睿農寶太陽能灌溉控制系統,低功耗高續航,節水增產大不同

傳統灌溉費時費力,不僅缺乏灌溉程度的把控,而且帶來一系列的水資源浪費和土地鹽鹼化問題。睿農寶太陽能無線灌溉控制器,不僅改變了傳統灌溉費時費力灌溉不精準的缺點,而且通過手機APP上即可完成遠程控制灌溉。

睿農寶太陽能灌溉控制系統,低功耗高續航,節水增產大不同

原有的節水灌溉系統雖然在降低作物灌溉制度,提高作物產量上有明顯的作用,但由於人工操作的可變性過大,致使灌溉的合理性無法得到進一步的提高。而睿農寶太陽能無線灌溉控制器是通過對土壤、作物、氣象等各類因素的採集、分析後由操作系統發送相關信息指令對田間各類控制閥門進行控制,以此來實現降低人工分析決策的不合理性因素對農業灌溉的影響。

1無線灌溉控制器工作原理

所謂的無線灌溉即利用田間佈設的相關設備採集或監測土壤信息、田間信息和作物生長信息,並將監測數據由物聯網監測終端收集,再通過物聯網傳輸終端傳到農業物聯網控制中心,在相應系統軟件分析決策下,對終端發出相應灌溉管理指令。

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無線灌溉控制器的工作原理為:通過土壤、氣象、作物等類傳感器及監測設備將土壤、作物、氣象狀況等監測數據通過墒情信息採集站,傳到計算機中央控制系統,中央控制系統中的各類軟件將彙集的數值進行分析,比如將含水量與灌溉飽和點和補償點比較後確定是否應該灌溉或停止灌水,然後將開啟或關閉閥門的信號通過中央控制系統傳輸到閥門控制系統,再由閥門控制系統實施某輪灌區的閥門開啟或關閉,以此來實現農業的自動化控制。

2無線灌溉控制器的組成

太陽能無線灌溉控制器的設備主要有供電系統、中央控制器、田間工作站(遠程網絡終端)、閥門控制器、電磁閥及田間信息採集或監測設備6個部分組成。

1供電系統

供電方式有兩種選擇:一是太陽能供電;二是市電供電。根據場景確定使用供電方式。

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2中央控制器

中央控制器(主站):主要有電腦、手機、iPad等設備及控制系統軟件組成。

控制系統軟件是安裝於電腦、手機、iPad等設備上的,其內容有信息採集與處理模塊、信息數據顯示模塊、信息記錄與報警模塊、閥門狀態監控模塊和首部控制模塊等組成。

現有自動化監測、控制系統除了具有預測預報等功能外,還在計算機上實現如下功能:過程監視、數據收集、數據處理、數據存儲、報警、數據顯示、數據管理和過程控制等。並實現實時過程智能決策,達到完全自動控制。

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3田間工作站(遠程網絡終端)

田間工作站(遠程網絡終端)的設計根據地形及設備信號接收的限制來確定佈設位置及個數。

在實際操作中若地形平坦,無遮擋物,信號傳輸效果好。則相應一個田間工作站可控制面積較大,反之,則田間工作站佈設較多。

田間工作站(遠程網絡終端)是中央控制器與閥門控制器及田間信息採集監測設備的中轉站。採集的信息需要通過中間站輸送到中央控制器,而中央控制器發送的指令則需通過田間工作站(遠程網絡終端)傳達到各個閥門控制器及田間信息採集監測設備。

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4閥門控制器

閥門控制器是接收由中央控制器傳來的指令並實施指令的下端。

閥門控制器直接與管網布置的電磁閥相連接,接收到田間工作站(遠程網絡終端)的指令後對電磁閥的開閉進行控制,同時也能夠採集田間信息,並上傳信息至田間工作站(遠程網絡終端)。一個閥門控制器可控制多個電磁閥。

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5電磁閥

電磁閥是控制田間灌溉的閥門。

電磁閥由田間節水灌溉設計輪灌組的劃分來確定安裝位置及個數。

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6墒情采集站及田間信息採集監測設備

田間信息採集及監測設備是自動化控制系統的最根本。

田間信息採集主要依賴於傳感設備。傳感設備就是能夠感受規定的被測量物並按照一定規律轉換成可能輸出信號的器件或裝置。自動化灌溉可能設計的傳感器主要分為:土壤類、作物類、氣象類及系統類傳感器。主要測量土壤水分、養分、溫度、作物水分、養分、長勢、氣象類的光照、蒸發、風速、雨量及系統類的水壓、閥門狀態、流量、水質等數據資料。經由墒情信息採集站將信息傳輸至中央控制器,通過中央控制器安裝的各類自動化監測軟件系統對採集的數據分析,再以數值和曲線形式顯示歷史與實的時參數值和變化曲線,並進行信息實時報警與記錄。

