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田间智能化灌溉系统

kumb 大田种植 2021-04-15 11:25:16 136 0

(哈密市国家农业科技园区)

一、 企业基本情况

哈密市国家农业科技园区良种繁育场成立于2007年,位于新疆维吾尔族自治区哈密市,法 人代表杨永义。企业的经营主业为种植业,种植规模10000亩,主要种植哈密优质大率和棉花,全部实现了滴灌的节水方式。在此基础之上,良种场于2013年联合四川大学智能控制研究所和成都万江港利科技有限公司开始实施基于ZigBee物联网技术的智能化灌溉系统,如今已实施完成10000亩,实现了灌溉控制的自动化和部分智能化,在节省大量人力的同时,保证了灌溉的有效性和精准性。

二、 模式应用情况

(一) 基本建设情况

哈密市国家农业科技园区良种繁育场拥有10000亩种植基地,全部实现节水滴灌,主要种植 哈密优质大率和棉花,大率树龄4至5年,种植模式为矮化密植,株行距为3*1.5m。目前,良种场拥有地下水压采泵站104座,大型农机80多台。农场拥有管理人员10人,技术人员30人,年产大率3500吨,棉花3850吨。

(二) 物联网技术及产品使用情况

2013年联合四川大学智能控制研究所和成都万江港利科技有限公司在公司种植基地实施了 10000万亩基于ZigBee物联网技术的智能化灌溉系统,所有产品均由成都万江港利科技有限公司生产,并拥有全部知识产权(国家发明专利两项),已在国内大规模推广应用。所使用的主要产品包括如下:

产品名称

型号

功能

来源

价格

田间无线阀

门控制器

WJ1000

支持ZigBee无线通信 支持超低功耗<10pA

支持无线自组织功能

支持阀门状态智能判决

支持4路电磁阀们控制

支持5路传感器接入

成都万江

港利科技

有限公司

2900.00

田间墒情采

WJ2000

支持ZigBee无线通信

成都万江

3850.00

集站

-2

支持8路电压型传感器采集

支持4路电流型传感器采集

港利科技

有限公司


田间无线路

由器

WJ2000

支持ZigBee无线通信

ZigBee路由器工作模式和中继模式快速切换

成都万江

港利科技

有限公司

3850.00

田间首部控

制器

WJ3000

支持ZigBee无线通信

19寸触摸显示屏

图形化组态首部控制软件

2路串口、4路控制接口

具备水泵、施肥机联动功能

成都万江

港利科技

有限公司

16500.00

(三)物联关网技术应用解决方案

作物生长最佳的灌溉方式为“少量多次”灌溉,然而由于人工操作田间大量的阀门很难做到高 频次的精准灌溉,普通的自动化灌溉系统成本高、维护难度大、不适合在野外大规模推广应用,

目前的节水灌溉仍处于任由农户灌溉的阶段。本系统基于ZigBee无线自组织网络非常适合在野 外大规模部署,同时解决了功耗、稳定性和易用性的问题,使得野外大规模推广成为可能。

本次农场所建设的物联网智能化灌溉系统由管理中心、首部控制级和田间控制级三级构成, 每一级之间的设备由ZigBee无线自组织网络连接,进行数据交换。系统自动采集田间墒情信息和有关生长要素信息(气温、光照、降雨、湿度等),并根据田间数据生成灌溉建议,中心管理人员根据建议来决策;田间物联网控制设备根据指令控制电磁阀门和水泵进行自动化轮灌。系统的主要功能及特色如下:

功能:

1. 系统能够准确实现“少量多次”精量灌溉,有效提高水肥利用效率和作物产量;

2. 系统能够对全灌区的灌溉实现有效管控、统一调度、合理分配、节约用水;

3. 系统能够减少灌溉以及施肥过程的人工投入,让用户从灌溉中解放出来;

4. 系统能够实时显示灌溉情况,出现爆管、管道脱落、偷水等情况时能及时上报;

5. 系统能够自动记录、统计、分析灌溉、施肥、生产等数据,为精细农业提供支持;

6. 系统能够智能分析作物长势、天气、土壤墒情,指导生产,实现智能化灌溉。

特色:

1. 采用具有无线自组网能力的ZigBee技术,安装维护简便、运行无费用;

2. 全图形化操作界面,简单易用,非常适合农民朋友;

3. 射频功率(发射距离)智能可调;

4. 电磁阀状态智能判决、智能计量;

5. 优秀的灌溉数据分析能力;

6. 具备决策支持能力,逐步实现完全智能化。

(四)经济效益

1.大田滴管系统存在大量的阀门,轮灌时无论昼夜都需要投入人力“倒阀”,系统建成后不再 需要人员完成灌溉工作,每亩地平均节省人力75工时。

2.作物最佳的灌溉方式为“少量多次”,然而通过人力灌溉不仅工作量极大而且灌溉计划执行 的准确性很难得到保证。系统建成后进行自动化灌溉可按作物生长需要多次灌溉,有效提高产品和品质,平均10%以上。

(五)实施亮点

1. 实行自动化“少量多次”灌溉以来可提高灌溉用水效率,平均每亩节约用水60m3,节水率13%。

2. 系统根据监测湿润层深度和湿润情况进行水肥管理,在避免超量灌溉的同时还减少了肥料流失,地下水污染的问题。

3. 系统建成以后已成为区域内高效节水与物联网技术应用的典范,2013成功迎接了年全疆节

水大会的召开,起到了良好的示范意义。

附:技术路线图

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