智慧农业里的自动灌溉装置

㈠ 辣椒5G智慧农业物联网大数据平台丨水肥一体化控制系统

系统简介

水肥一体化智能控制系统通过与灌溉系统相结合，实现智能化控制。系统由物联网监控平台、气象数据采集终端、视屏监控、施肥一体机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间水管线等组成。

图为河南益民控股5G+智慧辣椒种植基地水肥一体化系统控制中心

概述

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物发育生长区域，使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

系统原理图

水肥一体化系统通常包括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分，实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可能仅由部分设备组成。

水肥一体机

水肥一体机系统结构包括：控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统。支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备；水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。

施肥系统

水肥一体化施肥系统原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网以及灌溉电磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、电磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。

4.1：输配水管网系统

由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管径根据流量分级配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带；首部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的首端进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。

输配水管网的作用是将首部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器，毛管是微灌系统的最末一级管道，在滴灌系统中，即为滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。

4.2：环境数据采集器

4.2.1气象信息采集

环境数据采集器由低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素；具有高精度高可靠性的特点，可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能。

4.2.2土壤墒情采集

土壤检测仪可实现对土壤不同深度的温度、湿度、EC、 PH等数据监控，通过5G信号传输至AI农大数据平台，借助于大数据平台的综合建模分析，从而给出土壤土质的综合评级，并语音播报。

4.3：无线阀门控制器

阀门控制器是接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端。阀门控制器直接与管网布置的电磁阀相连接，接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制，同时也能够采集田间信息，并上传信息至田间工作站，一个阀门控制器可控制多个电磁阀。

电磁阀是控制田间灌溉的阀门，电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。

4.4：灌水器系统

微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌水周期短，需要的工作压力较低，能够较精确的控制灌水量，能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。

系统功能

5.1：用水量控制管理

实现两级用水计量，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制功能结合，实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用水总量将通过远程控制，限制区域用水。

5.2：运行状态实时监控

通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警；

通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测，能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统高效。

5.3：阀门自动控制功能

通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作。

5.4：PC展示平台

通过物联网水肥一体化智能监测平台，能够为用户提供传感器数据、图片远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过物联网智能监测平台，用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。

5.5：移动终端

建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。

5.6：运维管理功能

包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理；实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理；以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。

节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益，通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量，将使灌溉更加科学、方便，提高管理水平。

㈡ 推广应用先进的灌溉技术

你们有没有发现，现在很多的农业园区的发展方向变化了呢，有没有发现智慧农业越来越普及了呢？

在往期的时候，我们管理一片农田或者果园的时候，特别是遇到雨量较少的时节，都会需要人力进行灌溉，保证果园或者农田保持充足的水分，保证作物的正常生长。但是这种浇灌的方式无论从哪一方面考虑，若不是没有更好的选择，没人愿意去费时费力地采用这种方式。现在有了信息技术的加持，物联网的发展也十分迅猛，可以通过软硬件结合的方式，实现土地浇灌的智能化，自动化，不再需要人亲力亲为，不再需要人一棵一棵的进行浇水。

无线灌溉系统是可以在农业大田、果园茶园、农业大棚、水文水利等领域保证作物的正常需水量，实现节约用水、增量增产的一套解决方案。无线灌溉是运用了基于扩频通信的超远距离、低功耗Lora无线传输技术，对农业中的环境温度、湿度、光照强度、土壤墒情等参数进行实时监控，分析处理传感器数据信息，达到所设阈值或人为干预操作，实现智能化灌溉，解决以往灌溉过程中关于传输距离与功耗相矛盾的问题。