3產品參數

傳輸終端

功耗:12V 50-70ma之間啟動,平均60ma ->0.72W

輸入電壓:VIN < 14V

功耗:充電功率足夠: 14V 7ma靜態功耗

太陽能供電系統

輸入電壓:VIN < 24V

充電電流:3A(全速充電)

電池電量:10Ah

電池類型:鋰電池

輸出電壓:12V

1拖1電磁閥控制器

輸入電壓:VIN < 24V

控制電磁閥類型:脈衝式電磁閥

一體式內置充電,控制功能,布點靈活

功耗:12V 3ma靜態功耗 命令操作動態功耗15ma

1拖4版本控制器

輸入電壓:VIN < 19V

控制電磁閥類型:脈衝式電磁閥

16路交流電磁閥控制器

輸入電壓:AC220V

輸出電壓:AC24V

控制電磁閥路數:16路(用於線路已規劃佈置好的場景)

對接方式:多線對接方式,連接上輸出端子即可

支持的電磁閥類型: 控制方式:常閉型通電開閥

供電方式:交流24V

4軟件介紹

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pc端軟件平臺頁面

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手機端軟件平臺頁面

5系統特點

01大幅度提升水源利用率,水源利用率提高了40~50%

02實時在線遠程監測,迅速實現大面積灌溉

03根據土壤水分等相關參數自動反饋控制灌溉

04提高產量投運該系統可增產20~30%

6無線灌溉控制器系統的配置

無線灌溉控制器可根據用戶不同層次的實際需求,由灌溉自動控制子系統、農田墒情監測子系統、作物生長圖像採集子系統、水肥智能決策子系統、作物網絡化管理平臺等多個子系統配置,能為用戶提供多種管理選擇方式。依據工程基礎條件、管理水平、項目投資等因素來確定項目子系統類型的配置及灌溉方式的選擇。

1無線灌溉控制器的灌溉方式選取

根據現狀節水灌溉模式及管理水平目前已實現的控制灌溉方式主要分為3 類,在實際操作中可根據具體情況選取適合自己的控制灌溉方式:

無線灌溉控制器灌溉方式

由於實際情況中存在墒情采集及分析水平不足的因素,在現狀自動化控制中主要還是依據節水工程設計中規定的耗水定額、灌溉時間及作物的需肥等數據來作為自動化控制發出命令的依據。

根據節水設計可進行閥門編組輪灌,可供選擇的輪灌方式有:①灌水時間設定輪灌:根據設定時間編組輪灌;②灌溉量設定輪灌:根據墒情及土壤的監測結果預設灌溉制度進行輪灌並施加肥料;③隨機設定輪灌:根據實際需要進行任意閥門編組輪灌,包括補灌。

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人工參與控制灌溉方式

系統以土壤溼度臨界值主參數(可包括氣象信息、作物視頻診斷等)進行人工參與智能化控制灌溉;用戶也可根據墒情監測結果,通過4G網用手機隨時進行智能化控制。

手動控制灌溉方式

在系統出現意外情況下,可人工手動進行電磁閥開啟。以保證連續灌溉不會中斷,不誤農時。

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2無線灌溉控制器典型設計

典型地塊選擇

某地有58 hm2 的地塊作為典型設計田塊,共計12 塊條田,長780 m,每塊條田寬60~65 m,水源滿足要求,種植作物為紅棗,株行距1.5 m×3 m,紅棗園建設已完成,確定滴灌工程的佈置形式為:地表水源→首部→地埋幹管→地埋支管→滴灌管的形式。考慮滴灌與自動化工程的結合,確定分幹管兩邊鋪設支管為長短管形式。一條分幹管可以管4 塊條田,則一個閥門控制器可控制4 個電磁閥,相比較一個支管灌溉2 塊條田的方案,閥門控制器可減少一半。

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中央控制器的選擇

由於本典型設計的面積較少,而且未有大面積實施的計劃,因此中央控制站可設置在首部附近,即省去了管理需鋪設線路的投資,而且便於現場管理。

田間工作站的設置

由於該地塊十分規整,田間工作站可均勻佈置於條田中,共需要設置6 個田間工作站, 由於距離中央控制器500 m範圍內且無明顯遮擋物,信號傳輸效果好,可將佈置於附近的2 個田間工作站省去,因此最終確定佈設4 個田間工作站。

閥門控制器及電磁閥的設置

依據滴灌工程輪灌製度的劃分,在滴灌系統每個支管的出地樁處均加設電磁閥一個,由於是長短管設計,位於同一位置的出地樁處的電磁閥由一個閥控器控制。最終確定電磁閥60 個,閥控器15 個。

各類傳感器及墒情信息採集站的設置

在典型滴灌設計的基礎上,由於該區土壤類型單一,均勻,傳感器可適當減少佈置量。根據管理水平僅佈設水分傳感器。共設置水分傳感器12 個,墒情信息採集站6 個。並在中央控制系統配套墒情監測系統軟件。


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