本地化智能自动化灌溉（替换进口方案）
时间：2025-05-01
涉川
一、方案介绍
本方案基于“精准用水、节能环保”的原则，采用本地化智能灌溉控制技术，融合土壤湿度感知、雨量感应、电磁阀自动控制等核心功能，适用于农田、园林、苗圃等对水资源调配精度要求较高的场景。
本方案基于“精准用水、节能环保”的原则，采用本地化智能灌溉控制技术，融合土壤湿度感知、雨量感应、电磁阀自动控制等核心功能，适用于农田、园林、苗圃等对水资源调配精度要求较高的场景。
二、监测目标
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实时监测土壤湿度变化；
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感知是否有降雨发生；
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自动化控制灌溉电磁阀；
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实现“按需灌溉，雨停即灌，水足即停”。
三、需求分析
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每个灌溉控制单元需具备独立决策能力；
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控制器与传感器配套使用，实现自主控制，无需依赖云端；
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供电方式需采用低功耗电池（12V/24V），以适应野外部署；
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全场需控制 11 个电磁阀（7个De90、2个De75、2个De50）；
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系统需防雨、防尘、抗干扰，适应复杂野外环境。
四、监测方法
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土壤湿度传感器埋设于根系分布层，实时上报含水量；
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雨量传感器安装于开阔区域，判断降雨状态；
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灌溉控制器接收数据后做出决策，自动启闭电磁阀。
五、应用原理
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控制器通过采集土壤湿度值，与设定阈值进行比较；
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湿度低于阈值，控制器开启对应电磁阀；
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湿度达到设定上限或雨量传感器检测到降雨，则自动关闭阀门；
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实现“先测后灌、雨停即灌”的闭环控制。
六、功能特点
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全无线独立控制，分区管理；
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低功耗设计，支持电池更换；
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支持本地设置和远程查看（预留扩展接口）；
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自主运算，无需依赖云端判断；
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支持断点续灌，保障作物灌溉完整性；
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雨天禁灌，避免浪费水资源。
七、硬件清单
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序号
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设备名称
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数量
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1
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智能灌溉控制器（电池供电）
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11
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2
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电磁阀（De90）
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7
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3
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电磁阀（De75）
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2
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4
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电磁阀（De50）
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2
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5
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土壤湿度传感器
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11
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6
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雨量传感器
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11
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7
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太阳能辅助供电模组（可选）
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11
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八、硬件参数
土壤湿度传感器
土壤湿度传感器
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量程：0~100%（体积含水率）
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精度：±3%
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响应时间：<1s
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输出方式：Modbus RS485/电压/电流（定制）
雨量传感器
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类型：光学雨量技术、干接点输出
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分辨率：0.2 mm
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精度：±4%
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触发条件：任意微降雨触发
灌溉控制器
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电源：12V/24V DC电池
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通讯： RS485（当前本地控制无需通讯）
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控制路数：1路控制1个电磁阀
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防护等级：IP65
九、方案实现
1. 每个区域部署独立控制单元；
2. 控制器定期采集土壤湿度，实时监听雨量；
3. 湿度不足、无降雨，开启电磁阀；
4. 达湿度阈值或有降雨，立即关闭阀门；
5. 系统运行日志可存储于本地EEPROM，供调试与后期分析。
十、数据分析
1. 每个区域部署独立控制单元；
2. 控制器定期采集土壤湿度，实时监听雨量；
3. 湿度不足、无降雨，开启电磁阀；
4. 达湿度阈值或有降雨，立即关闭阀门；
5. 系统运行日志可存储于本地EEPROM，供调试与后期分析。
十、数据分析
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本地控制器保存历史湿度、开关记录；
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可按月分析灌溉行为与土壤波动趋势；
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依据数据进行人工干预或优化设置；
十一、预警决策
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湿度长期过低提醒；
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雨量异常变化提醒；
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电池电量低于10%提醒；
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控制器自检异常上报（如拓展远程模块可支持）。
十二、方案优点
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高度本地化，免除布线和云端依赖；
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独立单元部署灵活，适应复杂地形；
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成本相对集中式系统更低；
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易维护、低能耗、长寿命设计；
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可拓展远程通讯模块实现远程统一监管。
十三、应用领域
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农田精准灌溉
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果园滴灌控制
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城市绿化带自动灌溉
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山区苗圃保水系统
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温室定量灌溉
十四、效益分析
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项目
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成效
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节水效率
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节省灌溉用水30~50%
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管理成本
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降低人工巡视及手动操作成本
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作物产量
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提升产量8~20%，质量提升明显
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系统维护
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电池更换周期≥6个月，维护简单
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十五、国标规范参考
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GB/T 20485-2006 土壤水分测量方法
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GB/T 28784-2012 雨量测量仪通用技术条件
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GB/T 18919-2002 农业节水灌溉技术规范
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GB/T 36181-2018 智能灌溉系统技术导则
十六、参考文献
1. 《智能农业传感与控制技术》, 赵春江 主编
2. 《精细农业信息化技术体系研究》, 中国农业大学出版社
十七、案例分享
案例：四川眉山柑橘园自动灌溉系统（2024）
1. 《智能农业传感与控制技术》, 赵春江 主编
2. 《精细农业信息化技术体系研究》, 中国农业大学出版社
十七、案例分享
案例：四川眉山柑橘园自动灌溉系统（2024）
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项目总面积约70亩，采用本方案配置；
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现场部署11套独立控制单元；
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运行6个月内节水约42%，果品含糖量提升显著；
系统运行稳定，用户好评率超过95%。
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