阀门自动化智能灌溉解决方案
时间:2025-11-13
涉川
一、方案概述
为解决农业灌溉中存在的用水浪费、人工控制效率低、管线分区复杂等问题,本方案设计一套基于S-PSVF无线4G阀门控制器的自动化智能灌溉系统。系统集成无线通信、低功耗控制、远程管理、土壤监测与分区智能灌溉等功能,通过4G网络实现阀门的远程开关与自动调控,可广泛应用于农田、果园、温室、茶园、草坪及园林灌溉场景,实现高效节水与精准农业管理。

二、监测与控制目标
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实现灌溉阀门的远程开关与定时控制;
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依据土壤湿度、气象数据自动判定灌溉时机;
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实现多分区、多阀门的集中控制与智能分配;
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支持4G无线传输与云平台监控,减少人工干预;
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提供故障报警、阀门状态反馈与历史记录查询功能。
三、系统结构
系统由以下部分组成:
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无线4G阀门控制终端(S-PSVF):核心执行单元,负责控制电磁阀启闭;
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电磁阀执行装置:控制管路通断,实现精准灌溉;
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土壤湿度与温度传感器:实时采集地表与根层水分情况;
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太阳能供电模块与锂电池:保障全天候持续运行;
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云端平台及APP管理系统:实现数据监控、阀门控制、定时与分区管理。
系统结构采用“主控平台 + 无线终端 + 现场阀门”三层架构,通信方式基于4G LTE网络,支持全国范围远程控制。
四、监测与控制原理
系统以S-PSVF阀门控制器为核心,其内置4G通信模块与控制电路,可根据平台指令自动开启或关闭电磁阀。当传感器监测到土壤湿度低于设定阈值时,平台自动触发控制命令,控制器输出脉冲信号驱动阀门开启;当湿度恢复至上限阈值时,阀门自动关闭,从而实现无人值守自动灌溉。
若出现通信中断、供电不足或阀门异常,系统会自动报警并上传异常信息。
若出现通信中断、供电不足或阀门异常,系统会自动报警并上传异常信息。
五、主要功能特点
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4G无线通信:远程信号传输,覆盖广、速率高、抗干扰强;
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双阀控制:每台控制器可独立控制两路脉冲电磁阀;
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状态反馈:实时监测阀门启闭状态,确保执行结果可追溯;
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超低功耗设计:锂电池+太阳能组合供电,支持长期野外运行;
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智能联动:可与气象站、土壤传感器、墒情监测系统协同工作;
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防堵塞设计:具备导阀防堵与脉冲清洗功能,保证长期稳定运行;
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工业防护:设备达到IP67防水防尘等级,适应户外恶劣环境;
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平台兼容性:兼容雨鸟、亨特、耐特菲姆、伯尔梅特等主流电磁阀品牌;
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故障自检与报警:通信异常、阀门失效自动上报并提醒维护人员。
六、技术参数(典型配置)
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供电方式:3.7V 6.6Ah锂电池 + 5V/1.5W太阳能板
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通讯方式:4G LTE全网通
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输出通道:2路脉冲式电磁阀控制接口
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功耗:平均功耗<1W
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防护等级:IP67
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工作温度:-20℃ ~ 60℃
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工作湿度:0% ~ 95%RH(无凝露)
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外壳材质:工业级PVC
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通信距离:覆盖所有4G网络区域
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安装方式:防水航插连接,立杆或壁挂安装
七、方案实现
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系统部署:在灌溉分区的主管道处安装S-PSVF控制器,连接电磁阀与供电模块;
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传感器布设:在农田内布设土壤湿度、温度等探头;
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平台配置:通过云端平台配置阈值与定时策略;
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自动控制:当土壤水分低于设定值,系统自动开启对应分区阀门;
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数据上传:实时上传运行状态与环境数据,实现全程可视化管理;
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远程管理:用户可通过手机小程序或电脑网页端查看状态、手动开关阀门。
八、数据分析与预警
系统支持历史数据统计与分析功能,可生成灌溉频率、水量使用报表及设备运行记录。平台可根据土壤湿度趋势、阀门启停次数、用水量变化等指标,进行异常判断与自动预警。当出现过度灌溉、供电异常、信号丢失等情况时,系统将自动推送短信或APP报警信息。
九、方案优点
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节水率高:可节省灌溉用水30%~50%;
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智能化程度高:自动化灌溉与远程控制相结合;
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成本投入低:无线系统免布线,施工简易;
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可靠性强:IP67设计、抗干扰、抗腐蚀;
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数据共享:可与农业云平台、物联网数据中心对接。
十、应用领域
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农业种植区、果园、温室、茶园
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草坪喷灌、园林绿化、市政公园
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水肥一体化、精准农业控制系统
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智慧灌区及节水工程示范项目
十一、效益分析
系统投入运行后,可显著减少人工巡检与操作次数,实现全天候自动控制,提升水资源利用率与灌溉均匀度。通过数据化管理与科学调度,可将人工成本降低40%以上,节约水资源约30%,灌溉效率提升50%,为现代农业智慧化发展提供坚实支撑。
十二、执行标准与规范
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GB/T 32439-2015《农业节水灌溉系统通用技术规范》
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GB/T 42061-2022《环境监测设备技术通用规范》
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GB/T 24347-2009《农田灌溉自动控制系统技术要求》
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NY/T 1121.4-2018《农业物联网感知层技术规范》
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HJ 212-2017《污染源在线监测数据传输标准》(通信兼容)
十三、案例分享
在某省农业灌区节水项目中,部署S-PSVF 4G无线阀门控制系统共计42套。系统实现分区灌溉、智能判断与远程操作,大幅减少现场人工操作时间。平台可通过手机App进行控制、监测与预警,使日常灌溉调度更加精准高效,平均节水率达到42%,项目运行两年稳定可靠。
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