【灌溉系統(tǒng)】-智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

、、、智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)50%—60%RHA/D針對(duì)灌溉水利用系數(shù)較低,文中提出一種基于嵌入式智能灌溉控制系統(tǒng)。依托無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集灌區(qū)作物需水信息,匯聚到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送給主控中心,中心主機(jī)根據(jù)信息確定灌溉狀態(tài)并計(jì)算灌水量,控制灌溉設(shè)備工作實(shí)現(xiàn)智能灌溉;依托Internet管理員有權(quán)對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理,滿足了規(guī)模0.60.9。系統(tǒng)結(jié)合了無線傳感、計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),解決了精確農(nóng)業(yè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。16%30%。2012智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)背景1/8灌溉造成水資源浪費(fèi)8,520HydroPointChrisSpain30%300%。4,50058%，這些被浪費(fèi)的水54.4在中國農(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%，70%～80%，因而，解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問題，對(duì)于緩解水資源的緊缺是非常重要的。我們的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生了。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)整體方案圖2/8PAGEPAGE3/81、系統(tǒng)模塊化、層次化設(shè)計(jì)，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(jí)、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(shí)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(dòng)檢測(cè)功能，提高系統(tǒng)的健壯性，各種設(shè)備的布局要求美觀。通信方式控制系統(tǒng)系統(tǒng)上行數(shù)據(jù)與下行數(shù)據(jù)均采用了基于廣域網(wǎng)的先進(jìn)的無線傳輸方式進(jìn)行傳輸。上行數(shù)據(jù)包括：空氣溫度、濕度；土壤溫度、顯度；電磁閥及各控制器的工作狀態(tài)等信息。下行數(shù)據(jù)是指中央軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的傳遞路徑WEB形界面設(shè)定每個(gè)地塊的灌溉策略，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定量的無人值守的自動(dòng)灌溉。集群控制田間控制單元田間控制單元A/D電導(dǎo)率pHECpH系統(tǒng)控制方式靈活性灌溉控制系統(tǒng)，具有多種灌溉控制方式：系統(tǒng)可以脫離上微機(jī)而常年獨(dú)立運(yùn)行，有手動(dòng)灌溉，自動(dòng)連續(xù)灌溉，自動(dòng)間隙灌溉等不同灌溉方式，系統(tǒng)可以任意設(shè)定輪灌組，每個(gè)輪灌組可以設(shè)定按照任意天間隔進(jìn)行灌溉，每天可以設(shè)定多組不同啟動(dòng)時(shí)間。供電系統(tǒng)六要素氣象站由于氣象條件的空間變異特征明顯，因此在示范區(qū)內(nèi)配備氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)儀器，自動(dòng)采集所需6功能為了最大限度地節(jié)約噴灌用水和實(shí)現(xiàn)智能控制，灌溉系統(tǒng)必須具備以下功能：1.。2.控制功能：具有定時(shí)控制、循環(huán)控制的功能，用戶可根據(jù)需要靈活選用控制方式。（低于設(shè)定值則調(diào)大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，高于設(shè)定值則調(diào)小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）則自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行灌溉操作。3.50%—60%RH34.5255.6.7.5/88.急停功能：當(dāng)出現(xiàn)緊急意外事故時(shí)，按下急停按鈕，電動(dòng)機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，閥門關(guān)閉，噴頭停止灌溉。