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智能灌溉系统解决水资源短缺问题

仪表深度 2020年11月28日 16:45:53 来源:仪表网人气:45507
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  【仪表网 仪表深度】粮农组织北京时间27日发布新旗舰报告《2020年粮食及农业状况》,聚焦全球水资源短缺挑战。数据显示,全球许多人生活在严重缺水甚至是水资源匮乏的农业地区。更严峻的是,过去二十年间,全球人均淡水资源占有量下降了20%以上。因此,提高用水效率至关重要,尤其是在消耗水资源最多的农业领域。
 
  灌溉造成水资源大量浪费
 
  在中国农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。我们的智能农业灌溉系统在这种背景下应运而生了。
 
  更好的水资源管理对于保障全球粮食安全和营养十分关键,同时也将有助于实现可持续发展目标。这需要更有效的治理与更健全的机构,包括通过合理的水资源台账与审计制度保护关于水资源的权属和权利。粮农组织表示,可采取的行动很多。例如,可在雨养地区,开展集水和储水设施投资;在灌溉地区,恢复可持续灌溉系统并进行现代化改造等。
 
  智能灌溉系统:水资源管理小能手
 
  灌溉设施可以显著造福农村贫困人口,支持谨慎计划扩大灌溉。在2010年至2050年之间,预计世界大部分地区的灌溉面积将增加,撒哈拉以南非洲地区的灌溉面积将增加一倍以上,使亿万农村人口从中受益。而灌溉设施发展至今,已经有了一套完备的系统——智能农业灌溉系统。
 
  智能农业灌溉系统也叫智能灌溉系统、智能农业物联网精细农业自控系统,是物联网为保证农业作物需水量的前提下,实现节约用水而提出的一整套解决方案。智能农业灌溉系统简单的说就是农业灌溉不需要人的控制,系统能自动感测到什么时候需要灌溉,灌溉多长时间;智能农业灌溉系统可以自动开启灌溉,也可以自动关闭灌溉;可以实现土壤太干时增大喷灌量,太湿时减少喷灌量。
 
  智能农业灌溉系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术,这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤种类,光照数量来优化用水量,还可以在雨後监控土壤的湿度。有研究现实,和传统灌溉系统相比,智能农业灌溉系统的成本差不多,却可节水16%到30%。
 
  农业灌溉系统工作原理
 
  农业灌溉系统工作时,湿度传感器采集土壤里的干湿度信号,检测到的湿度信号通过A/D模块转换,将标准的电流模拟信号转换为湿度数字信号,输入到可编程控制器。可编程控制器内预先设定50%-60%RH为标准湿度值,实际测得的湿度信号与50%-60%RH比较,可以分为:在这个范围内,超出这个范围,小于这个范围三种情况。
 
  可编程控制器将控制信号传给变频器,变频器根据湿度值,相应的调节电动机的转速,电动机带动水泵从水源抽水,需要灌溉时,电磁阀就自动开启,通过主管道和支管道为喷头输水,喷头以各自的旋转角度自动旋转。灌溉结束时电磁阀自动关闭。为了避免离水源远的喷头不能被供给足够的压力,在电磁阀的一侧安装一块压力表,保证个喷头的水压满足设定的喷灌射程,避免发生因为水压不足,喷头射程减少的现象。整个系统协调工作,实现对草坪灌溉的智能控制。
 
  结语
 
  农业灌溉系统不仅可以提高源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低农产品的成本。基于传感器技术的智能农业灌溉系统是中国发展高效农业和精细农业的必由之路。
 
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