式滴灌帶或邊縫迷宮式滴灌帶；首部及大口徑閥門多採用鐵件。干管或分干管的首端進水口設閘閥，支管和輔管進水口處設球閥。

輸配水管網的作用是將首部處理過的水, 按照要求輸送到灌水單元和灌水器，毛管是微灌系統的最末一級管道，在滴灌系統中，即為滴灌管，在微噴系統中，毛管上安裝微噴頭。

4.2：環境數據採集器

4.2.1氣象信息採集

環境數據採集器由低功耗氣象感測器、低功耗氣象數據採集控制器和計算機氣象軟體三部分組成。可同時監測大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、雨量、風速、風向、氣壓、輻射、照度等諸多氣象要素；具有高精度高可靠性的特點，可實現定時氣象數據採集、實時時間顯示、氣象數據定時存儲、氣象數據定時上報、參數設定等功能。

4.2.2土壤墒情採集

土壤檢測儀可實現對土壤不同深度的溫度、濕度、EC、 PH等數據監控，通過5G信號傳輸至AI農大數據平台，藉助於大數據平台的綜合建模分析，從而給出土壤土質的綜合評級，並語音播報。

4.3：無線閥門控制器

閥門控制器是接收由田間工作站傳來的指令並實施指令的下端。閥門控制器直接與管網布置的電磁閥相連接，接收到田間工作站的指令後對電磁閥的開閉進行控制，同時也能夠採集田間信息，並上傳信息至田間工作站，一個閥門控制器可控制多個電磁閥。

電磁閥是控制田間灌溉的閥門，電磁閥由田間節水灌溉設計輪灌組的劃分來確定安裝位置及個數。

4.4：灌水器系統

微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延續時間較長，灌水周期短，需要的工作壓力較低，能夠較精確的控制灌水量，能把水和養分直接地輸送到作物根部附近的土壤中去。

系統功能

5.1：用水量控制管理

實現兩級用水計量，通過出口流量監測作為本區域內用水總量計量，通過每個支管壓力感測採集數據實時計算各支管的輪灌水量，與閥門自動控制功能結合，實現每一個閥門控制單元的用水量統計。同時水泵引入流量控制，當超過用水總量將通過遠程式控制制，限制區域用水。

5.2：運行狀態實時監控

通過水位和視頻監控能夠實時監測滴灌系統水源狀況，及時發布缺水預警；

通過水泵電流和電壓監測、出水口壓力和流量監測、管網分干管流量和壓力監測，能夠及時發現滴灌系統爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統維護人員，保障滴灌系統高效。

5.3：閥門自動控制功能

通過對農田土壤墒情信息、小氣候信息和作物長勢信息的實時監測，採用無線或有線技術，實現閥門的遙控啟閉和定時輪灌啟閉。根據採集到的信息，結合當地作物的需水和灌溉輪灌情況制定自動開啟水泵、閥門，實現無人職守自動灌溉，分片控制，預防人為誤操作。

5.4：PC展示平台

通過物聯網水肥一體化智能監測平台，能夠為用戶提供感測器數據、圖片遠程、採集、傳輸、儲存、處理及報警信息發送等服務。該平台以集中式分區化的方式為用戶提供便捷、經濟、有效的遠程監控整體解決方案。通過物聯網智能監測平台，用戶可以不受時間、地點限制對監控目標進行實時監控、管理、觀看和接收報警信息。

5.5：移動終端

建立手機系統，客戶直接採用微信客戶端就可以控制和查看實時數據，手機端具有手動啟動、關閉電磁閥，水泵等設備功能。

5.6：運維管理功能

包括系統維護、狀態監測和系統運行的現場管理；實現區域用水量計量管理、旱情和灌溉預報專家決策、信息發布等功能的遠程決策管理；以及對用水、耗電、灌水量、維護、材料消耗等進行統計和成本核算，對灌溉設施設備生成定期維護計劃，記錄維護情況，實現灌溉工程的精細化維護運行管理。

節水灌溉自動化控制系統能夠充分發揮現有的節水設備作用，優化調度，提高效益，通過自動控制技術的應用，更加節水節能，降低灌溉成本，提高灌溉質量，將使灌溉更加科學、方便，提高管理水平。

㈡ 推廣應用先進的灌溉技術

你們有沒有發現，現在很多的農業園區的發展方向變化了呢，有沒有發現智慧農業越來越普及了呢？

在往期的時候，我們管理一片農田或者果園的時候，特別是遇到雨量較少的時節，都會需要人力進行灌溉，保證果園或者農田保持充足的水分，保證作物的正常生長。但是這種澆灌的方式無論從哪一方面考慮，若不是沒有更好的選擇，沒人願意去費時費力地採用這種方式。現在有了信息技術的加持，物聯網的發展也十分迅猛，可以通過軟硬體結合的方式，實現土地澆灌的智能化，自動化，不再需要人親力親為，不再需要人一棵一棵的進行澆水。

