智慧农业 · 智能灌溉

大田分区灌溉电动阀自动开关控制

基于土壤氮磷钾传感器监测农田土壤养分和湿度状况,结合时间条件自动控制电动球阀开关,实现大田作物分区轮灌,节水节肥,提高灌溉效率。

预计部署需 20分钟 包含 3 款核心设备
1. 当满足触发器时 2个
监测设备属性变化
土壤湿度<40
RS485 土壤氮磷钾传感器
RS485 土壤氮磷钾传感器
传感器
重复时间触发
频率: 每月重复
* 满足任意一个即可启动
2. 检查执行条件 2个
指定时间段AND
05:00 - 09:00
17:00 - 19:00
设备属性条件
土壤温度<35
RS485 土壤氮磷钾传感器
RS485 土壤氮磷钾传感器
传感器
* 以上条件必须同时满足
3. 执行动作序列 7个
向设备下发属性
设置DO1=ON
科星 4G RTU RS485+4AI+4DI+4DO
科星 4G RTU RS485+4AI+4DI+4DO
RTU
向设备下发属性
设置开关=ON
开关型电动二通球阀
开关型电动二通球阀
电动阀
更新云端属性
更新灌溉状态=灌溉中
开关型电动二通球阀
开关型电动二通球阀
电动阀
逻辑执行延时等待
等待 1800 秒
向设备下发属性
设置开关=OFF
开关型电动二通球阀
开关型电动二通球阀
电动阀
向设备下发属性
设置DO1=OFF
科星 4G RTU RS485+4AI+4DI+4DO
科星 4G RTU RS485+4AI+4DI+4DO
RTU
App 推送通知
App 推送通知

📋 场景概述

传统大田灌溉依赖人工开关阀门,效率低下且容易造成水资源浪费。本方案通过 ThingsCloud 平台实现分区自动轮灌

  1. 土壤墒情驱动:通过氮磷钾传感器监测土壤湿度和养分状况,只在真正需要时启动灌溉。
  2. 时段智能控制:避开中午高温时段,选择清晨和傍晚进行灌溉,减少蒸发损失,保护作物根系。
  3. 电动阀自动控制:使用直流电动球阀,通电开启、断电关闭,配合RTU继电器实现远程自动化控制。

🎯 适用场景

  • 大田粮食作物:小麦、玉米、水稻等大面积种植作物的灌溉管理。
  • 经济作物基地:棉花、油菜、大豆等需要精准灌溉的作物。
  • 果园灌溉:苹果园、葡萄园等分区分块灌溉场景。
  • 园林绿化:公园、道路绿化带的分区自动灌溉。

⚙️ 配置步骤

步骤 1:部署土壤传感器

在田块代表性位置安装土壤氮磷钾传感器,深度20-30cm(作物主要根系层)。每个灌溉分区安装1-2个传感器,通过RS485总线接入4G RTU。

步骤 2:安装电动阀门

在每个灌溉分区的主管道安装直流电动二通球阀,阀门电源接入RTU的继电器输出端(DO口)。确保阀门安装方向正确,水流方向与阀体标识一致。

步骤 3:配置灌溉逻辑

在ThingsCloud自动化编辑器中:

  1. 触发器:土壤湿度 < 40% 或 每周一三五早上6点定时触发。
  2. 执行条件:限定在05:00-09:00和17:00-19:00两个灌溉时段,且土壤温度 < 35℃。
  3. 动作编排
    • RTU继电器闭合 → 电动阀开启 → 灌溉30分钟
    • 电动阀关闭 → 继电器断开 → 推送完成通知

📊 预期效果

指标传统人工灌溉自动灌溉系统
灌溉响应速度发现旱情后2-4小时实时监测,立即响应
水资源利用率约60%(漫灌浪费)约85%(按需灌溉)
人工投入每天2-3次巡田开关阀全自动,只需定期检查
作物产量受旱涝影响波动大稳定增长10-15%

💡 进阶玩法

1. 多区域轮询灌溉

当多个区域同时满足灌溉条件时,系统自动排队轮询灌溉(区域1→延时→区域2→延时→区域3),避免同时开启导致水压不足。

2. 气象联动灌溉

结合天气预报API,如果未来24小时有降雨预报,系统自动跳过本次灌溉,充分利用自然降水,进一步节水。

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