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农业大棚精准智能自动化灌溉系统应用

点击次数:952 发布时间:2019-12-26

温室大棚精准智能灌溉系统

一、设计理念

农业温室大棚灌溉经历了两个传统阶段:传统低效、

易污染的人工撒施、灌溉阶段以及高度依赖于人工配肥,

需要亲临现场进行人工监管的简易水肥一体化应用阶段。

随着农业物联网技术的快速发展以及灌溉设施设备的革新,

智能温湿度控制及水肥一体化成为智慧农业未来的发展方向。

LD智慧灌溉品牌在吸收全球先进灌溉理念的基础上,全面引入智慧物联科技,

带来国际先进智能化遥控、水肥一体化、传感温室控制、提升管理效率的智慧农业理念。

LD智慧灌溉品牌通过自主研发全球先进水肥一体化设备,灌溉技术数字化,

结合物联网监控、土壤墒情、气象预测等新一代信息技术,建立温室大棚智能灌溉系统。

系统产品广泛应用于温室大棚育苗、冬季大棚种植等农业灌溉作业场景。

二、设计标准

本设计方案遵循以下灌溉技术规范:

《微灌工程技术规范》 SL103-95

《节水灌溉技术规范》 SL207-98

三、核心技术

LD智能灌溉系统掌握物联网智能浇灌核心技术,其中包括:

全自动浇水,智能传感控制技术;

多路计划自动排队浇水施肥,控制增压水泵浇水技术;

根据大棚温度自动风扇排气降温控制技术;

任意地点手机APP遥控浇水,全面支持中英文操作;

设备程序远程无线自动升级技术。

 

智慧大棚温控精准灌溉系统

LD智能灌溉产品与传统的灌溉设备比较主要有如下技术优势:

整个系统基于云计算和大数据技术,智能化程度大幅提高;

药肥自动配比混合技术,无需人工干预,大幅节省成本;

浇灌控制器手自一体设计,方便临时手动管理。

设备可根据当地情况实现本地化定制,可实现软件自动升级,无需现场人力开销。

手机APP与小程序对设备的工作状态,浇灌计划,实时气象,灌溉历史,节水数据,设备检修等均可以实现远程查看控制。

四、实现效果

智能传感数据采集分析:系统可实时精准采集土壤温度、土壤湿度、土壤EC值等土壤墒情,

以及空气温湿度、光照度、CO2浓度等环境数据,同时分析农作物全生长周期的生长需求、

未来72小时气象数据等,系统可为农作物制定科学的灌溉方案,将所需营养和水分定时、

定量自动输送给作物,指导农作物全生长周期科学生产。

智慧温室大棚遥控管理技术

作物生长全程监控:借助现场物联网监控网络、高清摄像头、无人机等技术,

工作人员可精确获取作物生长环境、作物生长情况、备远程控制执行情况、

气候变化等,及时调整灌溉、植保等农事活动。

远程水肥管理:控制利用先进的压力灌溉系统,将肥液与灌溉水按需配比,

一体化精准、均匀地输送到作物根部。同时借助远程控制技术,实现无人职守自动灌溉,

大幅节约劳动力,提升生产效率,降低成本。

  

                                 智能水肥一体化系统

 

五、核心设备甄选

智能灌溉核心设备是整个控制系统的关键要素。核心设备包括:

浇灌控制器、电磁阀、滴灌微喷头等。下表是全球灌溉控制器同类产品性能比较。

 

大面积农业灌溉无线电磁阀编解码系统区别于有线电磁阀和NB独立无线电磁阀:

传统有线电磁阀系统电线预埋施工成本高,容易被二次施工挖断;

通过一台智能灌溉主机,一张4G/5G物联网流量卡连接互联网,每台主机可以查看36路电磁阀的工作状态,维护成本低廉;

NB无线电磁阀,每一个电磁阀就是一个节点,手机软件显示复杂,难于管理;

NB无线电磁阀系统每个电磁阀要一张流量卡,维护成本高,检修成本高。

无线编码解码控制器

无线水动力充电模块:水动力充电的基本原理是,无线电磁阀通过水流动力取电,

不再依赖干电池或太阳能取电杆维持电量,省去换电池的维护烦恼。

LD自充电模块在预埋水管或改造水路时即安装完成,隐藏在水路中不易察觉,

不影响其他周边水路铺设,是目前的无线灌溉取电系统。

智能农业灌溉系统选用PVC-U、PE管挖沟预埋,配置及维护简单,

配合9伏低压电磁阀,系统安全、可靠,同时提升农业管理水平。

 

水取电系统工作原理(不需要太阳能杆)

LD品牌提供从1寸至6寸各种规格的低电压电磁阀供各种农业场景使用,包括:

农庄、大田、温室大棚、育苗、节水滴灌等。全系列电磁阀均有两线和无线方案,

用户可根据应用场景及经济性要求进行选配。

气动水力电磁阀持久耐用

专业浇灌APP软件是LD智慧灌溉团队在成熟远程控制经验的基础上实现的全中文化软件,

智能浇灌控制箱手动可以操作的定时浇灌设置,在手机APP上都有相应的功能实现。

负责浇灌的工作人员可通过随身携带的手机,随时调整设备的浇灌行为,

无需频繁驱车到现场进行手动操作,节约调整设置的时间,提升管理智能化水平。

手机APP还拥有大量手动操作无法达到的功能,其中包括:控制系统及每一个浇灌点命名,拍照,多路浇水配置;

调整浇灌计划频率以及浇水时长;

启用天气数据对现场用水量进行智能调节,温度高时自动多浇水,温度低时自动减少水量;

根据现场应急情况,通过手机APP 可随时随地调整浇灌配置,发挥移动操作终端的优势。

智能浇灌控制箱在户外可以通过4G路由器或已经部署的Wi-Fi系统连接互联网,

并实现与云端服务器的数据交换,在任意地点进行远程遥控和数据上传。

用户可通过手机APP实时查看用水量,通过图表直观显示。

手机APP界面图

六、智能温湿度控制系统

大棚排风降温系统通过每个大棚内独立的温湿度传感器与风扇继电器开关实现开关联动。

用户通过手机APP设置大棚要控制的温度阈值,当温度达到该阈值,

控制器将自动打开排风继电器,使大棚内温度降低;

当温度低于设置的阈值,排风扇自动关闭。

当大棚内湿度低于手机APP软件设置的湿度阈值,

控制系统将驱动水力电磁阀进行微喷加湿灌溉。

智能排风换气系统

七、控制系统拓扑图

有线通讯方式拓扑图

 

LoRa无线通讯方式拓扑图

八、施工设计

除了选择优秀的智能灌溉系统核心产品外,智能浇灌系统效果的好坏取决于系统施工设计的水平,

LD智慧灌溉团队有专业化的设计团队为全国渠道商及终端用户做系统施工设计,可达到一致性的高标准设计。

项目名称:陕西汉中苹果育苗温室大棚系统

系统设计:农业大棚实现经济的自动灌溉是全行业的努力方向。

我们经过持续探索和不懈努力,为传统温室大棚引入有线电磁阀控制、

无线电磁阀控制、温湿度传感器联动管理等方案,获得较好的经济效益。

农业大棚引入智能化的吊挂微喷控制方案,实现了标准化的浇灌,是高水平农业大棚发展的必由之路。

我们率先产业化使用的无线电磁阀灌溉系统,已经获得农业大棚用户的广泛认可。

设备操作说明:该系统作为工业级智能灌溉的标准配置产品,

通过LoRa无线互联网接入可实现手机APP遥控及PC分级管理。

全自动浇水系统通过预埋水管,预装喷头,系统设定温湿度后,全天候自动工作。

位于陕西省汉中市的新型苹果大棚育苗基地,采用智能化循环间隔雾化喷淋育苗系统。

该基地每盆苹果幼苗价值上万元,十分昂贵,要求很高精度的喷淋循环控制系统。

该系统通过LoRa自动组网分组顺序控制技术实现秒级精度的雾化喷淋育苗灌溉。

水路设计:系统的供水设计为田间井水。因工程已有自己布置好的管道,所以无需再重新布置。

出水口管道皆为DE50 PE管,每个大棚通过一只1.5寸电磁阀进行灌溉控制。

在大棚顶部,每隔3米距离安装一个微喷吊挂,可保证微喷灌溉全覆盖。

新型苹果育苗大棚灌溉系统

无线组网:所有区域已有Wi-Fi覆盖,并通过无线通讯系统进行远程控制。

系统优势:

智能浇灌控制系统可设定秒级精度定时循环运行,无线电磁阀节约埋线施工成本;

无线温湿度及流量传感器无需担心挖断电线,维护简单;

无线分组自动排序雾化微喷育苗灌溉;

温湿度自动传感监测,并通过风机实现大棚通风管理。

温室大棚智能灌溉系统示意图

推进方案:系统安装按照系统设计,控制箱安装、阀门安装、整体调试的顺序,依次进行施工安装。

先完成子系统测试,例如先在办公区先装一套设备,进行测试喷水,待验收后再完成整个系统的整合调试。安装调试的推进原则是,采用先试通一个再全面铺开的实施思路,以降低系统实施过程中的设计、沟通、技术等不确定性风险。

九、实施方案

LD智能灌溉品牌,作为整体智能灌溉系统提供方将推动执行整个系统的施工和调试,施工人员乙方安排。

施工方将定期向甲方报告工程进度,以及需要甲方配合完成的电源、水源、无线网等事项。

调试阀门水路要严格按照水电技术规范要求,进行逐一技术满足性调试,并做好记录。

整个系统调试通过后,要进行为期一周的系统试运行,在试运行期间,

安装施工人员需要对所有的出水点进行定期检查,确保按照系统设计的预期进行工作。

没有按照预期工作的设备需要进行更换或修改设置,使其正常工作。

同时,项目团队还将安排系统操作培训,使整个系统能够稳定地交付到用户手中,确保用户满意。

 

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