9.故障自動(dòng)檢測(cè)功能：當(dāng)灌溉系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如水管破裂（水壓為零，傳感器故障，電動(dòng)機(jī)故障，變頻器故障，電磁閥故障等，水泵立即停止運(yùn)行，電磁閥關(guān)閉，故障報(bào)警燈閃爍并伴有警笛聲響起。操作人員可以按下“消音”按鈕以解除鈴響，但故障指示燈仍在閃爍，直到故障消除，故障指示燈才自動(dòng)停止閃爍。微機(jī)控制節(jié)水系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)或園林灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)控制或手動(dòng)控制。a．微機(jī)控制噴灌和滴灌，大大節(jié)省日趨寶貴的水資源，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。c．自動(dòng)灌溉，大大節(jié)省人力資源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。方案50%—60%RH50%—60%RH水源：包括各種可能使用的水源的類型，如自來水、河流、井水、池塘等。視距離灌溉區(qū)的遠(yuǎn)近而定，重要的是所選水源必須要有足夠的供水量。6/8PAGEPAGE9/8電源模塊：穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要前提，要求電源模塊穩(wěn)定、可靠，留有一定的功率余量。UPS工作原理1.智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)工作原理智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)工作原理A/D50%—60%RH50%—60%RH2.智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)工作原理圖A/D①可編程控制器：負(fù)責(zé)發(fā)出和接收各種運(yùn)行程序指令，是整個(gè)控制系統(tǒng)的中樞部分。③A/D④變頻器：通過改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)噴灌流量，達(dá)到節(jié)水的目的。⑤電動(dòng)機(jī)、水泵：由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵從水源抽水，為噴灌系統(tǒng)提供一定的壓力。⑥電磁閥：控制噴頭的噴灌與否。⑦噴頭：實(shí)現(xiàn)均勻噴灑，便于充分吸收。⑧管網(wǎng)：灌溉系統(tǒng)輸送水的管路。意義一、當(dāng)前臨桂縣農(nóng)田水利工程建設(shè)存在的問題加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)，是提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、保證糧食安全的重要保障，也是增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)民生活環(huán)境，推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要工作。目前臨桂縣農(nóng)田水利仍面臨著基礎(chǔ)薄弱、機(jī)制不活等突出問題，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田水利建設(shè)仍然處在較低的水平。主要表現(xiàn)如下：1.水利設(shè)施陳舊絕大部分水利設(shè)施都是沿用上世紀(jì)六七十年代修起來的水利系統(tǒng)，設(shè)施不足，相當(dāng)一部分標(biāo)準(zhǔn)不高，工程老化失修，效益嚴(yán)重衰減，抗旱抗洪能力十分有限。隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所要求的條件自然也會(huì)越來越高，而水利系統(tǒng)作為農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，原有的農(nóng)田水利建設(shè)投入機(jī)制、組織方式已不適應(yīng)新形勢(shì)的需要，造成農(nóng)田水利建設(shè)的投入呈現(xiàn)不斷下滑的趨勢(shì)，農(nóng)民群眾投工投勞數(shù)量大幅度減少，一些農(nóng)田水利工程無人管護(hù)，損壞嚴(yán)重。農(nóng)田水利建設(shè)投入力度的減弱和建設(shè)滯后，其發(fā)展水平跟不上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展水平，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高節(jié)奏的生產(chǎn)需求，不僅直接影響當(dāng)前的糧食生產(chǎn)，而且嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的持續(xù)提高。2.