滴灌自动化在新疆

新疆滴灌自动化现状孙丽娟滴灌自动化现状新疆滴灌技术应用现状新疆滴灌技术发展经历项目分析一二三四五滴灌自动化存在问题智能化软件平台建设六总结一、滴灌技术在中国我国是一个农业大国，农业发展是我国的一个重点发展对象。我国处在亚热带地区，水资源短缺严重，这是制约农业发展的重要因素之一。农业灌溉经历了一个由人工灌溉到人工滴灌的过程，由传统浇地上升到利用滴灌技术对作物根部进行灌溉技术的过程。传统农业：人们农业的方式很有限，主要是通过人工完成，生产过程需要消耗大量的人力。按全国灌溉面积8亿亩，目前有效灌溉应用比例仅3%左右。全国3000万亩左右，主要是设施园艺、棉花等经济作物。我国灌溉的现状2013年新疆农业高效节水灌溉面积达3770万亩以上。滴灌系统组成滴灌与传统的灌溉技术相比，其优点如下：（1）节水：能够真正做到适时适量地控制灌水量、灌水时间和灌水周期，从而能提高作物产量和显著提高水的利用率，利用现有的水灌溉更多的作物。以一口出水量80立方米/小时的机井为为例：漫灌的控制面积为300亩，年平均用水量为513立方米/亩，滴灌的控制面积为508亩，年平均用水量为140立方米/亩，扩大灌溉面积40%以上，年节水373立方米/亩，节水率50%以上。（2）节地：使用滴灌，节约了渠、沟用地，对于以前由于地势原因无法灌溉的零星荒地，都可开发利用，可增加耕地面积13%以上。（3）节约劳力：与漫灌相比，滴灌省去了平整土地，田间手工灌水、施肥等，降低了农民的劳动强度，节约了人员。“非充分灌溉的思想”没有得到落实人均单位种植面积达到一定限度，劳动生产率和亩产量有待先进技术提高。设备的运转效率和电能利用率有待提高。人为因素干扰灌溉制度的严格执行，灌水均匀度不能保证。现有的灌水模式制约水资源的利用率进一步提高。二、大田滴灌--现状调查结果滴灌技术“非充分灌溉的思想”没有得到落实，过去沟灌甚至漫灌的思想指导作物灌溉，坚持认为地面要淌水甚至形成地表径流。人为因素干扰灌溉制度的严格执行，灌水均匀度不能保证。三、滴灌自控系统组成和结构信息网络拓扑图Page14信息管理方案---系统结构图（温湿度采集器）（土壤湿度传感器）（自主网络）（土壤温度传感器）（首部控制器）（阀门控制器、电磁阀门）（自主网络）（中央控制器）系统装置工作示意图：自主网络装置采用自组数传电台方式，通过电脑对农田作物实现灌溉过程的自动化控制。•自动化控制灌溉通过对土壤、作物、气象等多种因素的采集、分析后，由操作系统发送相关信息指令，对田间各类控制阀门进行控制，降低了人工分析决策的不合理因素对农业灌溉的影响。节水灌溉系统通讯示意图第5组第4组第3组第2组第1组第2组第3组第4组第5组第1组开泵开泵成功开阀阀门打开检测状态打开成功轮灌模式滴灌自动化系统要达到的目标•1、遵守灌溉制度，达到水利学设计要求，保证灌溉均匀度。•2、提高设备运转效率和电机利用率。•3、根据作物不同生育期的需水规律合理分配灌水量。•4、实现高频灌溉，使有限的水资源得到最合理的分配。•5、减轻劳动强度，提高劳动生产率。水利信息化平台已有的职能•山洪灾害预警系统•水库实时监控系统•灌区运行调度水量监测系统•高标准膜下滴灌全自动灌溉系统•最严格水资源管理和农作物适时适量精准灌溉四、滴灌自动化存在的问题核心问题实践中需要突破问题•信号可靠传输问题田间灌溉控制站通讯方案有线网络GSM公网网络433MHz无线专网2.4G无线专网优点：1、通讯速度快2、通讯非常稳定3、不受地形影响4、无运行通讯费5、适合局部面积灌溉控制6、使用高杆作物系统优点：1、施工方便2、不需中继站3、扩展方便4、不受地形影响5、适合面积小人工手机控制优点：1、施工较方便2、通讯速度较快3、无线绕射能力较强4、受树木等障碍物影响较小5、适合大面积推广使用6、无运行通讯费优点：1、施工较方便2、通讯速度较快3、阀控器可实现路由4、无运行通讯费缺点：1、施工困难、2、线缆保护要求高2、成本随距离而增加3、线路损坏易造成大量阀门控制RTU失控4、电缆损坏故障点较难查找5、系统扩展困难6、大范围使用需建设中继站缺点：1、通讯速度稍慢，操作有迟疑；2、GSM网没有覆盖的地区无法使用3、有运行通讯费4、不受无委会管制5、受网络提供方制约6、特殊时期通信管制将不能使用缺点：1.受地形变化影响2.点对点距离有限3、大范围使用需建设中继站缺点：1、受地形变化影响2、无绕射能力3、树木等障碍物影响大4、可能受其它无线电设备的干扰5、受无委会管制6、点对点控制距离短7、大范围使用需建设中继站8、阀控器及中继器需架设较高9、不宜大范围使用通讯指标通讯速率1.2～9.6kbps开关阀速度小于10秒单段通讯总线电缆长度小于1.2km通讯速率9.6kbps开关阀速度小于35秒通讯距离无限通讯速率1.2kbps开关阀速度小于8秒点对点可视通讯距离800m/10mW/2m净高通讯速率9.6~19.2kbps开关阀速度小于15秒点对点可视通讯距离800m/50mW/2m净高滴灌自动化田间通讯方案选择实践中需要突破问题•野外能源提供问题●现有供电方案选择：电磁阀的供电有三种：线路供电、太阳能供电和电池供电。线路供电适合于交直流供电的电磁阀，电池供电适合于脉冲控制的电磁阀。太阳能可以作为各种电磁阀的电源，但一套完整的太阳能供电系统比较复杂，因此单阀采用太阳能供电不够经济。线路供电电池供电太阳能供电实践中需要突破问题•电磁阀低水损、可靠开启问题五、监控中心和软件平台---软件设计六、高效农业信息化发展阶段•高效节水向高效用水转变•农业高效节水信息化建设总体上仍处于试点、探索阶段。•集成通信、网络、感测、控制、显示技术，实现高效节水灌溉工程的信息自动采集、信息传输、存储与管理、辅助决策支持。•当前重点：建设国家防汛抗旱指挥系统和水资源管理信息系统•主要农作物的灌溉用水定额，建立节水型农业定额管理体系，继而形成总量控制管理体系。