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水肥一体化智能灌溉系统设计(二)

发布日期:2019-08-09 作者:XF 点击:

接上篇


3.水肥一体化智能灌溉系统组成

智能化灌溉系统可分为6个子系统:作物生长环境监洲系统、远程设备控制系统、视频监测系统、通信系统、服务器和用户管理系统。

(1)作物生长环境监测系统 作物生长环境监测系统主要为土壤墒情监测系统(土壤含水量监测系统)。土壤墒情监测系统是根据示范区的面积、地形及种植作物的种类,配备数量不等的土壤水分传感器,以采集示范区内土壤含水量,将采集到的数的数据进行分析处理,并通过嵌人式智能网关发送到服务器,示范区用户根据种植作物的实际需求,以采集到的的土壤墒情(土壤含水量)参数为依据,实现智能化灌溉。通过无线网络传输数据,在满用户可根据需要调整采集器的位置。

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(2)远程设备控制系统  远程设备控制系统实现对固定式施肥机以及水肥体化基础设施的远程控制。预先设置施肥机开闭的阈值, 值根据实时采集到的土壤含水量数据,生成自动控制指令,实现自动化灌溉功能。也可通过手动或者定时等不同的模式实现施肥机的远程控制。此外,系统能够实时检测施肥机的开闭状态。

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(3)视频监测系统 视频监测系统实现对示范区关键部位的可视化监测,根据示范区的布局安置高清摄像头,一般安装在作物的种植区内和固定式喷灌机的附近,视频数据通过光纤传输至监控界面,园区管理者可通过实时的视频,查看作物生长状态及灌溉效果。

(4)通信系统 如果域范围往往比较广阔,地形复杂,有线通信难度较大。本系统拟采用ZigBee网络实现示范区内的通信。ZzgBee网络可以自主实现自组网、多跳、就近识别等功能,该网中心  络的可靠性好,当现场的某个节点出现问题时,其余的节点会自动寻找其他最优路径,不会影响系统的通信链路。

ZigBee 通信模块转发的数据最终汇集于中心节点,进行数据的打包压缩,然后通过嵌人式智能网关发送到服务器。

(5) 服务器 服务器为一个管理数据资源并为用户提供服务的计算机,具有较高的安全性、稳定性和处理能力,为智能化灌溉提供数据库管理服务和WEB服务。

(6) 用户管理系统   用户可通过个人计算机和手持移动设备,通过Web浏览器登录用户管理系统。不同的用户需要分配不同的权限,系统会对其开放不同的功能。例如,高级管理员一般为示范区相关主要负责人,具有查看信息数据、控制设备等权限;一般管理员为种植管理员、采购和销售人员等,具有查看数据信息、控制设备、记录作物配肥信息和出入库管理等权限,访问者为产品消费者和政府人员等,具有查看产品声场信息、园区作物生长状况等权限。用户管理系统安装在园区的管理中心,具体设施包括用户管理系统操作平台,可提供实时查看师范区作物生长情况。

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4.水肥一体化智能灌溉系统功能

智能化灌溉系统能实现如下功能:环境数据的显示查看及分析处理、智能灌溉、作物生长记录、产品信息管理等。

(1)环境数据的显示查看及分析处理 一是环境数据的显示查看。在系统界面上能显示各个土壤墒情采集点的数据信息,可设定时间刷新数据。数据显示类型包含试试数据和历史数据,能够查看当前实时的土壤水分含量和任意时间段上的土壤水分含量(如:每月或当天示范区土壤的墒情数据);数据显示方式包含列表显示和图形显示,可以根据相同作物的不同种植区 城或相同区城不同时间段据进行对比,以曲线、柱状图等形式出现。二是环根据采集到的土壤水分含量,结合作物实际生长过程中对含量的具体需求,设置作物的打开准联阀门的水分含量阀值:环境数据的分析处理,土壤水分依据不同作物对土壤水分含量的需求,设定灌溉时间、灌溉周期等。

(2)智能灌溉 本系统可实现三种灌溉控制方式:按条件定时定周期灌溉,多参数设定灌溉和人工远程手动灌溉等。一是按条件定时定周期灌溉:根据不同区城的作物种植情况任意分组,进行定时定周期灌溉,二是多参数设定灌溉:对不同作物设定适合其生长的多参数的上限与下限值,当实时的数值超出设定的阈值时, 系统就会自动打开相对应以城的电磁阀,对该区域进行灌溉,使参教值稳定在设定数值内。三是人工手动,动进行远程灌既操作.  管理员可通过管理系统,手动进行远程灌溉操作。

(3)作物生长记录  通过数据库记录各个区域的环境数据、灌溉情况、配肥信息、作物长势以及产量等信息。

(4) 产品信息管理 园区管理员录入各区域内作物的配肥情况、长势、农药的喷洒情况、产品产量质量、产品出入库管理、仓库库存状况以及农作物产品的品级分类等信息。

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