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節水灌溉自動控制系統研究急需解決的問題

來源:http://www.biheckm810.com/     2022年03月31日 18:03


總體而言,當前我國的自動化灌溉控制系統總體上技術成熟度不夠高,控制功能不夠全面,推廣應用不夠廣泛,國產化率偏低。迄今為止,國內有關灌溉控制技術與設備的科學研究大多數是研究課題,有資金資助,但經常進行基礎和關鍵部件的研究,而產品的成套性和實用性往往考慮不周,產品成果轉化率不夠,與國外專業產品相比,還有較大的差距,市場競爭力不夠,國內灌溉系統很少實現施肥功能。目前我國節水灌溉自動控制系統研究還有以下幾個方面的問題急需研究:

一、建立更為完善的節水灌溉自動控制硬件系統設備構建基于互聯網控制的整體框架體系;

研制基于互聯網的控制硬件系統:各種介入互聯網的設備,如電話,手機,電腦等設備;研制具有網絡節點功能的控制器;研制支持節水灌溉控制系統的具有現場總線標準的各種執行機構;研制支持節水灌溉控制系統的具有現場總線標準的傳感器。


二、制定節水灌溉控制硬件設備標準未來幾年內,必須使節水灌溉系統中各個部件標準化、數字化,從而達到智能化的要求。

對于節水灌溉控制系統而言,需要解決的問題主要有以下四個方面:


 1、控制器的標準化、數字化。控制器是節水灌溉控制系統中的核心部件,完成控制器的標準化、數字化,才能信息實時采集、分時存儲、準確地對環境因子參數進調控。


  2、傳感器的標準化、數字化。傳感器是獲得信息的準確與否直接關系整個系統的測量精度和控制精度,節水灌溉自控系統選配傳感器的范圍廣,沒有統的標準。因此,必須從精度、可靠性方面綜合考慮,制統一的標準,選擇合理的數字化的智能傳感器。

3、執行機構的標準化、數字化。執行機構主要是依據農田或設施內溫度、濕度及土壤水分等因子進行控制的控制電路和設備。如電磁閥的開關等。以前所有設備均采用開關量,很難達到系統的實時性、可靠性。因此,開發標準化、數字化的執行裝置也是提高質量的重要因素。


  4、控制裝置的網絡化。對各個控制裝置開發標準的網絡通信接口,實現各節點相互通訊,數據共享,解決數據擁塞問題,實現對灌溉施肥設備的遠距離遙控。

 三、進一步完善環境對作物生長影響機制并研究響應的信息獲取方法?研究作物生長信息獲取方法,為作物生長精細調控提供科學依據。如基于視覺技術探測生物信息,用紅外技術探測作物葉面溫度滿足植物生長的需求(SPA);將植物電信號作為生理反饋信息,建立植物電位與環境因子的定量關系;利用多光譜反射原理探測植物生長狀況,如植物的水需求狀況;植物的營養需求狀況;植物的病蟲害狀況;植物的生長狀況等。

四、高集成度、智能化的噴微灌自動化控制理論、控制技術及控制器的研發進一步開發精確灌溉控制器及灌溉設備,主要包括:研究變量控制灌溉理論及控制方法開發信息采集設備和變量灌溉控制設備(變量噴頭、變量供水設備、壓力調節器、肥或藥變量供給設備、定位設備、控制設備)、應用技術與方法等。在開發硬件過程中特別要注重新控制理論的應用和實用技術的開發等。同時要注重自動灌溉執行機構如控制閥、自動閥門等的開發和系列化。以作物生長環境預報、作物水分動態監測信息與作物生長信息的結合為基礎,運用自動控制技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統;研制智能化的灌溉信息采集裝置、田間灌溉自動控制設備、智能化灌溉預報與決策支持軟件。


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