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智慧农业灌溉系统_农业智能化灌溉_解决方案
点击次数:106 发布时间:2019-08-27 打印本页面 返回

    智慧农业灌溉系统也叫农业智能灌溉系统,由托普云农自主研发生产,该智慧农业灌溉系统不仅可以提高源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低农产品的成本。基于传感器技术的智慧农业灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。
    智慧农业灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号通过A/D模块转换,将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号,输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%-60%RH为标准湿度值,实际测得的湿度信号与50%-60%RH比较,可以分为:在这个范围内,超出这个范围,小于这个范围三种情况。
    可编程控制器将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值,相应的调节电动机的转速,电动机带动水泵从水源抽水,需要灌溉时,电磁阀就自动开启,通过主管道和支管道为喷头输水,喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力,在电磁阀的一侧安装一块压力表,保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程,避免发生因为水压不足,喷头射程减少的现象。整个系统协调工作,实现对草坪灌溉的智能控制。
    综上所述,要实现智能灌溉,系统需要有可编程控制器、传感器、A/D模块、变频器、电动机、水泵、电磁阀、管网和喷头等设备。
    可编程控制器:负责发出和接收各种运行程序指令,是整个控制系统的中枢部分。
    传感器:由于本次设计时间比较仓促,忽略了温度对灌溉的影响,因此没有使用温度传感器,只使用了土壤湿度传感器。通过传感器采集土壤里的湿度信号,判断是否需要灌溉。
    A/D模块:因为可编程控制器不能接收模拟信号,所以需将传感器的电压或电流信号转换成数字信号。
    变频器:通过改变电动机的转速调节喷灌流量,达到节水的目的。
    电动机、水泵:由电动机带动水泵从水源抽水,为喷灌系统提供一定的压力。
    电磁阀:控制喷头的喷灌与否。
    喷头:实现均匀喷洒,便于充分吸收。
    管网:灌溉系统输送水的管路。
    四、智慧农业灌溉系统的设计特点
    1、系统模块化、层次化设计,以提高效率,增加可维护性,便于扩展;
    2、灵活的硬件配置,用户可以任意升级、更换被控硬件设备,而不需要更换软件;
    3、人机界面友好,实现灌溉过程的无人值守,减少人员的工作强度,提高灌溉效率;
    4、抗电磁干扰的能力强,保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能可靠地运行;
    5、故障自动检测功能,提高系统的健壮性,各种设备的布局要求美观。
    五、智慧农业灌溉系统的9大功能
    为了最大限度地节约喷灌用水和实现智能控制,灌溉系统必须具备以下功能:
    1、数据采集功能:可接收土壤湿度传感器采集的模拟量。模拟量信号的处理是将模拟信号转变成数字信号(A/D转换)。
    2、控制功能:具有定时控制、循环控制的功能,用户可根据需要灵活选用控制方式。
    自动控制功能:可编程控制器通过程序将传感器检测的湿度信号与预先设定的标准湿度范围值相比较,如果检测的湿度值超出了设定湿度值,(低于设定值则调大电动机转速,高于设定值则调小电动机转速)则自动调节电动机转速,进行灌溉操作。
    定时控制功能:系统可对电磁阀设定开、关时间,当灌溉的湿度值达到设定的湿度值时,电动机自动停止灌溉。
    循环控制功能 :用户在可编程控制器内预先编好控制程序,分别设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间,系统按设定好的时间自动循环灌溉。
    变速功能:当前所测的土壤湿度值与预先设定的最适宜草坪生长的湿度值50%—60%RH比较,分为大于、等于、小于三种结果,即可将湿度分为高湿度、中湿度、低湿度三种状态。在控制面板上表现为高湿度、中湿度、低湿度三个指示灯。变频器根据土壤湿度的三个状态自动调节电动机的转速,电动机设有高速,中速,低速3种旋转速度,分别对应高速,中速,低速三个指示灯。
    4、自动转停功能:控制系统根据土壤的干湿度情况自动启动喷灌,控制电动机以所需的转速转动,喷头喷灌5分钟,停2分钟,再喷5分钟后自动停转。
    5.、电动机过载保护功能:当电动机过载时,电动机立即停止转动,灌溉过程中止,并且故障指示灯闪烁报警,过载消除后自动恢复运转。
    6、阴雨天自动停止:利用湿度传感器的开关量作为一个可编程控制器的输入信号,实现控制相关程序的功能。
    7、省电功能:定时控制器在断电时正常计时,故采用其作为可编程控制器的电源控制。在定时灌溉控制时间之内,由定时器接通可编程控制器的电源,可编程控制器按预先编制的程序依次打开各控制设备电源,并根据输入信号的变化随时调整程序的执行。在非系统工作时间里,定时器自动断开可编程控制器的电源,这样既减少了系统耗费的电能又延长了设备的使用寿命。
    8、急停功能:当出现紧急意外事故时,按下急停按钮,电动机立即停止运转,阀门关闭,喷头停止灌溉。
    9、故障自动检测功能:当灌溉系统出现故障,如水管破裂(水压为零),传感器故障,电动机故障,变频器故障,电磁阀故障等,水泵立即停止运行,电磁阀关闭,故障报警灯闪烁并伴有警笛声响起。操作人员可以按下“消音”按钮以解除铃响,但故障指示灯仍在闪烁,直到故障消除,故障指示灯才自动停止闪烁。

 

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