智慧農業灌溉係統_農業智能化灌溉_解決方案

    智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統也叫農(nong) 業(ye) 智能灌溉係統，由托普雲(yun) 農(nong) 自主研發生產(chan) ，該智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統不僅(jin) 可以提高源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nong) 作物的產(chan) 量，降低農(nong) 產(chan) 品的成本。基於(yu) 傳(chuan) 感器技術的智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統是中國發展農(nong) 業(ye) 和精細農(nong) 業(ye) 的必由之路。
    智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統工作時，濕度傳(chuan) 感器采集土壤裏的幹濕度信號，檢測到的濕度信號通過A/D模塊轉換，將標準的電流模擬信號轉換為(wei) 濕度數字信號，輸入到可編程控製器。可編程控製器內(nei) 預先設定50%-60%RH為(wei) 標準濕度值，實際測得的濕度信號與(yu) 50%-60%RH比較，可以分為(wei) ：在這個(ge) 範圍內(nei) ，超出這個(ge) 範圍，小於(yu) 這個(ge) 範圍三種情況。
    可編程控製器將控製信號傳(chuan) 給變頻器，變頻器根據濕度值，相應的調節電動機的轉速，電動機帶動水泵從(cong) 水源抽水，需要灌溉時，電磁閥就自動開啟，通過主管道和支管道為(wei) 噴頭輸水，噴頭以各自的旋轉角度自動旋轉。灌溉結束時電磁閥自動關(guan) 閉。為(wei) 了避免離水源遠的噴頭不能被供給足夠的壓力，在電磁閥的一側(ce) 安裝一塊壓力表，保證個(ge) 噴頭的水壓滿足設定的噴灌射程，避免發生因為(wei) 水壓不足，噴頭射程減少的現象。整個(ge) 係統協調工作，實現對草坪灌溉的智能控製。
    綜上所述，要實現智能灌溉，係統需要有可編程控製器、傳(chuan) 感器、A/D模塊、變頻器、電動機、水泵、電磁閥、管網和噴頭等設備。
    可編程控製器：負責發出和接收各種運行程序指令，是整個(ge) 控製係統的中樞部分。
    傳(chuan) 感器：由於(yu) 本次設計時間比較倉(cang) 促，忽略了溫度對灌溉的影響，因此沒有使用溫度傳(chuan) 感器，隻使用了土壤濕度傳(chuan) 感器。通過傳(chuan) 感器采集土壤裏的濕度信號，判斷是否需要灌溉。
    A/D模塊：因為(wei) 可編程控製器不能接收模擬信號，所以需將傳(chuan) 感器的電壓或電流信號轉換成數字信號。
    變頻器：通過改變電動機的轉速調節噴灌流量，達到節水的目的。
    電動機、水泵：由電動機帶動水泵從(cong) 水源抽水，為(wei) 噴灌係統提供一定的壓力。
    電磁閥：控製噴頭的噴灌與(yu) 否。
    噴頭：實現均勻噴灑，便於(yu) 充分吸收。
    管網：灌溉係統輸送水的管路。
    四、智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統的設計特點
    1、係統模塊化、層次化設計，以提率，增加可維護性，便於(yu) 擴展；
    2、靈活的硬件配置，用戶可以任意升級、更換被控硬件設備，而不需要更換軟件；
    3、人機界麵友好，實現灌溉過程的無人值守，減少人員的工作強度，提高灌溉效率；
    4、抗電磁幹擾的能力強，保證係統在野外強電磁幹擾的惡劣環境下能可靠地運行；
    5、故障自動檢測功能，提高係統的健壯性，各種設備的布局要求美觀。
    五、智慧農(nong) 業(ye) 灌溉係統的9大功能
    為(wei) 了大限度地節約噴灌用水和實現智能控製，灌溉係統必須具備以下功能：
    1、數據采集功能：可接收土壤濕度傳(chuan) 感器采集的模擬量。模擬量信號的處理是將模擬信號轉變成數字信號（A/D轉換）。
    2、控製功能：具有定時控製、循環控製的功能，用戶可根據需要靈活選用控製方式。
    自動控製功能：可編程控製器通過程序將傳(chuan) 感器檢測的濕度信號與(yu) 預先設定的標準濕度範圍值相比較，如果檢測的濕度值超出了設定濕度值，（低於(yu) 設定值則調大電動機轉速，高於(yu) 設定值則調小電動機轉速）則自動調節電動機轉速，進行灌溉操作。
    定時控製功能：係統可對電磁閥設定開、關(guan) 時間，當灌溉的濕度值達到設定的濕度值時，電動機自動停止灌溉。
    循環控製功能 ：用戶在可編程控製器內(nei) 預先編好控製程序，分別設定起始時間、結束時間、灌溉時間、停止時間，係統按設定好的時間自動循環灌溉。
    變速功能：當前所測的土壤濕度值與(yu) 預先設定的適宜草坪生長的濕度值50%—60%RH比較，分為(wei) 大於(yu) 、等於(yu) 、小於(yu) 三種結果，即可將濕度分為(wei) 高濕度、中濕度、低濕度三種狀態。在控製麵板上表現為(wei) 高濕度、中濕度、低濕度三個(ge) 指示燈。變頻器根據土壤濕度的三個(ge) 狀態自動調節電動機的轉速，電動機設有高速，中速，低速3種旋轉速度，分別對應高速，中速，低速三個(ge) 指示燈。
    4、自動轉停功能：控製係統根據土壤的幹濕度情況自動啟動噴灌，控製電動機以所需的轉速轉動，噴頭噴灌5分鍾，停2分鍾，再噴5分鍾後自動停轉。
    5.、電動機過載保護功能：當電動機過載時，電動機立即停止轉動，灌溉過程中止，並且故障指示燈閃爍報警，過載消除後自動恢複運轉。
    6、陰雨天自動停止：利用濕度傳(chuan) 感器的開關(guan) 量作為(wei) 一個(ge) 可編程控製器的輸入信號，實現控製相關(guan) 程序的功能。
    7、省電功能：定時控製器在斷電時正常計時，故采用其作為(wei) 可編程控製器的電源控製。在定時灌溉控製時間之內(nei) ，由定時器接通可編程控製器的電源，可編程控製器按預先編製的程序依次打開各控製設備電源，並根據輸入信號的變化隨時調整程序的執行。在非係統工作時間裏，定時器自動斷開可編程控製器的電源，這樣既減少了係統耗費的電能又延長了設備的使用壽命。
    8、急停功能：當出現緊急意外事故時，按下急停按鈕，電動機立即停止運轉，閥門關(guan) 閉，噴頭停止灌溉。
    9、故障自動檢測功能：當灌溉係統出現故障，如水管破裂（水壓為(wei) 零），傳(chuan) 感器故障，電動機故障，變頻器故障，電磁閥故障等，水泵立即停止運行，電磁閥關(guan) 閉，故障報警燈閃爍並伴有警笛聲響起。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，故障指示燈才自動停止閃爍。