绿色矿山生态修复自动灌溉系统

 

一、系统简介

      绿色矿山自动灌溉系统应用了物联网技术和无线通信技术，能实现对矿山生态区、生活区、生产区绿化灌溉设备的统一管理和远程控制，结合矿区土壤墒情、自动气象站，可在远程控制中心、电脑端、手机端查看矿区环境信息和灌溉数据。 一旦传感器获取土壤和植物健康异常信息，自动灌溉系统会进行预警提示，联动远程设备，进行浇灌，减少人员管理成本和水资源成本。自动灌溉系统可以根据矿山不同区域的具体情况选择不同的灌溉方式，自动灌溉、定时灌溉、定量灌溉、周期灌溉、手动灌溉等多种模式，管理者可根据需要灵活选用灌溉模式。

 

二、系统架构

三、系统组成

          绿色矿山自动灌溉系统主要由感知层，传输层，数据处理以及应用控制层组成，结合传统灌溉和物联网技术、无线通信技术，实现遥感智能灌溉。

1. 1. 感知设备：土壤墒情、气象监测设备，雨量，光照，蒸发量参数监测传感器；
2. 2. 数据传输：多种数据传输方式支持RS485，WIFI，4G/5G，NB-iot等；
3. 3. 智能控制：云平台个性化定制，支持乔灌草个性化方案设置，单路控制，定时循环自动化喷灌；
4. 4. 浇灌系统：喷灌灌水器，智能控制器，电磁阀，增压泵，流量计、压力表等。

 

四、系统特点

 

      1.  智能化灌溉

       根据监测土壤及环境数据，设定阈值和灌溉策略，智能开启，关闭灌溉系统；也可设置定时灌溉、分区域灌溉。

       2. 无线传输，施工方便

        控制器采用LORAWAN无线方式与网关连接，网关覆盖范围直径6公里。施工极便，克服各种地形困难。

      3.  实时数据，精准分析

      云平台实时显示，记录各灌溉点数据，可视化管理；记录历史数据，生成报表，打印报告。

      4. AI视频，远程控制

       通过AI高清摄像头，可实时查看植物的生长情况和灌溉设备的工作情况，及时调整灌溉策略，为优化灌溉提供数据支持。可通过手机对相应的电磁阀进行远程开关控制。

      

五、关键技术

      （一）土壤墒情自动测报系统

 

     

 

    （二）无线智能灌溉控制器

       为了避免水资源的浪费，提高水资源利用率，降低人工灌溉成本。自主研发出一套新型矿区智能无线灌溉解决方案，该方案运用了基于扩频通信的超远距离、低功耗LORA无线传输技术、物联网技术、4G/5G技术等，对矿区环境温度、湿度、光照强度、土壤墒情等参数进行实时监控，分析处理传感器数据信息。达到所设阈值或人为干预操作，作为灌溉设备运行的控制条件，实现智能化灌溉，改变了以往关于传输距离与功耗相矛盾的问题。

无线灌溉控制器安装示意图

 

 

无线灌溉控制器参数及配置

型号	参数	配置
无线灌溉控制器	电源：DC 5V 4A                                  （太阳能+18650电池2节或4节）                通讯协议：Lora/NB-iot/4G                  防护等级：IP67                                           环境温度：-20~65℃                                介质温度：0~70℃                                      适配阀门口径：DN32~DN65	标准配置： ①太阳能智能水阀控制器*1  ②标配天线*1              可选配：                ①18650充电电池2节或4节      ②阀门                           ③流量计--（DN32-65）       ④不同规格天线

 

无线灌溉控制器与同类产品区别

无线灌溉控制器	同类的产品
同类中产品性价比最高，一款大众都能安装得起的智能水阀	整套系统价格昂贵、成本高
手机能远程控制，APP实时反馈浇水情况	系统操控，需人工跟踪
历史记录随心查看，还能上报浇灌时间以及用水量的统计	无法查看历史记录，只能查看当次的浇灌时间
按需水量浇灌，用多少浇多少，可以自己掌控	只有开关功能，只能按时长浇灌
太阳能+电池供电，免布线安装，省心	需要专门为阀门拉电线，增加了人力物力成本
缺水警报、低电量警报、故障警报，让用户更有安全感	只能人工现场查看浇水情况，无法判断缺水、设备是否正常浇水
电机控制阀门开关，无水锤现象，对管道，喷头不会造成损害	瞬间开关，有水锤现象，需要在控制器后装减压阀减少水锤产生的危害
通过调节阀门大小保持滴灌带水压稳定，所以可以在有坡度的山地上使用。	电磁阀只能完全打开或者关闭，无法精准调节阀门，仅适合在平坦的小块土地上使用
全通径，流量大，是同口径电磁阀的2~3倍出水量，不易堵塞寿命长	流水口小于实际尺寸，易堵塞易坏

 

无线灌溉控制器功能

     1、远程控制功能，可在控制中心或利用手机、电脑远程控制；
    2、流速控制功能，控制阀门开启百分比，即阀门开度 ； 
    3、流量控制功能，设置流量浇水，控制用水量灌溉；开启浇水时，浇水量及用时实时反馈到控制中心、客户端电脑、手机（需搭配流量计）；                                                    
    4、故障警报、管道缺水警报（需搭配流量计），低电警报等功能，信号强度实时显示，使用更安心；

    5、太阳能板+18650电池供电，绿色环保，解决用电问题 ；
    6、定时功能，设置定时程序后，断网后也能按照设定的定时继续浇水 ；雨雪天延时浇水  ；
    7、循环灌溉功能 ， 设置灌溉程序自动循环灌溉；
    8、无线通信功能，Lora/NB-iot/4G可选协议方案，不布线方便快捷； 
    9、智能联动功能，传感器和灌溉设备之间共享信息，需水自动启动，灌溉完毕自动关闭；
    10、统计报表功能，记录每月及每次的用水量及时长 。