一、概述
我國是世界上zui缺水的13個國家之一,人均只有2100立方米,僅為世界平均水平的28%,解決水資源危機的出路:一是開源,二是節(jié)流,就我國目前的發(fā)展階段和水平而言,節(jié)流是首要途徑。農(nóng)業(yè)用水約占全國用水總量的62%,部分地區(qū)高達90%以上,農(nóng)業(yè)為我國*用水大戶,所以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)智能高效節(jié)水灌溉,自然就成為我國緩解水資源供需矛盾的必然選擇。
灌區(qū)信息化監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了灌區(qū)供水遠程控制、水池/渠道水情實時測報、閘門遠程啟閉、用水量自動采集和圖像實時監(jiān)控等多項功能,達到了節(jié)約灌溉用水和科學、高效管理灌區(qū)的目的。
灌區(qū)信息化監(jiān)控系統(tǒng)為確保灌區(qū)工程安全運行、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置、提高用水效率和保障灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

- 系統(tǒng)介紹
1、灌溉自動化系統(tǒng)
自動化灌溉控制系統(tǒng)是將計算機技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)以及通訊技術(shù)結(jié)合起來,能夠檢測土壤墑情、環(huán)境特征,并依據(jù)檢測結(jié)果來決定灌溉量與灌溉時間,擺脫了傳統(tǒng)的全憑經(jīng)驗灌溉的灌溉模式,通過計算機程序,構(gòu)筑供水流量、壓力、土壤水分、作物生長信息、氣象資料的自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)。
比較穩(wěn)定可靠的農(nóng)用傳感器有測量溫度、降雨量、流量、相對濕度、土壤濕度、水面蒸發(fā)量、水位和電導率(土壤鹽分)等的傳感器。在自動化灌溉控制系統(tǒng)中,通過設(shè)置在田間的各類傳感器不斷獲取信息,并依賴以土壤特性和灌溉管理、農(nóng)作物需水規(guī)律的知識與模型為依據(jù),能夠?qū)崟r檢測土壤及作物的一些灌溉控制參數(shù),農(nóng)田實時水分狀況、通氣狀況、儲水數(shù)量、灌溉日期及灌水量的預報,根據(jù)檢測結(jié)果實現(xiàn)按需、精準灌溉,達到高效節(jié)水、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。
三、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡、遠程監(jiān)測設(shè)備和土壤墑情檢測設(shè)備四部分構(gòu)成。
監(jiān)控中心:硬件主要由服務器、計算機、交換機、打印機等組成。軟件主要有操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。
通信平臺:包括GPRS\CDMA網(wǎng)絡和INTERNET公網(wǎng)。系統(tǒng)計劃采用公網(wǎng)專線的組網(wǎng)方式,監(jiān)控中心需具備可上外網(wǎng)的固定IP地址。
遠程監(jiān)測設(shè)備:遠程監(jiān)測設(shè)備可根據(jù)供電類型分為市電供電土壤墑情監(jiān)測終端、太陽能供電土壤墑情監(jiān)測終端和電池供電土壤墑情監(jiān)測終端。針對土壤 墑情監(jiān)測點分散分布、不易布線的特點,建議選用太陽能供電型土壤墑情監(jiān)測終端。
土壤墑情檢測設(shè)備:根據(jù)監(jiān)測需求,可采用1路土壤水分傳感器實現(xiàn)單點墑情檢測;也可采用多路土壤水分傳感器,并將傳感器布置在不同的深度,實現(xiàn)監(jiān)測點的剖面土壤墑情檢測。
系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和應用
實時采集并存儲各類數(shù)據(jù)參數(shù),如土壤溫濕度,氣象參數(shù),不同植物生長參數(shù)。
通過數(shù)據(jù)的*跟蹤和分析,可針對不同的區(qū)域、不同的場景、不同的種植作物,制定更加合理的施肥和灌溉計劃,實現(xiàn)精準灌溉、精準施肥,真正達到節(jié)水,增效、增產(chǎn)的目的,大力提升農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的科學管理水平。

四、系統(tǒng)功能特點
土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測?,F(xiàn)場遠程監(jiān)測設(shè)備自動采集土壤墑情實時數(shù)據(jù),并利用GPRS無線網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸;監(jiān)控中心自動接收、自動存儲各監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)主要功能如下:
l 實時監(jiān)測土壤水分,各監(jiān)測點可靈活進行單路測量或多路剖面測量。
l 土壤水分超過預先設(shè)定的限值時,立刻上報告警信息。
l 可擴展土壤溫度、電導率、PH值以及地下水參數(shù)、氣象參數(shù)等監(jiān)測功能。
l 數(shù)據(jù)采集、存儲頻率可靈活調(diào)整,可遠程設(shè)置監(jiān)測設(shè)備工作參數(shù)。
遠程監(jiān)測設(shè)備只在采集數(shù)據(jù)時才給傳感器供電,一方面節(jié)約了能源,另一方l 面避免了因*供電導致土壤物理性質(zhì)變化所形成的測量誤差。
l 支持GPRS、短消息、局域網(wǎng)等多種通訊方式,*采用GPRS無線通訊。
l 可同時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上報至多個中心。
l 具備遠程設(shè)備維護功能,可擴展遠程拍照功能。
l 具備監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析功能,數(shù)據(jù)報表可導出、可打印輸出。
l 監(jiān)測系統(tǒng)軟件具備GIS功能,可在地圖上顯示各監(jiān)測點的詳細分布位置。
l 監(jiān)測系統(tǒng)軟件支持通過OPC接口與其它系統(tǒng)對接。
五、結(jié)論
GPRS農(nóng)業(yè)自動化灌溉系統(tǒng)將傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展,對灌區(qū)用水進行監(jiān)測預報,實際動態(tài)管理。采用傳感器來監(jiān)測土壤的墑情和農(nóng)作物的生長,實現(xiàn)水管理的自動化。高效農(nóng)業(yè)和精細農(nóng)業(yè)要求我們必須提高水資源的利用率。要真正實現(xiàn)水資源的高效,僅憑單項節(jié)水灌溉技術(shù)是不可能解決的。必須將水源開發(fā)、輸配水、灌水技術(shù)和降雨、蒸發(fā)、土壤墑情和農(nóng)作物需水規(guī)律等方面統(tǒng)一考慮。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水聯(lián)合調(diào)用,實現(xiàn)按期、按需、按量自動供水。
智能節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)解決方案智能節(jié)水灌溉監(jiān)控系統(tǒng)解決方案