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K23自动灌溉控制器-应用
发布日期:2012-02-09

高档小区/别墅园林自动浇灌系统--即GPRS节水浇灌远程监测系统


类别内容
关键词自动灌溉控制器 GPRS 节水 智能灌 溉土壤温度 PH值 电磁阀
摘要本文讲述如何运用K23 GPRS模块组建节水灌溉远程监测系统


          

自动灌溉控制器-系统应用概述:

随着我国城乡经济的发展,人民的生活水平越来越高。大型住宅小区和高档的别墅区是地产业的发展趋势,也是社会的发展趋势。而绿化的面积和绿化的质量往往是体现一个高档小区和别墅区生活环境好坏的重要标准。做好绿化的管理最重要的莫过于及时的灌溉和养护。

我国是一个缺水的国家,是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量2300立方米,只有世界人均水平的1/4,居世界第109位。而且时空分布很不均 匀,南多北少,东多西少;夏秋多,冬春少;占国土面积50%以上的华北、西北、东北地区的水资源仅占全国总量的20%左右。因此如何在保证绿化而提高生活 居住环境的同时,做好节水浇灌是一个重要的细节。

在现通信网络高速发展的时代,利用无线网络组建智能浇灌系统是一个可行性的方式。智能浇灌系统的思路就是在最大限度的让小区的物业人员或者高档别墅的主人不用费太多的心思而把花园照顾好。

自动灌溉(控制器)远程监测系统有以下优点:

1.将充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益。
2.通过自动化控制技术的应用,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量。
3.将使灌溉更加科学,方便、提高管理水平。
研制和推广节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的需要。
 

自动灌溉控制器-系统结构:

GPRS节水灌溉远程监测系统主要由中心调度室(主计算机)、GPRS采集控制终端(自动灌溉控制器)、电磁阀、田间湿度传感器(可测土壤湿度绝对值)、 气息观测站(可测量气温、风向、风速)等设备的组成。操作人员可坐在控制室里,对传上来的气象资料、田间土壤湿度等数据进行综合分析,利用自动方式,足不 出户的对整个小区进行灌溉。同时还可以利用数据查询系统和打印系统,随时记录、查询、打印整个灌溉小区的气息资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌溉历 史记录等数据。(自动灌溉控制器)

GPRS节水灌溉远程监测系统网络结构分为3个部分,

第一部分(第一层)为控制中心由电脑和以太网组成;
第二部分为GPRS无线传输采集控制器(第二、三层),第二部分和第一部分之间无需电缆连接。采用GPRS网络传输数据,减少了施工的工作量和难度。

【GPRS无线传输采集控制器简称K23模块(自动灌溉控制器),以下如同】
第三部分为传感器采集(温湿度,光照,雨量等等)和电磁阀,所有的传感器和电磁阀同K23模块只需要用一根电缆连接。下面详细介绍一下本方案。
 

自动灌溉控制器-系统结构图:

自动灌溉控制器

首先我们可以将需要灌溉的区域分成若干小区,划分的原则为阀门相对集中。每个小区内用一个K23模块,通过它和中心控制室通讯;K23模块在与电磁阀、土 壤传感器等连接,该套设备只需要很少的电力,可以使用太阳能来供电,或者采用内置电池供电(电池可使用一年以上)。这个小区的控制系统无需任何电缆与中心 控制室连接。

自动灌溉控制器-实际应用如下:


自动灌溉控制器-控制中心:

      中心采用通过GPRS/GSM网络把室外传感器数据发送到计算机中心(调度室),在这里举行灌溉参数设置,及对灌溉情况进行统计,并可通过专用软件在计算机上存储,显示数据和图表。同时可以人工进行特殊操作。通过互联网获得天气信息,有预见性地实施灌溉。
      建立GPRS中心连接的两种方式:
A.中心控制站服务器采用固定的IP地址,当监控点数量增加,中心不用扩容即可满足需求(适用监控点数在200个以上)。
B.中心监控站服务器采用动态IP地址(可以申请花生壳软件采用域名的方式),当监控点数量增加,中心不用扩容即可满足需求(适合监控点数在几十个左右)。
 

自动灌溉控制器在系统中应用:

A.K23自动灌溉控制器简介

集成采集、无线数据传输、远程控制于一体,将现场传感器的模拟量、开关量、继电器信号通过GPRS无线网络远传到调度室,实现了由现场采集直达监控中心的一整套完整解决方案。可以直接通过各类通用型工业软件与远端现场传感器进行数据交流,无需定制驱动。

B.K23自动灌溉控制器产品配置

K23内部集成了6路模拟量采集通道,可同时采集多路现场信号。

K23内部集成了2路开关量输入通道,可监控仪器设备的开关状态。

K23带有1路RS-232,1路RS-485,可用于连接前端分析仪器。

K23带有1路继电器输出,可用于报警和控制仪器、泵、阀等的开停。

K23安装方便,稳定可靠,维护简单,维护成本低。

K23自动灌溉控制器的整机防护等级为IP67,可满足现场恶劣环境要求。

K23内置GPRS,采用TCP通信方式,实时在线,数据自动上报

K23自动灌溉控制器内置存储器,可保存最少1年的数据,内置看门狗、定时器、实时时钟。

K23低功耗,可配备大容量锂电池,可使用一年以上。全工业级电路,高稳定性、高可靠性设计。

C.K23自动灌溉控制器在本系统应用的优势

1.调度室可以控制千里之外的阀门。

2.每个小区内只需使用一根电缆连接所有的阀门。大大节约成本。

3.在电力无法到达的地方,我可以采用太阳能供电。

4.也可以通过手机短信来控制阀门。

5.各种监测和控制信号的通讯传输。
 

自动灌溉控制器-系统框架:


自动灌溉控制器-传感器采集与电磁阀:

每个控制单元控制着1—8路电磁阀。通过传感器采集来的多路数据,经过A/D转换,信号处理,在微处理器中,根据不同植被需求,确定灌溉量,然后控制信号 输出,结合中央管理计算机的指令,控制电磁阀的开关,及可以实现自动灌溉。土壤湿度窗期用来测量土壤的湿度,以了解土壤的真实灌溉情况,据此确定灌溉与否 和时间的长短;配有EC(电导率)值和PH值的传感器,可对进出水进行EC值和PH值的检测,以便控制自动营养液的配给。

数据采集部分是实现自动化监控的重要环节。土壤湿度传感器一般是采集土壤的水吸力大小信号,也叫土壤水分传感器。它把土壤水吸力的大小转化为标准的4— 20mA的电流信号。将传感器埋入土壤中,放在植被的根部。多个传感器注意其安放位置应具有代表性,这样才能反映整块天地的平均含水量的情况。EC传感器 和PH传感器检测灌溉用水的电导率和酸碱度,以确定需添加的肥料、养分多少。

自动灌溉控制器-系统总结:

GPRS节水灌溉远程监控系统将传统的充分灌溉向非充分灌溉发展,对灌区用水进行监测预报,实际动态管理。采用传感器来监测土壤的情况和农作物生长情况, 实现水管理的自动化。高效管理和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效,单凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水资源开 发、输配水、灌水技术和降雨蒸发、土壤情况和农作物需水规律等个方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按期、按需、按量自动供 水。实现园林智能灌溉的可持续、和谐发展。