方案介绍
为解决传统灌溉方式中存在的人工作业强度大、灌溉精准度低、水资源利用率不高等问题,本方案提出通过无线通信技术与智能控制系统,实现电磁阀远程开启与关闭,借助手机端进行灵活操作与自动控制,从而构建集感知、控制、传输、可视化于一体的智慧灌溉系统,有效提升灌溉效率与管理便捷性。
监测目标
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实现电磁阀远程控制开启与关闭
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支持手机小程序远程操作与定时控制
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联动土壤墒情、气象参数等实现自动灌溉
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实现灌溉记录可视化与水资源精细管理
需求分析
传统农业灌溉方式多依赖人工开启阀门,不仅劳动强度大,还易因人为判断失误导致灌溉过度或不足。随着数字农业的发展,用户希望借助手机等终端实现远程操作,尤其在丘陵山区、大棚基地、无人值守农场等场景,急需一种可靠、智能、便捷的远程控制灌溉系统。电磁阀作为自动灌溉系统的核心执行器,其智能化、网络化控制成为方案关键。
监测方法
系统在水源管道或灌溉支路处安装电磁阀,接入智能控制终端,终端内置4G通信模块与远程控制逻辑。用户通过手机小程序或网页平台,可对任意一个电磁阀进行远程开关控制,并可设置自动控制条件如时间段、水分阈值、气象条件等,实现定时灌溉、按需灌溉等多种控制策略。
应用原理
系统通过智能控制终端与电磁阀连接,并内置远程通信模块(如4G或NB-IoT),实现远程接收用户指令或传感器触发信号。数据平台通过服务器与用户手机小程序联通,用户可远程操控、设定策略或接收报警。系统可拓展土壤水分、环境气象等传感器,实现智能联动与反馈式灌溉。
功能特点
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支持远程手动控制与定时自动控制双模式
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手机小程序随时操控,界面直观简洁
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多路电磁阀分区独立控制,支持扩展至多个灌溉点
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可与土壤墒情、降雨传感器联动,实现按需灌溉
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系统支持供电多样化,含市电、太阳能+蓄电池等
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故障告警机制,系统异常状态可及时通知用户
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历史控制记录查询,便于管理与优化灌溉计划
硬件清单
主要包括智能电磁阀、4G远程控制终端、控制电源组件、土壤水分传感器(可选)、气象监测模块(可选)、远程监控平台、手机小程序客户端等。终端安装于水源出水口或灌溉分支处,适配不同口径管道及供水压力。
硬件参数(量程、精度)
电磁阀控制精度:响应时间小于2秒
支持控制通道:单通道或多通道可选
控制终端通信范围:通过4G公网实现无距离限制控制
供电电压范围:支持12V/24V/220V等多种电源输入
控制稳定性:支持断点续传、掉电记忆等容错设计
方案实现
用户首先在灌溉区关键位置安装电磁阀,配置远程控制终端并连接4G网络,后台服务器绑定对应设备。通过小程序或网页平台完成设备注册,用户即可在手机端查看电磁阀状态并进行远程开关操作。可设置按时段灌溉、按土壤湿度自动控制、按天气变化调整灌溉周期等多样化控制策略,系统同时提供历史记录与设备状态报告,便于后期追踪与优化。
数据分析
平台记录每次电磁阀开启关闭时间、持续时长、关联传感器数据、用户操作日志等信息,并形成可视化图表,供管理人员参考灌溉规律与水资源使用状况,优化后续灌溉周期和水量分配方案。
预警决策
系统设有运行状态监测机制,如出现电磁阀无法开启、信号中断、电量低、电源异常等情况,将自动推送预警信息至用户手机,提醒及时巡查或远程重启。结合传感器数据分析,如出现连续干旱无响应等异常情形,平台可建议调整灌溉策略或排查阀门堵塞问题。
方案优点
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降低人工成本,提高灌溉自动化水平
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实现精细化灌溉,节约水资源
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管理灵活便捷,支持异地、无人工地远程调控
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模块化设计,适应不同规模与类型灌溉场景
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安装简便,兼容已有管道与灌溉系统
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提供数据可视化与智能分析,辅助农业管理决策
应用领域
广泛应用于温室大棚、露天农田、茶园、果园、苗圃、林地、景观绿化、节水灌区、水利示范区等场景,特别适合山区、偏远地区或人手不足的农业基地使用。
效益分析
部署电磁阀远程手机控制系统后,显著减少人员往返巡查次数,提高灌溉精准性和响应速度。在保障作物生长水分需求的同时,避免水资源浪费。长远来看,可提升作物产量与质量,降低水费和劳务成本,实现农业高效、可持续发展。
国标规范
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GB/T 20287-2006《节水灌溉设备术语》
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GB/T 32433-2015《智能灌溉系统通用技术要求》
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GB/T 30638-2014《农业物联网 通用技术规范》
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SL 327-2005《灌溉与排水工程设计规范》
参考文献
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《智慧农业与智能灌溉技术研究》中国农业大学出版社
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国家节水灌溉技术推广中心技术资料
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《现代农业装备与智能控制》农业工程研究所汇编资料
案例分享
在华东地区某果园基地,项目部署12套远程电磁阀系统,管理员可通过手机实现精确控水灌溉,节省人工50%以上,用水减少35%,果树水肥协调生长显著改善。在西北某农业灌区,系统与土壤湿度传感器联动控制,显著提升节水灌溉效率,实现全年无人值守智能灌溉。