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智能滴灌系统
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生产厂家浙江托普云农科技股份有限公司是一家服务于农的国家高新技术企业,致力于成为全球领xian的智慧农业综合服务商,秉承“用科技改变传统农业,用服务缔造美好生活”的使命,利用人工智能、物联网、大数据、互联网、区块链等信息技术,聚焦数字农业核心技术闭环,精炼智能装备、软件平台、大数据应用三大业务体系,提供集数据采集、分析决策、精准执行与科学管理于一体的数字农业一站式综合解决方案,为农业农村农政体系数字化转型、农业生产数字化应用及科研数字化创新提供重要的装备技术支撑与数据服务。
公司成立于2008年,总部坐落于杭州,旗下拥有浙江森特信息技术有限公司、杭州托普仪器有限公司等多家子公司,业务范围覆盖全国。托普云农通过信息技术与农业专业、软件与硬件协同的双轮驱动战略,创新升级技术,研发、迭代200+智能硬件装备,联动物联网平台,构建农业生产全要素的智慧数据采集、管理决策系统,打造农业大脑;搭建省市级乡村大脑,落地多跨应用场景;开发数字乡村服务应用,建设农业产业大脑。截至目前,数字农业综合解决方案服务地图覆盖上万个乡镇,涵盖千余市县农业云平台、万余服务经营主体。
公司目前是全国农业技术推广服务中心全面战略合作单位,农业农村部耕地质量监测保护中心战略合作单位,浙江省农业农村厅战略合作单位。先后获得国家高新技术企业、全国专精特新重点“小巨人”企业、国家传感器网络标准工作组成员单位、浙江省省级重点农业企业研究院、浙江省省级院士专家工作站、杭州市重点拟上市企业、杭州市准独角兽企业等荣誉,目前有员工600余人,研发技术人员占比达40%。截至目前,公司已研发了70余种传感器和130多种智能装备,国家专li191项,软件著作权374项,国家标准1项,行业标准5项,团体标准6项,地方标准2项。
据悉,智能滴灌系统实用性强,灌溉定时定量,适用范围广,功能强大,操作简单,可广泛应用于粮食、蔬菜、花卉、果树、大棚等灌溉管理。
一、系统组成
浙江托普物联网研制的智能滴灌系统由首部枢纽、管路和滴头组成。
1.首部枢纽:包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是 抽水、施肥、过滤,以一定的压力将一定数量的水送入干管。
2.管路:包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器 等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。
3.滴头:其作用是使水流经过微小的孔道,形成能量损失,减小其压力,使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面,亦可以浅埋保护。
二、系统功能
浙江托普物联网包括现代温室和普通温室两种类型,系统主要实现以下功能。
(1)人工干预灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,可实现一次性多个阀门的自动灌溉控制。
(2)定时定量灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,系统可实现一个月内多个阀门的自动灌溉控制。
(3)条件控制灌溉功能:利用土壤水势传感器监测土壤的含水量,实现多个阀门的全自动灌溉控制。
(4)过滤器反冲洗功能:当自冲洗过滤器两端的压差达到设定压力时,计算机可自动控制过滤器逐一进行冲洗。
(5)多种控制方式的穿插和记忆保存功能:控制方式的优先级别顺序为过滤器反冲洗>人工干预>定时定量=条件控制。
(6)灌溉信息的统计、查询、打印功能。
(7)温室内外环境因子的实时监测功能。
(8)系统运行状态的动态显示功能。
(9)系统传感器的通断选择及校正功能。
(10)系统的报警及安全保护功能。
(11)田间电磁阀的任意分组功能。
(12)水泵恒压变频控制功能。
三、工作原理
1 灌溉控制
灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。
2 营养控制
营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。
3 过滤器自动反冲洗控制
过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。
4 优先权控制
根据不同控制的重要程度和紧急程度,系统控制的优先权级别划分为3级。zui高级为过滤器反冲洗控制,即不论系统正在执行什么任务,只要接到过滤器反冲洗指令,立即中断当前的工作,执行过滤器反冲洗控制,反冲洗完毕,恢复系统原运行状态。次高级为人工干预灌溉控制,zui低级为定时定量和条件控制灌溉控制。任何高一级控制都可随时中断比它级别低的控制,并可逐级恢复中断前系统的运行状态。这样,使系统的应用更加方便实用。
5 环境监测
为保证温室内植物在适宜的环境下生长,提高作物的产量和品质。FICS-1型智能化控制系统可在线进行温室内外的环境监测,主要监测因子有温室内外的温度、湿度、光照度、CO2浓度。根据不同作物生长所需的温度、湿度、光照度、CO2浓度等,设置环境因子的上下限报警值。当达到设定值时,计算机控制系统会发出声光报警,提醒用户介入进行处理,这样可以防止对作物造成伤害。
四、主要特点
(1)功能强大,操作简便。拥有人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,用户可根据实际情况选用。同时系统还拥有过滤器反冲洗、信息查询、环境监测等多种功能;全中文界面,方便用户使用。
(2)系统硬件配置高,性能稳定,价格低廉;系统控制硬件选用进口的PLC和触摸屏、工控机和板卡,执行机构为进口的电磁阀、水泵,保证了系统的可靠性和稳定性。系统关键设备如自冲洗过滤器、文丘里注肥器、PH/EC监测仪实现了国产化,降低了系统造价,该系统价格比同类进口产品低40%左右。
(3)节水、节肥、省工、降低劳动强度,提高了自动化管理水平。
(4)系统规格齐全,产品系列化;拥有现代温室滴灌智能控制系统、大规模日光温室滴灌智能控制系统,系统的控制流量为10~50 M3/H,用户可根据实际需要选用。