無線灌溉系統是可以在農業大田、果園茶園、農業大棚、水文水利等領域保證作物的正常需水量，實現節約用水、增量增產的一套解決方案。無線灌溉是運用了基於擴頻通信的超遠距離、低功耗Lora無線傳輸技術，對農業中的環境溫度、濕度、光照強度、土壤墒情等參數進行實時監控，分析處理感測器數據信息，達到所設閾值或人為干預操作，實現智能化灌溉，解決以往灌溉過程中關於傳輸距離與功耗相矛盾的問題。

實現無線灌溉只需4項要素，Lora採集器、Lora無線控制器、Lora網關、農業四情測報平台。Lora無線採集器採集監測環境要素，並將數據實時上傳至Lora網關，Lora網關通過4G或者乙太網將數據上傳至雲平台，雲平台通過分析數據，下達指令，控制Lora灌溉控制器進行開/關控制，從而實現自動澆灌。在無線灌溉系統中，一個網關可以連接32個Lora無線採集器和32個控制閥，傳輸距離可達3千米。如果想要監測其他環境要素，但沒有合適的Lora採集設備，可以利用Lora 458數據採集器，將任意標准485信號轉換成Lora無線電信號傳輸，並上傳至雲平台，一個Lora 485數據採集器可以連接4台485型設備。

再來介紹下無線灌溉系統的優勢：

控制器、網關及採集器自帶電池，常年工作續航能力至長可達三年，電池可自行更換。閥門處於待機狀態，可隨時喚醒，平台顯示其電池電量。

無線傳輸免布線，不必鋪設大量通訊線纜，安裝方便快捷。

低功耗、低成本、抗干擾能力強、傳輸距離遠，可以實現3km距離傳輸。

無線傳輸系統同時支持數據採集和閥門控制，雙管齊下，做到無線控制、秒開秒關。

遠程式控制制，可在移動端、pc端實現遠程式控制制，移動端有獨特加密技術，防止監聽，控制可靠，杜絕誤動作，控制邏輯豐富，可實現現場關聯條件自動控制、遠程手動控制、定時定點控制。

PC端雲平台綜合能力強，支持數據分析、遠程式控制制、實時監控、數據導出、設備聯動、地圖定位。

適用場景：農業大田、溫室大棚、果園菜園、花卉苗圃、公園景區、市政道路、高爾夫球場、小區綠化、水產養殖。

㈢ 智能灌溉系統的工作原理是什麼系統是如何識別土壤濕度的

智慧農業噴灌系統原理：噴灌系統工作中時，溫度感測器收集土壤層里的干濕度數據信號，檢驗到的環境濕度數據信號根據A/D控制模塊變換，將規范的電流量數字信號轉變為環境濕度模擬信號，鍵入到程序控制器。可編程式控制制器內事先設置50%—60%RH為規范環境濕度值，具體測出的環境濕度數據信號與50%—60%RH較為

智能灌溉控制系統的澆灌全過程不用人的參於。全自動噴灌系統，管理人員的作業已經從之前的使用工作人員變化為管理人員和自動控制系統。可挑選長距離澆灌、基本澆灌、循環系統澆灌等灌溉方法，並可依據農作物必須設定。感應器、變頻控制櫃、閘閥和數據交換平台是智能灌溉系統軟體的關鍵構成部分。根據噴灌系統各過程的智能化聯接，融合土壤含水量監測系統，完成全自動澆灌。

㈣ 智能灌溉系統有哪些特點

切入正題，每種植物都有適合自己生長的環境，如果濕度過大，植物的根系會增加腐爛的可能，濕度過小，又不能滿足植物的生長所需。而灌溉作為重要的種植管理模式，灌溉方式是否合理，決定著植物的成長狀態。

而智能化作為時代未來的主要發展方向，如何才能實現灌溉技術可以達到高性能、遠距離、低功耗、支持大規模組網呢？

答案就是：LORA無線傳輸技術

時至今日，LORA無線傳輸技術的發展愈發強大，在多個領域出現其身影，就像無線遙控遙測，遠程抄表，工業數據採集，門禁系統等地方，而LORA無線傳輸技術，應用在智慧農業中，又擦出了新的火花，它可以實現農業的無線灌溉的目的，並且無需布線，就可以採集到相關數據，達到智能控制的效果。將LORA採集器置於採集點，便可實現對大環境中的溫度，濕度，光照強度，土壤墒情等參數的實時監控。與普通的灌溉模式相比，LORA無線傳輸灌溉技術解決了功耗高，布線多的問題，完美解決了傳輸距離和功耗相矛盾的問題。

最後，你思想不會還停留在無線灌溉只能應用於農業大田、溫室大棚、果園菜田……吧？現代城市化建設同樣可以應用的，就像公園景區，市政道路綠化，園區綠化，高爾夫球場等地，我們經常看到如花一般的噴灌技術，或許，你看到的正是利用了這一點呢？你以為這就結束了嗎，沒有，想要了解更多的技能解鎖，就關注我吧！