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     本項(xiàng)目系黑龍江省科學(xué)院研究基金項(xiàng)目，主要研究?jī)?nèi)容是利用先進(jìn)的無線通信、嵌入式智能控制技術(shù)，使土壤墑情數(shù)據(jù)采集、噴灌機(jī)運(yùn)行控制、深井泵啟?？刂啤⑥r(nóng)田灌溉地塊管理成為一體。該控制系統(tǒng)實(shí)施后實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域性農(nóng)田灌溉全自動(dòng)化集中管理與控制。該系統(tǒng)通過智能化管理可對(duì)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(shí)最大限度的節(jié)約了水資源，同時(shí)該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人值守的全自動(dòng)化運(yùn)行，這樣，對(duì)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(jìn)一步提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 主要的技術(shù)內(nèi)容： 1、基于GPRS技術(shù)的農(nóng)田自動(dòng)化節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究主要研究以下幾點(diǎn)： 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(duì)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(fēng)速等數(shù)據(jù)計(jì)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(diào)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(fèi)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(zhì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，根據(jù)農(nóng)作物的不同與土質(zhì)的不同計(jì)算農(nóng)作物的灌溉用水模型，實(shí)現(xiàn)按需灌溉、按物灌溉。 2、基于GPRS技術(shù)的農(nóng)田自動(dòng)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(shí)時(shí)采集地塊土壤墑情信息，中心站則通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行巡測(cè)和召測(cè)數(shù)據(jù)及分析、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。 2）分區(qū)自動(dòng)灌溉： 根據(jù)不同的農(nóng)作物、地形，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分區(qū)灌溉，從而保證農(nóng)作物的需水量的同時(shí)由節(jié)約用水。 3）數(shù)據(jù)處理功能 中心站具備對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、校驗(yàn)、分類等處理，加注接收時(shí)標(biāo)，建立計(jì)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(hù)功能： 土壤墑情采集終端站、噴灌機(jī)控制站避雷保護(hù)，以使設(shè)備在遭受雷擊時(shí)不易損壞。 主要技術(shù)指標(biāo)： 量程-50～+80；分辨率0.1；測(cè)量精度±0.2；采集周期1～30分鐘；存儲(chǔ)容量＞2年；工作溫度-30-70℃；存儲(chǔ)溫度-30-70℃ 關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容： 1）基于GPS技術(shù)的土壤墑情信息采集器的自動(dòng)定位技術(shù) 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(jī)以后自動(dòng)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(jì)算機(jī)上，中心主站計(jì)算機(jī)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(shí)際布設(shè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，該技術(shù)的應(yīng)用可大量的減少工作人員的工作量。 2）應(yīng)用于土壤墑情監(jiān)測(cè)終端站中的GPRS數(shù)據(jù)流量計(jì)量及超量報(bào)警技術(shù)。 由于土壤墑情信息采集器布設(shè)在灌區(qū)的任意位置，并且布設(shè)點(diǎn)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(luò)方式通信，這樣每個(gè)土壤墑情采集器的GPRS流量監(jiān)測(cè)及報(bào)警至關(guān)重要，一旦超量就會(huì)引起設(shè)備通信終端，從而導(dǎo)致該灌區(qū)的噴灌機(jī)停止運(yùn)行。土壤墑情信息采集器可自動(dòng)監(jiān)測(cè)每個(gè)月GPRS流量，當(dāng)流量達(dá)到包月流量的80%時(shí)系統(tǒng)提示報(bào)警，通知工作人員繳費(fèi)。 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(zhì)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，根據(jù)農(nóng)作物的不同與土質(zhì)的不同計(jì)算農(nóng)作物的灌溉用水模型，實(shí)現(xiàn)按需灌溉、按物灌溉。該技術(shù)將在中心主站計(jì)算機(jī)上建立農(nóng)作物需水模型，操作人員只需要在中心主站計(jì)算機(jī)上選擇一下灌區(qū)的種植的農(nóng)作物即可，然后計(jì)算機(jī)將根據(jù)所選擇的農(nóng)作物自動(dòng)計(jì)算該區(qū)的需水量并設(shè)置灌溉啟停閥值，布設(shè)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(jì)算機(jī)以后，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)分析、比對(duì)從而制定灌溉命令，并自動(dòng)啟動(dòng)深井泵和噴灌機(jī)工作，在此期間系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤墑情數(shù)據(jù)以及噴灌機(jī)工作狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到要求以后系統(tǒng)將自動(dòng)停止噴灌機(jī)，噴灌全過程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jì)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(dòng)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(yùn)營維護(hù)費(fèi)用很高。通過本控制系統(tǒng)的應(yīng)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(chǎng)前景。 21世紀(jì)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(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，推廣節(jié)水灌溉也已成為世界各國為緩解水資源危機(jī)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水資源的利用率對(duì)緩解我國水資源緊張、改善生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。