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淺談農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)
1、引言
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用為社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益，但是，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理手段相對落后，系統(tǒng)運(yùn)行操作工作量大，隨意性較大等人為影響因素導(dǎo)致管理不規(guī)范，缺乏穩(wěn)壓設(shè)施使工程設(shè)計(jì)灌溉效果難以實(shí)現(xiàn)，影響了灌溉技術(shù)效益的充分發(fā)揮。如何提高管理水平，減少人為因素影響，實(shí)現(xiàn)灌溉工程的設(shè)計(jì)灌溉效果，是進(jìn)一步提現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用效益的瓶頸，也是農(nóng)業(yè)率先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵技術(shù)之一。農(nóng)業(yè)灌溉自動控制技術(shù)的運(yùn)用，提高了農(nóng)業(yè)灌溉各方面的效率，保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本要求。
2、農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)正在逐步發(fā)展壯大，成為一種新型的、重要的灌溉模式。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)主要集中在兩大部分：
2.1 農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)的首部系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)系統(tǒng)控制總站包括有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)，由于有線系統(tǒng)成本較高，已逐漸被無線系統(tǒng)所替代。無線系統(tǒng)是使用電腦系統(tǒng)或單片機(jī)系統(tǒng)通過GPRS/GSM/1xRTT/CDMA，Wi—Fi，Bluetooth、ZigBee等通訊技術(shù)和modbus協(xié)議把各種模擬量或數(shù)字量轉(zhuǎn)化為電磁波信號，然后發(fā)送給田間子站，田間子站接收后轉(zhuǎn)化為脈沖信號命令閥門工作。
系統(tǒng)控制總站的傳輸距離和信號的穩(wěn)定性事研發(fā)的關(guān)鍵，通常方式有提高發(fā)送頻率和增大總站和子站電壓，調(diào)節(jié)好這兩者之間的比例關(guān)系，就能夠保證信號傳送的距離和連續(xù)性，保證灌溉命令被有效的執(zhí)行。
過濾器的研發(fā)。過濾器是灌溉水源狀況的一個基本保證。自動控制過濾器是通過過濾器上各種反饋裝置把過濾裝置的清潔狀況反饋給系統(tǒng)主站中的過濾器監(jiān)測系統(tǒng)，主站根據(jù)反饋數(shù)據(jù)對清潔狀況進(jìn)行智能分析，當(dāng)反饋數(shù)據(jù)低于系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)時，系統(tǒng)會根據(jù)清潔狀況自動發(fā)出沖洗時間、流量、流速等命令，同時還會發(fā)送定期沖洗命令，以保證灌溉水源的清潔程度。
自動控制過濾器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是反饋裝置的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫的建立，反饋裝置關(guān)系到?jīng)_洗次數(shù)和時間等相關(guān)參數(shù)，同時影響到自動控制過濾器得使用壽命;數(shù)據(jù)庫的采集是過濾器智能化基礎(chǔ)，建立充分全面數(shù)據(jù)庫要求設(shè)計(jì)人員對各種過濾器及其優(yōu)缺點(diǎn)有深入的了解。
2.2 農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)的田間系統(tǒng)的研發(fā)田間控制子站是接收系統(tǒng)控制總站發(fā)送的信號并把信號轉(zhuǎn)化成脈沖信號控制閥門的工作狀態(tài)。
田間控制子站對環(huán)境適應(yīng)性要求較高，由于田間控制子站大多是建立在植物周圍，植物對信號影響較大，這就要求子站接收信號的能力要很強(qiáng);植物附近露水較大，這就要求子站密封性很高;子站設(shè)計(jì)電源應(yīng)該充足，以保證信號的接受和閥門工作執(zhí)行的情況。
閥門執(zhí)行器。閥門執(zhí)行器是控制閥門工作的關(guān)鍵設(shè)備，現(xiàn)有的執(zhí)行器主要分為兩類：電磁式和機(jī)械式。電磁式主要是通過12V以上的電源來控制，機(jī)械式主要是通過微小的電源帶動微電機(jī)來控制。現(xiàn)階段主要是使用電磁式執(zhí)行器來控制閥門的工作。
閥門。灌溉自動控制使用的閥門種類主要是電磁調(diào)壓閥，是灌溉控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。由于國內(nèi)研發(fā)的農(nóng)業(yè)灌溉用電磁調(diào)壓閥基本屬于空白階段，現(xiàn)在國內(nèi)市場多數(shù)使用進(jìn)口電磁調(diào)壓閥，但是多數(shù)進(jìn)口調(diào)壓閥對水質(zhì)要求過高，抗堵性能差，這就在一定程度阻礙了灌溉自動控制技術(shù)在國內(nèi)的推廣。
電磁調(diào)壓閥的設(shè)計(jì)及選用要注意以下幾個技術(shù)參數(shù)：工作流量范圍、工作壓力范圍、抗堵塞能力、調(diào)壓效果等。
3、結(jié)束語
灌溉自動控制技術(shù)目前的研究方向是開發(fā)出簡便、適用、成本低、達(dá)到使人工開啟閥門變?yōu)殡娔X自動開啟閥門的灌溉自動控制系統(tǒng)。加快農(nóng)業(yè)灌溉自動控制系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)是保證灌溉自動控制技術(shù)在中國推廣的前提。
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