現(xiàn)有的節(jié)水灌溉系統(tǒng)雖然在降低作物灌溉成本，提高作物產(chǎn)量上有明顯的作用，但由于常規(guī)滴灌系統(tǒng)存在許多問題尚待解決，致使灌溉的合理性無法得到有效執(zhí)行。主要問題：人工操作的隨意性過大，不能夠嚴(yán)格執(zhí)行灌溉制度;經(jīng)驗灌溉，無法保證灌溉的均勻度;全部人工操作，工作量大，無法解放勞動力。

背景

我國農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右，由于農(nóng)業(yè)灌溉效率普遍低下，水的利用率僅為45%，而水資源利用率高的國家已達(dá)70%～80%，因而，解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問題，對于緩解水資源的緊缺是非常重要的。

智慧灌溉系統(tǒng)簡介

農(nóng)業(yè)高效節(jié)水自動化灌溉系統(tǒng)由閥門控制系統(tǒng)、土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)、水泵控制系統(tǒng)、PC端后臺管理系統(tǒng)、移動端APP和監(jiān)測服務(wù)中心等組成。監(jiān)測服務(wù)中心與各監(jiān)測系統(tǒng)通訊由各系統(tǒng)的田間控制器設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，各子系統(tǒng)通過閥控、傳感器和田間控制器完成的監(jiān)測和管理控制。

農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)的特點(diǎn)

1、系統(tǒng)模塊化、層次化設(shè)計，以提高效率，增加可維護(hù)性，便于擴(kuò)展；

2、靈活的硬件配置，用戶可以任意升級、更換被控硬件設(shè)備，而不需要更換軟件；

3、人機(jī)界面友好，實現(xiàn)灌溉過程的無人值守，減少人員的工作強(qiáng)度，提高灌溉效率；

4、抗電磁干擾的能力強(qiáng)，保證系統(tǒng)在野外強(qiáng)電磁干擾的惡劣環(huán)境下能可靠地運(yùn)行；

5、故障自動檢測功能，提高系統(tǒng)的建設(shè)性，各種設(shè)備的布局要求美觀。

智慧灌溉解決方案

實現(xiàn)精細(xì)灌溉、適時灌溉、解放勞動力、發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，應(yīng)用遙感、遙測等新技術(shù)，對土壤墑情和作物生長實時監(jiān)測，對灌區(qū)灌溉用水進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報，實行節(jié)水灌溉智能化、水肥一體化管理。這套系統(tǒng)不需要任何人去操控，系統(tǒng)會自己檢測是否應(yīng)該工作。是否開啟灌溉，灌溉多久，灌溉量多大，系統(tǒng)都可以自己解決。節(jié)省了大量人力，并且可以有效提高生物的生長效率。

閥門控制系統(tǒng)

閥門監(jiān)控系統(tǒng)由閥控、電磁閥和控制器系統(tǒng)組成。

閥門控制系統(tǒng)是對農(nóng)田灌溉片區(qū)運(yùn)行管網(wǎng)實現(xiàn)水流截斷和分輸作用。系統(tǒng)采用全無線漫游組網(wǎng)，田間不需要鋪設(shè)線路，通過分區(qū)管理，級聯(lián)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。每一個電磁閥有一個專用名稱，根據(jù)輪灌制定的計劃開啟電磁閥，監(jiān)控中心給指定電磁閥或者輪灌組下達(dá)指令，開啟電磁閥灌水，或關(guān)閉電磁閥停止灌水?？筛鶕?jù)土壤水分含量，聯(lián)動閥門控制器實現(xiàn)自動灌溉，系統(tǒng)中設(shè)定土壤水分閾值，當(dāng)土壤水分低于設(shè)定值閾值時，開啟電磁閥灌水，當(dāng)達(dá)到閾值時，關(guān)閉電磁閥停止灌水。

閥門控制器通過線纜與電磁閥相連，閥門控制器通過無線（lora）與田間控制器通訊，開關(guān)閥指令由田間控制器通過lora通訊方式，發(fā)送給閥門控制器。

土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)

土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)由閥門控制器、土壤溫濕度傳感器和田間控制器組成。

土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)主要針對土壤水份進(jìn)行采集與處理?？刹捎萌珨?shù)字網(wǎng)絡(luò)化平臺管理，將前端數(shù)字采集到的數(shù)據(jù)利用無線通信終端,通過4G網(wǎng)絡(luò)傳回到控制中心及各監(jiān)控中心，實現(xiàn)分布監(jiān)控，集中控制和管理的功能。

土壤溫濕度傳感器通過485線纜與閥門控制器相連，閥門控制器通過lora與田間控制器通訊，采集的數(shù)據(jù)由田間控制器通過4G網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控中心。

水泵控制系統(tǒng)

水泵控制系統(tǒng)由控制器、PLC和水表組成。

水泵控制系統(tǒng)對深井潛水泵的水泵用電量、水泵機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、管道流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，通過4G網(wǎng)絡(luò)傳回到控制中心及各監(jiān)控中心，實現(xiàn)分布監(jiān)控，集中控制和管理的功能。

水泵機(jī)組的控制有三種控制模式：現(xiàn)場手動控制、遠(yuǎn)程手動控制和程序自動控制。水泵控制系統(tǒng)在本地存儲實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

PC端后臺管理系統(tǒng)

智慧灌溉云平臺是利用互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等現(xiàn)代信息技術(shù)為作物精準(zhǔn)灌溉提供云服務(wù)的智慧系統(tǒng)。智能灌溉云平臺監(jiān)測園區(qū)的作物、土壤墑情，合理制定灌溉計劃，包含自動模式、手動模式。通過設(shè)備在線操作、遠(yuǎn)程操作，有效實現(xiàn)了灌溉水的自動化管理。