農業是用水大戶，近年來農業用水量約占經濟社會用水總量的62%，部分地區高達90%以上，農業用水效率不高，節水潛力很大。大力發展農業節水，在農業用水量基本穩定的同時擴大灌溉面積、提高灌溉保證率，是促進水資源可持續利用、保障國家糧食安全、加快轉變經濟發展方式的重要舉措。
基本介紹
- 中文名：灌溉自動化
設計依據,系統方案介紹,系統組成,控制中心,系統優勢,
設計依據
《節水灌溉技術規範》SL207-1998、
《微灌工程技術規範》SL103-1995、
《土壤墒情監測規範》SL364-2006、
《建築電氣工程施工質量驗收規範》GB 50303-2011、
《自動化儀表工程施工質量驗收規範》GB 50131—2007、
《電子計算機機房設計規範》GB50174-93、
系統方案介紹
通尚科技智慧型灌溉系統的控制層由控制中心、首部控制層和田間控制層三個層級構成。該控制中心採用“分散控制，集中管理”的模式，灌溉系統中的首部控制器及其所控制的面積形成一個相對獨立的智慧型灌溉單元，可單獨操作。在此基礎上將地理位置接近，同屬一個管理機構的灌溉單元組網，接入到一個中央控制室進行集中管理。同時可配合小型氣象站和土壤墒情監測站實現全自動化精準節水灌溉。該方案集前端數據採集監測，後端數據存儲分析於一體，真正形成一套基於實時數據的智慧型節水灌溉系統解決方案。
控制中心可單獨控制某個首部控制器或田間控制器。監控中心可實時顯示和控制整個灌區的灌溉情況，通過GPRS通訊方式與首部控制器連線，灌溉計畫由控制中心下達到首部控制器，由其存儲並執行控制中心下發的指令，並根據灌溉計畫實時控制田間控制器的開啟。
該系統解決方案，可實時採集並存儲各類數據參數，如土壤溫濕度，氣象參數，不同植物生長參數，通過對這數據的長期跟蹤和分析，可針對不同的區域、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畫，實現精準灌溉、精準施肥，真正達到節水，增效，增產的目的，大力提升農業節水灌溉的科學管理水平。
系統組成
（1） 控制中心
控制中心設定在灌區管理中心，對其所管轄的灌區制定灌溉計畫，並將計畫實時下發到首部控制器執行，同時具備即時控制的功能。其設定應特別注意與管理模式相結合，其重要功能主要是根據採集數據制定合理的灌溉計畫，數據分析，檢測系統運行情況及告警等。
（2） 首部控制器
HCB5510型首部控制器通過GPRS方式與監控中心通訊，通過zigbee無線或CAN有線的方式與田間控制器通訊，可外接多個感測器，並可同時接入小型氣象站和土壤墒情站。
首部控制器本身自帶簡易灌溉管理軟體，可通過首部控制器下發灌溉計畫，該控制器可監測水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數，並可控制引渠進水閘門、水泵、過濾器沖洗以及施肥閥等。同時具有欠壓、缺相、相序、管路失壓、超額灌溉或非計畫用水等故障監測和報警功能。
（3） 田間控制終端
FCB5210型田間控制器根據首部控制器下發的命令執行電磁/電動閥的開啟。具備壓力、開度監測、充放電控制、上位機指令解釋執行、採集數據的上報及存儲、CAN有線或Zigbee無線通訊等功能。
控制中心
套用軟體是實現整個系統功能的載體，是系統最終能否發揮效用的關鍵所在，因此可以說管理軟體的好壞決定著項目的成敗。系統軟體為三層結構：
（1） 數據層
數據層主要完成各類數據的採集和存儲，如土壤墒情數據、氣象數據、植物生長數據、滲透率等。
（2） 套用層
該層的主要工作是制定和執行輪灌計畫。可根據灌溉的經驗數據，以及採集的氣象、土壤墒情等相關數據，制定科學合理的灌溉計畫。
灌溉計畫設計完成後，控制命令自動下發與首部控制器，之後由首部控制器操作田間控制器、水泵、閥門、施肥等設備的開啟與關閉。在灌溉的過程中，其可根據採集的氣象、土壤墒情等參數的變化情況，如降雨停灌，墒情超限停灌等，適時調整和最佳化灌溉計畫，並提醒後台管理人員，是否按照新的最佳化方案執行灌溉計畫。
（3） 界面層
界面層為軟體設計的最上層，整個界面層設計科學、美觀、易用、易維護；該層可提供豐富的數據分析，實時顯示灌區的灌溉情況氣象參數以及整個灌區的網路拓撲圖，可結合GIS等工具多採用圖形界面，能夠自動生成各類數據圖表。
系統優勢
行業領先：
模組化設計，統一的硬體平台，所有對外接口均進行EMC設計。系統設計借鑑電信級和汽車級的先進設計理念，行業領先的智慧型灌溉解決方案。
實時監控：
系統支持自動報警、告警分析和設備診斷功能，準確定位和診斷故障節點，可實時監控整個系統的運行情況。
先進管理：
平台採用無線基站的管理模式，整個系統功能更加豐富，容錯能力更強，系統運行更加穩定、可靠、易用。該平台成功解決了目前市場上同類產品的存在的某些缺陷，大大提升設備使用率和系統工作效率，充分降低了人力及系統維護成本。
分散式結構：
可與上層管理軟體對接，向下也可實現靈活組網，接口種類豐富，可同時接入10多種設備，具有強大的靈活性與可擴展性，滿足幾乎所有節水灌溉場景的需求
