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滴灌是目前世界上推广最为广泛的节水灌溉技术之一,我国是农业大国,水资源十分匮乏,农业用水中的80%为灌溉用水,滴灌技术拥有很大的发展潜力。我国大力实行灌区信息化改造,为实现精准化灌水管理提供了良好的机遇。通过田间土壤墒情信息的获取来制定相关灌水决策、对作物进行自动控制灌水、确保滴灌条件下管网压力保持恒定,是农业自动化控制滴灌领域研究的重点,对发展农业现代化智能控制灌溉有着十分重要的意义。本系统通过PLC和HMI技术实现自动控制灌溉,主要由田间系统、首部枢纽、控制系统三部分组成。田间系统采集田间土壤墒情及气象信息;首部枢纽负责滴灌水质的过滤、施肥控制以及灌溉水量、水压的掌握;控制系统负责多种控制下的灌溉管理、制定灌溉决策、灌溉过程监控、管网恒压控制等。通过在田间埋设的传感器采集田间的土壤墒情,采集的信息通过经ZigBee无线传输技术传递给中央控计算机,太阳能电池板和蓄电池为其提供电源。中央计算机通过RYGCM3000S-ZC模块将控制器信息以继电器信号传递给PLC执行动作。该系统通过多种媒介实现灌溉数据之间的共享,通过多种控制方式进行灌溉控制,同时实现将首部枢纽恒定压力控制。该系统主要实现以下几点功能:(1)传感器采集田间土壤墒情和气象信息,通过ZigBee无线技术、GSM网络及Internet网络实现数据共享,依据采集的信息制定合理的灌水决策。(2)采用计算机、遥控器、HMI、GSM短信等多种方式进行灌溉管理。(3)通过计算机设定土壤含水率上下限,当含水率低于下限开始灌水,直到测的数据高于上限。(4)HMI人机交互界面友好、操作容易,实现了自动控制、精确灌溉、智能恒压、远程监控、数据共享、智能报警的有机统一。(5)该控制界面分动态和静态两种方式监控系统运行,能对灌溉过程中发生的故障报警。(6)通过模糊PID执行管网恒压控制,可在HMI界面直接修改模糊控制参数,控制效果良好。本系统已在甘肃农业大学葡萄园成功运行,与传统滴灌相比,节约用水20%,节省劳动力90%,为规模种植区自动灌溉提供了技术支持。