智能节水灌溉监控系统解决方案

一、概述我国是世界上最缺水的13个国家之一，人均只有2100立方米，仅为世界平均水平的28%，解决水资源危机的出路：一是开源，二是节流，就我国目前的发展阶段和水平而言，节流是首要途径。农业用水约占全国用水总量的62%，部分地区高达90%以上，农业为我国第一用水大户，所以大力发展农业智能高效节水灌溉，自然就成为我国缓解水资源供需矛盾的必然选择。灌区信息化监控系统实现了灌区供水远程控制、水池/渠道水情实时测报、闸门远程启闭、用水量自动采集和图像实时监控等多项功能，达到了节约灌溉用水和科学、高效管理灌区的目的。灌区信息化监控系统为确保灌区工程安全运行、实现水资源优化配置、提高用水效率和保障灌区可持续发展发挥了重要作用。二、系统介绍1、灌溉自动化系统　　自动化灌溉控制系统是将计算机技术、传感器与检测技术以及通讯技术结合起来，能够检测土壤墒情、环境特征，并依据检测结果来决定灌溉量与灌溉时间，摆脱了传统的全凭经验灌溉的灌溉模式，通过计算机程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动化监测控制系统。　　比较稳定可靠的农用传感器有测量温度、降雨量、流量、相对湿度、土壤湿度、水面蒸发量、水位和电导率（土壤盐分）等的传感器。在自动化灌溉控制系统中，通过设置在田间的各类传感器不断获取信息，并依赖以土壤特性和灌溉管理、农作物需水规律的知识与模型为依据，能够实时检测土壤及作物的一些灌溉控制参数，农田实时水分状况、通气状况、储水数量、灌溉日期及灌水量的预报，根据检测结果实现按需、精准灌溉，达到高效节水、优质高产的目的。三、系统组成　　系统主要由监控中心、通信网络、远程监测设备和土壤墒情检测设备四部分构成。　　监控中心：硬件主要由服务器、计算机、交换机、打印机等组成。软件主要有操作系统软件、数据库软件、土壤墒情监测系统软件组成。　　通信平台：包括GPRS\CDMA网络和INTERNET公网。系统计划采用公网专线的组网方式，监控中心需具备可上外网的固定IP地址。　　远程监测设备：远程监测设备可根据供电类型分为市电供电土壤墒情监测终端、太阳能供电土壤墒情监测终端和电池供电土壤墒情监测终端。针对土壤墒情监测点分散分布、不易布线的特点，建议选用太阳能供电型土壤墒情监测终端。土壤墒情检测设备：根据监测需求，可采用1路土壤水分传感器实现单点墒情检测；也可采用多路土壤水分传感器，并将传感器布置在不同的深度，实现监测点的剖面土壤墒情检测。系统系统数据采集和应用实时采集并存储各类数据参数，如土壤温湿度，气象参数，不同植物生长参数。通过数据的长期跟踪和分析，可针对不同的区域、不同的场景、不同的种植作物，制定更加合理的施肥和灌溉计划，实现精准灌溉、精准施肥，真正达到节水，增效、增产的目的，大力提升农业节水灌溉的科学管理水平。四、系统功能特点　　土壤墒情监测系统可实现全天候不间断监测。现场远程监测设备自动采集土壤墒情实时数据，并利用GPRS无线网络实现数据远程传输；监控中心自动接收、自动存储各监测点的监测数据到数据库中。系统主要功能如下：l实时监测土壤水分，各监测点可灵活进行单路测量或多路剖面测量。l土壤水分超过预先设定的限值时，立刻上报告警信息。l可扩展土壤温度、电导率、PH值以及地下水参数、气象参数等监测功能。l数据采集、存储频率可灵活调整，可远程设置监测设备工作参数。　　远程监测设备只在采集数据时才给传感器供电，一方面节约了能源，另一方l面避免了因长期供电导致土壤物理性质变化所形成的测量误差。l支持GPRS、短消息、局域网等多种通讯方式，推荐采用GPRS无线通讯。l可同时将监测数据上报至多个中心。l具备远程设备维护功能，可扩展远程拍照功能。l具备监测数据、报警数据的统计、分析功能，数据报表可导出、可打印输出。l监测系统软件具备GIS功能，可在地图上显示各监测点的详细分布位置。l监测系统软件支持通过OPC接口与其它系统对接。五、结论　　GPRS农业自动化灌溉系统将传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。