智能农业灌溉方案系统

智能农业灌溉方案系统将传感器的数据采集技术、嵌入式系统技术、无线自组网技术与人工智能理论相融合，引入气象参数和精准灌溉方案，对水田地区的智慧农业进行了系统的开发，并对其进行了实时监测。该系统采用无线自组网的方式向控制中心发送数据，采用精确的智能控制方法实现自动控制。采用自然降雨和精确灌溉技术，精确地控制了现场的电磁阀。最后，在确保作物生长的同时降低了有效的灌水量，减少了水资源的浪费。

  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。阀门控制系统是对农田灌溉片区运行管网实现水流截断和分输作用。系统采用全无线漫游组网，田间不需要铺设线路，通过分区管理，级联通讯，实现数据的远程传输。每一个电磁阀有一个专用名称，根据轮灌制定的计划开启电磁阀，监控中心给指定电磁阀或者轮灌组下达指令，开启电磁阀灌水，或关闭电磁阀停止灌水。可根据土壤水分含量，联动阀门控制器实现自动灌溉，系统中设定土壤水分阈值，当土壤水分低于设定值阈值时，开启电磁阀灌水，当达到阈值时，关闭电磁阀停止灌水。

阀门控制器通过线缆与电磁阀相连，阀门控制器通过无线（LoRa/4G）与田间控制器通讯，开关阀指令由田间控制器通过LoRa/4G通讯方式，发送给阀门控制器。

  高效农业和精细农业要求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。