缺科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低沒有符合實(shí)際的農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃，規(guī)劃缺乏科學(xué)性、合理性，加之資金短缺，導(dǎo)致部分水利設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，致使工程效益不高，甚至存在“半拉子”工程、重修建設(shè)等現(xiàn)象，水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱。3.水源林保護(hù)力度不足農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，林業(yè)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系最為密切，林業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全具有直接性、根本性、源頭性的不可替代作用。由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)工作部門人力資源緊缺、財(cái)力不足，在林業(yè)發(fā)展方面沒有獨(dú)立的運(yùn)作能力，加上國家財(cái)政對(duì)林業(yè)的投入落實(shí)到鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的規(guī)模太小，林業(yè)工作還存在許多急需解決的問題，林業(yè)發(fā)展水平的低下則導(dǎo)致水土涵養(yǎng)不足，進(jìn)而直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的水源保障，這也間接加大了農(nóng)田水利系統(tǒng)的壓力。4.設(shè)計(jì)存在缺陷在水利工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)單位在整個(gè)設(shè)計(jì)階段中施工方案基本無比較，只要方案可行即可，技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念不強(qiáng)。招標(biāo)設(shè)計(jì)階段的深度與可研階段差不多，無設(shè)計(jì)優(yōu)化。在進(jìn)入施工詳圖設(shè)計(jì)階段后，由于業(yè)主的干預(yù)，設(shè)計(jì)單位才對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行較細(xì)致地比較，導(dǎo)致進(jìn)入施工詳圖設(shè)計(jì)階段后設(shè)計(jì)修改很多。5.施工質(zhì)量無法控制水利工程施工質(zhì)量直接關(guān)系到水利設(shè)施的壽命以及工程的效益。目前，水利工程施工管理水平有了很大進(jìn)步，但仍存在施工隊(duì)伍的質(zhì)量參差不齊、質(zhì)量監(jiān)督制度不完善、建設(shè)單位管理體系不健全、施工管理中的不正之風(fēng)等問題，影響工程建設(shè)質(zhì)量。必須采取切實(shí)有效的措施，提高施工管理水平，提高工程建設(shè)質(zhì)量。6.資金短缺，管理粗放農(nóng)田水利建設(shè)和管理每年靠國家財(cái)政下?lián)艿馁Y金，只能夠在原來的基礎(chǔ)上對(duì)一些薄弱環(huán)節(jié)或者突然損壞的點(diǎn)進(jìn)行修補(bǔ)。在新的生產(chǎn)力水平下，當(dāng)?shù)厝罕妳s沒有經(jīng)濟(jì)能力對(duì)水利系統(tǒng)進(jìn)行有針對(duì)性的革新，只能沿用六七十年代的陳舊設(shè)施，這些陳舊的設(shè)施在新的生產(chǎn)力水平下并不能保證可以滿足生產(chǎn)需要,原有的農(nóng)田水利建設(shè)投入機(jī)制、組織方式已不適應(yīng)新形勢(shì)的需要。已建設(shè)的工程管理粗放，缺乏必要的維修改造，存在水庫淤積嚴(yán)重，興利庫容減小，調(diào)蓄能力降低；灌溉工程達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，老化失修嚴(yán)重；供水管道銹蝕，水量漏失嚴(yán)重等問題。二、加強(qiáng)我國農(nóng)田水利建設(shè)的有效措施要解決農(nóng)田水利面臨的問題，必須敢于創(chuàng)新，探索出一條符合當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)的道路。創(chuàng)新管理和使用機(jī)制、激發(fā)農(nóng)田水利的發(fā)展活力是農(nóng)田水利建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。這就需要在領(lǐng)導(dǎo)方式、投入方式、建設(shè)方式、管理方式、使用方式等方面都進(jìn)行革新。1.高度重視農(nóng)田水利建設(shè)在政府職能方面，各級(jí)政府首先要重視農(nóng)田水利建設(shè)，配合水利部門認(rèn)真做好農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃編制工作。抓緊對(duì)農(nóng)田水利工程進(jìn)行全面普查，編制農(nóng)田水利工程建設(shè)規(guī)劃。