針對梯田、丘陵等復(fù)雜地形設(shè)計(jì)，聚英云農(nóng)研發(fā)了智能恒壓灌溉控制系統(tǒng)，結(jié)合地形特點(diǎn)、水資源利用效率和自動化技術(shù)，提供穩(wěn)定、節(jié)能、便捷的灌溉解決方案。

基于聚英農(nóng)業(yè)云平臺，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP/電腦遠(yuǎn)程控制變頻器，對水泵電機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速，根據(jù)用戶實(shí)際環(huán)境設(shè)置管道壓力閾值，自動改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定，具有高效節(jié)能、配置靈活，運(yùn)行合理等特點(diǎn)，同時可以消除水錘效應(yīng)，保護(hù)管道，延長水泵壽命和工作效率。

聚英智能恒壓灌溉系統(tǒng)具有定時、循環(huán)灌溉功能，結(jié)合土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)和氣象監(jiān)測站，可實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)和大田農(nóng)業(yè)自動灌溉需求，節(jié)省人力資源。

一、設(shè)計(jì)目標(biāo)

1.恒壓供水：適應(yīng)地形高差變化，確保灌溉管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，避免因壓力波動導(dǎo)致灌溉不均或管道損壞。

2.地形適應(yīng)性：支持梯田、丘陵等不規(guī)則地形的多級分區(qū)灌溉。

3.節(jié)能高效：減少水泵能耗，優(yōu)化水資源利用率。

4.遠(yuǎn)程智能控制：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，降低人工操作難度。

二、系統(tǒng)組件

1.傳感器網(wǎng)絡(luò)

-壓力傳感器：實(shí)時監(jiān)測管網(wǎng)壓力，反饋至控制系統(tǒng)。

-流量傳感器：檢測各區(qū)域用水量，優(yōu)化灌溉計(jì)劃。

-土壤濕度傳感器：根據(jù)土壤墑情動態(tài)調(diào)整灌溉策略。

-氣象站：集成降雨、溫濕度、光照數(shù)據(jù)，避免無效灌溉。

2.智能控制中心

-PLC/邊緣計(jì)算控制器：接收傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)時調(diào)整水泵運(yùn)行狀態(tài)。

-變頻調(diào)速技術(shù)(VFD)：通過變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速，動態(tài)調(diào)節(jié)水壓，維持恒壓輸出。

-物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：支持4G/5G/LoRa通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸與控制。

3.水泵與儲能系統(tǒng)

-多級水泵組：根據(jù)地形高差選擇合適揚(yáng)程的水泵，支持分時分區(qū)啟停。

-儲能水罐/壓力罐：在丘陵高處設(shè)置儲水設(shè)施，平衡電力供應(yīng)與用水需求。

-太陽能供電：為偏遠(yuǎn)區(qū)域提供清潔能源，降低電網(wǎng)依賴。

4.灌溉管網(wǎng)優(yōu)化

-分區(qū)控制閥門：按梯田層級或地形劃分灌溉區(qū)域，獨(dú)立控制開關(guān)。

-壓力補(bǔ)償?shù)喂囝^：適應(yīng)不同壓力環(huán)境，確保均勻灌溉。

-防堵塞設(shè)計(jì)：采用過濾系統(tǒng)，防止泥沙堵塞管道。

三、核心功能

1.動態(tài)壓力調(diào)節(jié)算法

-基于邊緣計(jì)算算法，實(shí)時分析壓力傳感器數(shù)據(jù)，調(diào)整變頻器輸出頻率，確保管網(wǎng)壓力恒定。

-在梯田多級灌溉中，通過壓力調(diào)節(jié)閥(PRV)平衡不同高度區(qū)域的壓力需求。

2.地形自適應(yīng)灌溉策略

-GIS地圖建模：導(dǎo)入梯田地形高程數(shù)據(jù)，劃分灌溉優(yōu)先級和水量分配。

-分時分區(qū)控制：根據(jù)作物需水量和地形高差，錯峰啟動水泵，降低能耗。

3.遠(yuǎn)程監(jiān)控與移動端管理

-手機(jī)App/Web平臺：實(shí)時查看灌溉狀態(tài)、傳感器數(shù)據(jù)、能耗統(tǒng)計(jì)。

-異常報(bào)警：管道泄漏、水泵故障、低壓/高壓預(yù)警推送至用戶端。

-自動化腳本：支持預(yù)設(shè)灌溉計(jì)劃(如定時、定量、按需灌溉)。

4.節(jié)能與故障冗余

-水泵輪換機(jī)制：避免單泵長期高負(fù)荷運(yùn)行，延長設(shè)備壽命。

-備用電源系統(tǒng)：配置電池或柴油發(fā)電機(jī)，應(yīng)對突發(fā)停電。

四、應(yīng)用場景

1.梯田層級灌溉：高位儲水罐通過重力供水至低層梯田，結(jié)合變頻泵補(bǔ)充壓力，減少能源消耗。

2.丘陵多坡向灌溉：根據(jù)坡向光照差異，動態(tài)調(diào)整不同區(qū)域灌溉時長(如陽坡減少水量，陰坡增加水量)。

3.作物精準(zhǔn)灌溉：通過土壤濕度數(shù)據(jù)，對果樹、茶樹等高附加值作物實(shí)施精準(zhǔn)滴灌。

五、優(yōu)勢與價值

-節(jié)水節(jié)電：相比傳統(tǒng)灌溉，節(jié)能率可達(dá)30%~50%。

-減少人力成本：遠(yuǎn)程控制替代人工巡田，尤其適合地形復(fù)雜的偏遠(yuǎn)地區(qū)。

-提高作物產(chǎn)量：恒壓供水確保灌溉均勻性，避免旱澇不均。

-擴(kuò)展性強(qiáng)：可兼容氣象預(yù)警、施肥系統(tǒng)等智慧農(nóng)業(yè)模塊。

六、實(shí)施建議

1.前期勘測：測繪地形高程、土壤類型、水源分布，優(yōu)化管網(wǎng)布局。

2.試點(diǎn)驗(yàn)證：在小范圍區(qū)域測試壓力穩(wěn)定性和控制算法，逐步擴(kuò)展。

3.用戶培訓(xùn)：提供簡易操作手冊，重點(diǎn)培訓(xùn)故障排查和App使用。

智能恒壓灌溉控制系統(tǒng)通過智能化、自適應(yīng)設(shè)計(jì)，可顯著提升梯田與丘陵地區(qū)的灌溉效率，助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與可持續(xù)發(fā)展。