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     本項目系黑龍江省科學院研究基金項目，主要研究內(nèi)容是利用先進的無線通信、嵌入式智能控制技術，使土壤墑情數(shù)據(jù)采集、噴灌機運行控制、深井泵啟停控制、農(nóng)田灌溉地塊管理成為一體。該控制系統(tǒng)實施后實現(xiàn)了對區(qū)域性農(nóng)田灌溉全自動化集中管理與控制。該系統(tǒng)通過智能化管理可對管理的灌溉地塊制定最優(yōu)灌溉方案，在滿足農(nóng)作物需水的同時最大限度的節(jié)約了水資源，同時該系統(tǒng)可實現(xiàn)無人值守的全自動化運行，這樣，對于大面積農(nóng)田灌溉來說可最大限度的降低人員與車輛的成本，從而進一步提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。 主要的技術內(nèi)容： 1、基于GPRS技術的農(nóng)田自動化節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究主要研究以下幾點： 1）系統(tǒng)如何將土壤濕度、溫度、氣象信息、水文信息以及專家意見等對灌溉決策有影響的因素加以融合，使系統(tǒng)做出正確的灌溉決策。 2）通過土壤濕度、溫度、氣象信息、風速等數(shù)據(jù)計算土壤水分蒸散量數(shù)據(jù)模型，并根據(jù)數(shù)據(jù)模型調節(jié)中心站與采集終端的數(shù)據(jù)通信頻率，盡可能的減少GPRS流量，從而降低GPRS使用費用。 3）建立農(nóng)作物模型數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫信息與土質信息進行數(shù)據(jù)融合，根據(jù)農(nóng)作物的不同與土質的不同計算農(nóng)作物的灌溉用水模型，實現(xiàn)按需灌溉、按物灌溉。 2、基于GPRS技術的農(nóng)田自動化節(jié)水灌溉系統(tǒng)提供如下功能： 1）土壤墑情采集、傳輸功能： 系統(tǒng)實時采集地塊土壤墑情信息，中心站則通過GPRS網(wǎng)絡進行巡測和召測數(shù)據(jù)及分析、存儲數(shù)據(jù)等。 2）分區(qū)自動灌溉： 根據(jù)不同的農(nóng)作物、地形，系統(tǒng)可實現(xiàn)分區(qū)灌溉，從而保證農(nóng)作物的需水量的同時由節(jié)約用水。 3）數(shù)據(jù)處理功能 中心站具備對接收的數(shù)據(jù)進行檢查、校驗、分類等處理，加注接收時標，建立計算用表和數(shù)據(jù)庫，查詢和檢索數(shù)據(jù)，顯示、打印和繪制土壤含水量分布圖等功能。 4）防護功能： 土壤墑情采集終端站、噴灌機控制站避雷保護，以使設備在遭受雷擊時不易損壞。 主要技術指標： 量程-50～+80；分辨率0.1；測量精度±0.2；采集周期1～30分鐘；存儲容量＞2年；工作溫度-30-70℃；存儲溫度-30-70℃ 關鍵技術內(nèi)容： 1）基于GPS技術的土壤墑情信息采集器的自動定位技術 本部分主要研究的是將GPS模塊嵌入到土壤墑情信息采集器上，其GPS模塊在開機以后自動定位本土壤墑情信息采集器的地理位置，并通過命令上傳至中心主站計算機上，中心主站計算機再根據(jù)該地理位置在組態(tài)畫面上定位并顯示該土壤墑情信息采集器的位置，這樣該土壤墑情信息采集器所采集的土壤墑情數(shù)據(jù)就為實際布設點數(shù)據(jù)，該技術的應用可大量的減少工作人員的工作量。 2）應用于土壤墑情監(jiān)測終端站中的GPRS數(shù)據(jù)流量計量及超量報警技術。 由于土壤墑情信息采集器布設在灌區(qū)的任意位置，并且布設點不固定和數(shù)量眾多，而且所有的土壤墑情信息采集器全都采用GPRS網(wǎng)絡方式通信，這樣每個土壤墑情采集器的GPRS流量監(jiān)測及報警至關重要，一旦超量就會引起設備通信終端，從而導致該灌區(qū)的噴灌機停止運行。土壤墑情信息采集器可自動監(jiān)測每個月GPRS流量，當流量達到包月流量的80%時系統(tǒng)提示報警，通知工作人員繳費。 3）建立農(nóng)作物模型數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫信息與土質信息進行數(shù)據(jù)融合，根據(jù)農(nóng)作物的不同與土質的不同計算農(nóng)作物的灌溉用水模型，實現(xiàn)按需灌溉、按物灌溉。該技術將在中心主站計算機上建立農(nóng)作物需水模型，操作人員只需要在中心主站計算機上選擇一下灌區(qū)的種植的農(nóng)作物即可，然后計算機將根據(jù)所選擇的農(nóng)作物自動計算該區(qū)的需水量并設置灌溉啟停閥值，布設在該灌區(qū)的土壤墑情信息采集器將該灌區(qū)的土壤墑情數(shù)據(jù)上傳至計算機以后，計算機將自動分析、比對從而制定灌溉命令，并自動啟動深井泵和噴灌機工作，在此期間系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤墑情數(shù)據(jù)以及噴灌機工作狀態(tài)，當達到要求以后系統(tǒng)將自動停止噴灌機，噴灌全過程完全實現(xiàn)自動化。 目前我國農(nóng)業(yè)節(jié)水的發(fā)展現(xiàn)狀與農(nóng)業(yè)以至國家經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的要求還有很大的差距。這是由于傳統(tǒng)控制方式存在很多缺陷，自動化程度非常落后，所有操作都需要人工解決，這樣不僅工作效率低，而且運營維護費用很高。通過本控制系統(tǒng)的應用將完全解決上述的問題，所以本套控制系統(tǒng)具有非常廣闊的市場前景。 21世紀水資源正在變成一種寶貴的稀缺資源，水資源問題已不僅僅是資源問題，更是關系到國家經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展和長治久安的重大戰(zhàn)略問題。基于此，采用節(jié)水、節(jié)能的灌溉方法已成為全世界灌溉技術發(fā)展的總趨勢，推廣節(jié)水灌溉也已成為世界各國為緩解水資源危機和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。采用先進的節(jié)水灌溉技術，提高水資源的利用率對緩解我國水資源緊張、改善生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。