一方面，對(duì)農(nóng)田水利建設(shè)的現(xiàn)狀和未來做到“心中有數(shù)”。另一方面，也為開展農(nóng)田水利建設(shè)和安排國家補(bǔ)助資金提供依據(jù)。水利部門要對(duì)工程建設(shè)進(jìn)行有效、有力的監(jiān)控和指導(dǎo)，組建并完善基層農(nóng)田水利服務(wù)體系，并對(duì)農(nóng)村水利工程的建設(shè)和管理提供技術(shù)和理論支持。2.加大資金投入在投入方式方面，應(yīng)該對(duì)原來僅僅依靠單一的資金投入和農(nóng)民自行出工的模式進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，調(diào)整各級(jí)財(cái)政支出的結(jié)構(gòu)，把水利建設(shè)納入財(cái)政預(yù)算范圍。同時(shí)要繼續(xù)堅(jiān)持“政府補(bǔ)助和指導(dǎo)、農(nóng)民自愿和自主”的原則，充分發(fā)揮農(nóng)民的主體作用，處理好政府與農(nóng)民在農(nóng)田水利建設(shè)中的關(guān)系。此外還應(yīng)該拓寬資金來源的渠道，健康、穩(wěn)妥地把市場(chǎng)引入到水利建設(shè)當(dāng)中來，大力發(fā)展民營水利?！懊魑袡?quán)、開放建設(shè)權(quán)、搞活經(jīng)營權(quán)”，鼓勵(lì)和動(dòng)員私營企業(yè)投入農(nóng)田水利建設(shè)。3.建立健全建設(shè)管理程序（1）建立完善的管理程序。農(nóng)田水利工程內(nèi)容廣泛,完善建設(shè)管理程序,根據(jù)先申請(qǐng)規(guī)劃審批，再建設(shè)施工,后驗(yàn)收交付使用的原則進(jìn)行,廣泛宣傳,科學(xué)管理,使各地農(nóng)村中小型水利工程建設(shè)不斷向規(guī)范有序方面發(fā)展。（2）建立農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃審批制度。規(guī)劃是水利工程建設(shè)的前提，是搞好工程建設(shè),合理利用資源,使工程發(fā)揮更大效益的基礎(chǔ)依據(jù)。（3）推行工程勘察,設(shè)計(jì)招投標(biāo)和設(shè)計(jì)監(jiān)理制。通過招標(biāo)投標(biāo)制，引進(jìn)競爭機(jī)制，促使設(shè)計(jì)單位具有憂患意識(shí)，充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)單位的主動(dòng)性和積極性，促使設(shè)計(jì)單位提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。（4）建立施工準(zhǔn)入證制度。施工準(zhǔn)入證是指具有一定的水利施工技術(shù)和條件，能達(dá)到一定的施工管理水平的施工企業(yè)，準(zhǔn)許其進(jìn)行水利工程施工的一種制度。已取得水利施工準(zhǔn)入的企業(yè)，必須具備一定的技術(shù)人員。（5）建立竣工驗(yàn)收備案制度和實(shí)行嚴(yán)格獎(jiǎng)懲制度。（6）全面加強(qiáng)水利工程的使用管理及后期維護(hù)。4.加強(qiáng)生態(tài)工程建設(shè)，引用再生水灌溉技術(shù)在進(jìn)行農(nóng)田節(jié)水建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r、地形條件、人口密度、經(jīng)濟(jì)條件等進(jìn)行雨水收集工程的規(guī)劃，并且進(jìn)行統(tǒng)一的使用和管理。進(jìn)行農(nóng)田節(jié)水建設(shè)的根本目的是實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一、滿足人類生存發(fā)展的需求，而不是大肆開發(fā)河流。生態(tài)工程的實(shí)施，應(yīng)當(dāng)在充分考慮農(nóng)業(yè)用水量需求的前提下，確保河水的清澈干凈，保護(hù)魚蝦等水生物。這樣一來就能有效治理水土流失，解決水污染問題，進(jìn)而起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。在研究再生水灌溉技術(shù)過程中應(yīng)將確保灌溉對(duì)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)作物的安全性作為重要指標(biāo)。因此，應(yīng)展開污染物對(duì)農(nóng)作物的影響研究、污染物在土壤中的規(guī)律研究以及污染物對(duì)環(huán)境的影響等研究。通過進(jìn)行再生水灌溉技術(shù)研究，選擇最佳的灌溉方式、施肥模式來提高農(nóng)田節(jié)水建設(shè)的節(jié)水效果。農(nóng)田節(jié)水建設(shè)工作涉及內(nèi)容較多、范圍較廣想要做好農(nóng)田節(jié)水建設(shè)工作就必須牢牢把握農(nóng)田節(jié)水建設(shè)體系的基本思想，加強(qiáng)各部門、各行業(yè)之間的農(nóng)田節(jié)水建設(shè)體系的建設(shè)，上下聯(lián)動(dòng)、