滴灌智能控制系统是为实现现代农业所提倡的节水、节肥、省力、高效而研发出的一种自动化控制灌溉浇水系统。 滴灌智能控制系统实用性强,灌溉定时定量,适用范围广,功能强大,操作简单,可广泛应用于粮食、蔬菜、花卉、果树、大棚等灌溉管理。托普就有这个系统的。
自动灌溉控制系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术。硬件部分由中央控制计算机、触摸屏、无线数据传输设备、测量控制单元和相应传感器、灌溉设备组成。数据采集和灌溉控制通过无线方式由计算机控制,实现对温室及田间的气象参数和灌溉参数的实时采集。当时我们这边找托普物联网来做过这个的,系统原理基本相同,就是在方案建设时会有些区别的。
近年随着设施农业[1]的迅猛发展,尤其是温室大棚,无土栽培,节水灌溉,工厂化养殖等在生产上得到前所未有的大发展,实现了农业工厂化生产,企业化运作,但美中不足是智能化程度与智能化普及率过低。虽然也有不少单位或个人引进了一些国外的计算机智能控制系统,如温室环境控制系统,施肥灌溉控制系统,工厂化育苗智能系统等。也真正实现了数字化、智能化、自动化,但投资过大,系统故障维护不便,而且经济效益过低,许多农业高科技园区多存在这个制约瓶颈。实现农业智能化对于大部份农民来说还是可望而不可及。开发低价位实用型的农业智能计算机系统已迫在眉睫,对于推进我国农业智能化进程具有极为重要的意义,同时也具有很大的市场商机。
智能化温室研究[2]是当今兴起的一门横跨生物学、计算机科学、电子科学、机械设计和环境控制等几大学科的综合了多种高新技术的边缘学科,而智能化温室种植业则被誉为“快速发展的工业”。
智能化温室是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的最先进的农业生产设施,是现代农业科技向产业转化的物质基础。它能营造相对独立的作物生长环境,彻底摆脱传统农业对自然环境的高度依赖。
2 分布式测控系统的应用现状及发展
目前采用PC机与多台以单片机系统为核心的智能仪表组成分布式测控系统[3]在当今的许多生产自动化领域已得到广泛应用,这种系统利用了单片机系统价格低、功能强、抗干扰能力好的特点组建适用于分布式现场的下位机,即智能仪表[4],同时也结合了PC丰富的软硬件资源,实现管理、控制功能强大,非常友好的用户界面。
在这种类型的应用系统中,稳定可靠、方便快捷的数据通讯是实现系统功能和控制的基础和保障,因此,根据系统的实际应用环境和特点,选择合适的通讯接口和通讯协议就显得十分重要了。
RS485是工业界使用最为广泛的双向、平衡传输线标准接口[5],以半双工方式通讯,支持多点连接,允许创建多达32个节点的网络,利用某些驱动器模块可使节点增至128个,传输距离远,最大传输距离为1200m,传输更远的距离可加中继器,传输速度快,1200m时,传输速度为100kbit/s,实际上,利用RS485接口构成的网络是只有物理层协议的现场总线网络,上层协议可自定义,比较灵活。最主要的是RS485总线型网络的组建费用相对于FF、PROFIBUS、CAN等真正的现场总线网络来说,不管从硬件成本还是软件成本都低得多,这也是RS485总线型网络在当今很多领域流行的主要原因之一。
农业大田智能灌溉控制系统
园林绿化智能灌溉控制系统
高尔夫球场智能灌溉控制系统
温室智能灌溉控制系统
高速公路绿化带智能灌溉控制系统
托普智能农业灌溉系统的工作原理主要包括:灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号通过A/D模块转换,将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号,输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%-60%RH为标准湿度值,实际测得的湿度信号与50%-60%RH比较,可以分为:在这个范围内,超出这个范围,小于这个范围三种情况。 可编程控制器将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值,相应的调节电动机的转速,电动机带动水泵从水源抽水,需要灌溉时,电磁阀就自动开启,通过主管道和支管道为喷头输水,喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力,在电磁阀的一侧安装一块压力表,保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程,避免发生因为水压不足,喷头射程减少的现象。整个系统协调工作,实现对草坪灌溉的智能控制。 综上所述,要实现智能灌溉,系统需要有可编程控制器、传感器、A/D模块、变频器、电动机、水泵、电磁阀、管网和喷头等设备。 ①可编程控制器:负责发出和接收各种运行程序指令,是整个控制系统的中枢部分。 ②传感器:由于本次设计时间比较仓促,忽略了温度对灌溉的影响,因此没有使用温度传感器,只使用了土壤湿度传感器。通过传感器采集土壤里的湿度信号,判断是否需要灌溉。 ③A/D模块:因为可编程控制器不能接收模拟信号,所以需将传感器的电压或电流信号转换成数字信号。 ④变频器:通过改变电动机的转速调节喷灌流量,达到节水的目的。⑤电动机、水泵:由电动机带动水泵从水源抽水,为喷灌系统提供一定的压力。 ⑥电磁阀:控制喷头的喷灌与否。 ⑦喷头:实现均匀喷洒,便于充分吸收。 ⑧管网:灌溉系统输送水的管路。