实现无线灌溉只需4项要素，Lora采集器、Lora无线控制器、Lora网关、农业四情测报平台。Lora无线采集器采集监测环境要素，并将数据实时上传至Lora网关，Lora网关通过4G或者以太网将数据上传至云平台，云平台通过分析数据，下达指令，控制Lora灌溉控制器进行开/关控制，从而实现自动浇灌。在无线灌溉系统中，一个网关可以连接32个Lora无线采集器和32个控制阀，传输距离可达3千米。如果想要监测其他环境要素，但没有合适的Lora采集设备，可以利用Lora 458数据采集器，将任意标准485信号转换成Lora无线电信号传输，并上传至云平台，一个Lora 485数据采集器可以连接4台485型设备。

再来介绍下无线灌溉系统的优势：

控制器、网关及采集器自带电池，常年工作续航能力至长可达三年，电池可自行更换。阀门处于待机状态，可随时唤醒，平台显示其电池电量。

无线传输免布线，不必铺设大量通讯线缆，安装方便快捷。

低功耗、低成本、抗干扰能力强、传输距离远，可以实现3km距离传输。

无线传输系统同时支持数据采集和阀门控制，双管齐下，做到无线控制、秒开秒关。

远程控制，可在移动端、pc端实现远程控制，移动端有独特加密技术，防止监听，控制可靠，杜绝误动作，控制逻辑丰富，可实现现场关联条件自动控制、远程手动控制、定时定点控制。

PC端云平台综合能力强，支持数据分析、远程控制、实时监控、数据导出、设备联动、地图定位。

适用场景：农业大田、温室大棚、果园菜园、花卉苗圃、公园景区、市政道路、高尔夫球场、小区绿化、水产养殖。

㈢ 智能灌溉系统的工作原理是什么系统是如何识别土壤湿度的

智慧农业喷灌系统原理：喷灌系统工作中时，温度传感器收集土壤层里的干湿度数据信号，检验到的环境湿度数据信号根据A/D控制模块变换，将规范的电流量数字信号转变为环境湿度模拟信号，键入到程序控制器。可编程控制器内事先设置50%—60%RH为规范环境湿度值，具体测出的环境湿度数据信号与50%—60%RH较为

智能灌溉控制系统的浇灌全过程不用人的参于。全自动喷灌系统，管理人员的作业已经从之前的使用工作人员变化为管理人员和自动控制系统。可挑选长距离浇灌、基本浇灌、循环系统浇灌等灌溉方法，并可依据农作物必须设定。感应器、变频控制柜、闸阀和数据交换平台是智能灌溉系统软件的关键构成部分。根据喷灌系统各过程的智能化联接，融合土壤含水量监测系统，完成全自动浇灌。

㈣ 智能灌溉系统有哪些特点

切入正题，每种植物都有适合自己生长的环境，如果湿度过大，植物的根系会增加腐烂的可能，湿度过小，又不能满足植物的生长所需。而灌溉作为重要的种植管理模式，灌溉方式是否合理，决定着植物的成长状态。

而智能化作为时代未来的主要发展方向，如何才能实现灌溉技术可以达到高性能、远距离、低功耗、支持大规模组网呢？

答案就是：LORA无线传输技术

时至今日，LORA无线传输技术的发展愈发强大，在多个领域出现其身影，就像无线遥控遥测，远程抄表，工业数据采集，门禁系统等地方，而LORA无线传输技术，应用在智慧农业中，又擦出了新的火花，它可以实现农业的无线灌溉的目的，并且无需布线，就可以采集到相关数据，达到智能控制的效果。将LORA采集器置于采集点，便可实现对大环境中的温度，湿度，光照强度，土壤墒情等参数的实时监控。与普通的灌溉模式相比，LORA无线传输灌溉技术解决了功耗高，布线多的问题，完美解决了传输距离和功耗相矛盾的问题。

最后，你思想不会还停留在无线灌溉只能应用于农业大田、温室大棚、果园菜田……吧？现代城市化建设同样可以应用的，就像公园景区，市政道路绿化，园区绿化，高尔夫球场等地，我们经常看到如花一般的喷灌技术，或许，你看到的正是利用了这一点呢？你以为这就结束了吗，没有，想要了解更多的技能解锁，就关注我吧！