现代化农业对土壤水分、空气温度、湿度等作物生长的环境要求更高,对灌水时间、灌水量、灌水部位、水肥营养供给等都有更要求，滴灌智能化系统正是支撑现代化农业建设的一项基础性技术措施，亦是农业走向现代化的必然趋势。滴灌智能化系统是是将灌溉节水技术、农作物栽培技术及节水灌溉工程的运行管理技术有机结合，同时集电子信息技术、远程测控网络技术、计算机控制技术及信息采集处理技术于一体，通过计算机通用化和模块化的设计程序，构筑供水流量、压力、土壤水分、作物生长信息、气象资料的自动监测控制系统，进行水、土环境因子的模拟优化，实现灌溉节水、作物生理、土壤湿度等技术控制指标的逼近控制，从而将农业节水的理论研究提高到现实的应用技术水平。

    滴灌智能控制系统利用自动化远程控制技术队田间作物实现实时数据采集，包括作物生理、土壤湿度、土壤含水量等参数的自动采集、传输、分析，用数据、图形等方式简单且直观的显示给用户，并可以根据所种作物的需求提供各种报警信息。利用作物信息以及各种数据，为用户正确的栽培管理提供理论支持，以求达到作物的*生长条件，实现*化管理，得到*的经济效益。 

    一、系统组成

    睿农物联网研制的滴灌智能控制系统由首部枢纽、管路和滴头组成。

    1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是 抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。

    2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器 等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。

    3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。

    二、系统功能

    睿农物联网滴灌智能控制系统包括现代温室和普通温室两种类型,系统主要实现以下功能。

    (1)人工干预灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,可实现一次性多个阀门的自动灌溉控制。

    (2)定时定量灌溉功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉参数,系统可实现一个月内多个阀门的自动灌溉控制。

    (3)条件控制灌溉功能:利用土壤水势传感器监测土壤的含水量,实现多个阀门的全自动灌溉控制。

    (4)过滤器反冲洗功能:当自冲洗过滤器两端的压差达到设定压力时,计算机可自动控制过滤器逐一进行冲洗。

    (5)多种控制方式的穿插和记忆保存功能:控制方式的优先级别顺序为过滤器反冲洗>人工干预>定时定量=条件控制。

    (6)灌溉信息的统计、查询、打印功能。

    (7)温室内外环境因子的实时监测功能。

    (8)系统运行状态的动态显示功能。

    (9)系统传感器的通断选择及校正功能。

    (10)系统的报警及安全保护功能。

    (11)田间电磁阀的任意分组功能。

    (12)水泵恒压变频控制功能。

    三、工作原理

    1 灌溉控制

    灌溉分为人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,不论哪一种控制方式,当达到灌溉开始条件时,先打开田间阀和主控阀,然后启动水泵,开始进行灌溉。当一组阀门灌溉结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在灌溉的阀门(水泵一直处于运行状态)。当所有需要灌溉的田间阀灌溉完毕,先关闭水泵,再关闭主控阀和田间阀,这样,一个灌溉过程结束。

    3 营养控制

    营养液控制方式也分为人工干预、定时定量、条件控制三种。当进行营养液时,计算机系统根据选定的配方和已设定好的营养液PH、EC值,利用文丘里注肥器进行水肥混合,同时在线实时监测混合营养液的PH、EC值,根据PH、EC设定值与检测值之间的偏差来调整混肥阀的注肥频率,在短时间内使营养液的检测值和设定值之差达到允许的范围内。当一组田间阀门结束时,先打开下一组阀门,再关闭正在运行的阀门。当所有需要的田间阀完毕,先关闭泵和水泵,再关闭正在运行的所有阀门,结束控制。

    4 过滤器自动反冲洗控制

    过滤器反冲洗有2种控制方式,一种为自动控制,一种为计算机手动控制。自动控制是利用差压开关监测过滤器进、出口两端差压,当过滤器由于堵塞,两端差压达到设定值时,立即中断当前的工作,对过滤器组依次进行反冲洗,冲洗时长可任意设定,冲洗完毕,恢复系统原来的运行状态。过滤器反冲洗手动控制是当认为过滤器需要反冲洗时,通过启动反冲洗程序界面上的启动键,随时可进行过滤器的反冲洗,冲洗方式与自动控制相同。

    5 优先权控制

    根据不同控制的重要程度和紧急程度,系统控制的优先权级别划分为3级。为过滤器反冲洗控制,即不论系统正在执行什么任务,只要接到过滤器反冲洗指令,立即中断当前的工作,执行过滤器反冲洗控制,反冲洗完毕,恢复系统原运行状态。次为人工干预灌溉控制,zui低级为定时定量和条件控制灌溉控制。任何高一级控制都可随时中断比它级别低的控制,并可逐级恢复中断前系统的运行状态。这样,使系统的应用更加方便实用。

    6 环境监测

    为保证温室内植物在适宜的环境下生长,提高作物的产量和品质。睿农智能化控制系统可在线进行温室内外的环境监测,主要监测因子有温室内外的温度、湿度、光照度、CO2浓度。根据不同作物生长所需的温度、湿度、光照度、CO2浓度等,设置环境因子的上下限报警值。当达到设定值时,计算机控制系统会发出声光报警,提醒用户介入进行处理,这样可以防止对作物造成伤害。

    四、主要特点

    (1)功能强大,操作简便。拥有人工干预、定时定量、条件控制3种灌溉控制方式,用户可根据实际情况选用。同时系统还拥有过滤器反冲洗、信息查询、环境监测等多种功能;全中文界面,方便用户使用。

    (2)系统硬件配置高,性能稳定,价格低廉;系统控制硬件选用进口的PLC和触摸屏、工控机和板卡,执行机构为进口的电磁阀、水泵,保证了系统的可靠性和稳定性。系统关键设备如自冲洗过滤器、文丘里注肥器、PH/EC监测仪实现了国产化,降低了系统造价,该系统价格比同类进口产品低40%左右。

    (3)节水、节肥、省工、降低劳动强度,提高了自动化管理水平。

    (4)系统规格齐全,产品系列化;拥有现代温室滴灌智能控制系统、大规模日光温室滴灌智能控制系统,系统的控制流量为10~50 M3/H,用户可根据实际需要选用。

    (5)实用性强,适用范围广;可广泛应用于蔬菜、花卉、果树、食用菌的灌溉管理,具有较强的通用性。