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灌溉系统的无线远程监测

来源:控制工程网2019.01.29阅读 24926

  灌溉系统对农业运营至关重要,能够确保向作物和牲畜及时分配水。滴灌和洒水系统最常用用于农场,根据作物、水源和田地大小的不同,采用不同的方式来灌溉土地。为了更聪明地工作,农民们正在采用无线技术来管理不同灌溉系统的方方面面。  
  无线传感器控制系统可在具有不同地形和结构的大型农场内发挥功能,可实时了解灌溉系统的电机、泵、阀门、流量和其它参数的运行状态。农场工人可以通过智能手机或笔记本电脑,非常便利的从控制中心远程检索信息。  
  除了自动收集数据外www.cechina.cn,这些无线遥测系统经过配置,可用于关停运营并发送运行状态变化的通知。在异常情况出现时,运营人员可以立即进行调整,以确保维持必须的系统功能。  
  收集的数据可下载到分析软件中,用于计算和分析水和电力的使用情况,也就是分析与灌溉系统运行相关的大量费用。用户可以以每小时或每天为基础,对有关流量、液位、应用速率等信息进行趋势分析,以便更深入地了解灌溉运营情况并做出适当调整。
  转向无线自动化
  许多农场仍然手动监控灌溉系统。为此www.cechina.cn,工人必须前往不同的地点,检查电机运行状态、水量、仪表和泵的连接情况,并每天记录测量结果。农场可能非常广阔,占地数千英亩,并且由众多较小地块组成。由于农场可能包含一些相距数英里的灌溉系统,因此检查可能需要多名工人。  
  虽然现场检查可以确保系统正常工作,但他们无法提供有关电源或用水的详细情况。这些信息有助于识别潜在的问题,例如水泵中异常高的电流。农场也不能量化用于灌溉或处理作物的水量或化学品的数量。此外,两次检查之间发生的故障,也可能会导致运营的巨大损失。
  无线远程监控系统使农民能够通过平板电脑、计算机甚至智能手机,非常便利的进行远程监视和控制灌溉系统的方方面面。无线遥测系统无须前往多个地点,无须手动检查电机和泵控制工程网版权所有,而是通过从位于灌溉系统不同组成部分的仪器中收集数据,来提供水压、泵的状态、泵水流和其它关键操作参数的自动和实时状态,从而可以减少工作量。  
  无线监控系统经配置可以提供异常状态警报,以便技术人员能够快速诊断电机故障和管道泄漏等问题。它们可以使灌溉系统恢复到最佳运行状态,并避免过量灌溉等不利情况。农民可以查看每小时、每天和长期工况下水利用的历史信息,以确定数量、水位和应用率的趋势。例如,如果农民发现无论每天的用水量是50加仑还是100加仑,产量都是相同的,那么减少特定作物的用水量可以减少电力消耗,从而可以节省电力成本和整个农场的能耗。
  由于施肥适当可以生产出高质量的作物,因此精准施肥至关重要。遥测系统与流量计配合使用,以优化与水混合的化学品数量,准确处理作物,同时由于不会过度使用昂贵的化肥,从而可以节约资金。过量或未充分处理作物也会影响产量。 
  图1显示了滴灌系统远程监控系统的配置。安装在滴灌系统各组件 (水源、水泵和管道) 上的传感器,可以提供数据,然后通过无线电节点将这些数据传输到中央网关。  

图1:这是滴灌系统远程监控系统的一种可能配置。安装在滴灌系统各组件 (水源、水泵和管道) 上的传感器提供数据,然后通过无线节点将这些数据传输到中央网关。  图片来源: Signalfire 

  无论是通过电池还是通过太阳能,节点都会为传感器供电。作为中央处理中心,网关以Modbus 格式,存储网络节点的最新读数,然后通过格式化需要传递到控制中心的数据,来管理出站通信。以太网接口模块,可以将来自网关的信息绑定到基于网页的工具 (如笔记本电脑或手机)。
  跟踪不同的参数
  多功能遥测系统允许用户使用不同的传感器来监控灌溉系统的方方面面。在网络中www.cechina.cn,农场主可以使用: 
  ●用于跟踪泵和喷嘴压力的压力传感器
  ●测量泵电流的电流表
  ●测量水和化学品应用的流量计
  ●监测储罐液位的液位传感器
  ●监测土壤含水量的水份传感器
  覆盖更广泛的区域
  由于不需要使用电缆(电缆会限制有线系统的使用),无线传感器控制系统可以在更广泛的范围内运行。在网状网络中工作的无线遥测系统,允许节点在更大的范围内自我配置为类似的网络结构,而不需考虑丘陵、建筑物和其它结构的限制。节点可以从一个农田跳到另一个农田,然后返回到位于监视点的网关,例如灌区的总部。强大的网关,可容纳来自多个现场传感器的数百台收发器的输入,使网络能够覆盖一个占地1万英亩的大型农场,这大致相当于15平方英里。以太网接口模块,将网关连接到局域网 (Lan)、Wi-Fi 网络或蜂窝调制解调器,从而将信息传递给现场运行人员。遥测系统可以实现远距离广播信息。
  数据对于智慧农业的实施十分关键。更智能的运行www.cechina.cn,可带来更高的成本效益。无线远程监控系统,使农民能够更好地控制和了解其灌溉系统的运行情况,从而更好地决定水、化学和电气的使用情况,以实现更精确的灌溉,获得更高的投资回报。除了降低成本,农民还可以实现在与电力和用水相关的能源需求较低的情况下运营。(作者:Sandro Esposito) 
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