李子奇 李亚杰 杜博玮 王嘉灏 吴超 王玉芳

摘要：随着时代的发展、科学技术的进步，计算机技术发展水平快速的提高，人们对于工作效率的要求也越来越高，如今，自动化技术存在人们生活的各个方面，作为我国国民经济的支撑性产业之一的种植业，自动化设备更是提高工作效率的技术，尤其在滴灌工作时是非常快速的。本文是在对我国目前滴灌系统中自动化技术的情况进行简单介绍，对大田膜下滴灌系统中自动化控制及运行方法进行总结，发现其中的问题，找出相应的有效措施。

关键词：滴灌自动化控制；大田膜下；滴灌系统；应用

如今，我国的大田膜下的种植的灌溉一般都是提高滴灌系统进行的，这种方法不但能够实现社会自动化发展的需求，还能够有效的对灌溉的水资源用量进行控制，有效的减少不必要的浪费水资源，提高灌溉的工作效率和准确性，达到增加产量的效果，我国目前常见的大田膜下滴灌系统控制运行方式主要有三种，分别为手动控制、智能控制及自动控制系统三种，下面对这三种灌溉系统自动化方式进行简单介绍，对其在大田膜下滴灌系统中的应用进行分析。

一、手动控制系统

手动控制系统是传统的灌溉系统中使用的方式，是指全部的操作都是由人工手动完成的，例如：水泵的开关，阀门的开关、灌溉的时间及灌溉周期等。这种运行方式具有成本低，控制数据的变动性大、所需技术含量不高、使用维护简单的特点，这种方式是比较适合小面积灌溉的。但这种方法需要的人力较大、费时间，方便些较差，不适合进行大面积的灌溉控制。

二、智能控制系统

智能的控制系统的方式与上面的手动控制系统完全不同，是我国现代化发展的产物，也是如今大田种植灌溉系统中比较常见的灌溉自动化控制的方式。智能的控制系统的方式是没有人参与的，所有的操作是通过提前编写好的运行程序及种植的作物需水量、水泵的开启关闭时间、浇灌顺序、浇灌时间及周期等数据参数进行智能的设定。只需人为的提前进行智能的设定及定期的进行智能设备的检修维护就可以进行智能灌溉了。在这种灌溉系统中，主要是由灌水器、管道、管件、水泵、电机及中央控制器、电线、自动阀、传感器例如：温度传感器、土壤水分传感器、压力传感器、水位传感器等）及等组成的。这种控制方式具有自动化程度高的特点，能够按照作物的不同生长时期所需的水、肥料、农药等及时进行灌溉，能够在很大程度上满足作物的生长发育。但这种方式所需的成本是非常大的，设备及设备的维护需要额外的成本，经济效益不好。

三、自动控制系统

自动化的灌溉控制系统与智能的控制系统还有很大不同，自动化控制系统更加准确一些，灌溉效果也更好。自动化的灌溉控制系统是由水源、一部控制装置、测量表、水管网、中央计算机、田间控制站、控制电缆、电磁阀及其他软件组成的大田膜下自动化灌溉控制系统。在灌溉的指定区域，是没有传感器的，灌溉的时间、水量及周期都是工作人员提前在系统中通过灌溉操作触摸显示屏控制的，对大田的供水栓、电磁阀的开关、闭合进行控制，工作人员是不需要进入大田中的。当进行大面积的自动化灌溉控制系统运行时，控制系统中心与大田的距离较远，控制系统中心与实践机构间怎样才能更好的、更经济地达到信息沟通也是主要应解决的问题。在自动化灌溉控制系统中，系统控制中心与操作系统之间的信息通讯方式主要有三种，例如：有线传输、液力线传输及无线传输。下面对这三种比较常见的信息通讯方式進行简单的介绍。

（一）有线传输

有线传输，也可以称为传输电信号传输，具体的操作系统是电磁阀、电液联合阀，信息通讯的载体是电缆线。通过电缆线控制电磁阀的方式主要有两种，第一种是使用能够接收到开关信号数据的电磁阀门，也就是电信号、数据是开关阀门的指令，并且阀门开关的能量供给是由电线提供的，这种控制方式的优点是省电，节省电缆线，降低成本。第二种是使用连续不断的通电控制电磁阀门的开关，也就是当处于通电状态时，阀门是开启或关闭的，当处于断电时，阀门是另一种状态的。这种方式的控制器是对电磁阀进行直接的控制，比较节省电能、减少工作时间。

电缆线通讯方式具有系统强大、不易受到外界干扰、比较靠性、数据的储存量和传输量较大的特点，除此以外，还能够对各项监测数据进行传输，设计与操作比较便利。过去传统的电缆线控制方式中，所用的电缆线比较多，但使用新型的电缆线控制方式，能够明显的减少电缆线的使用量，降低电缆线的投入成本。

（二）液力线传输

液力线传输的操作系统是液力阀，信息通讯的载体是液力线。液力线对液力阀进行控制的方式主要有两种。第一种是使用能够接收到信号的阀门，也就是水力信号、数据是开关阀门的指令，并且阀门开关的能量供给是由系统的水压提供的。第二种方式是使用连续不断的供水的方式控制阀门的开关，当处于通水状态时，阀门是开启或关闭的，当处于断水时，阀门是另一种状态的。在这两种控制方式中，液力线与系统控制中心间使用的中间控制单元是RTU，系统控制中心和 RTU间的信息通讯仍然使用的是电缆线传输的方式，但也有使用无线的方式进行信息传输的。

液力线通讯方式具有安装操作简单，所需人力少，线路的维修检测较容易，经济效益一般的特点。但是这种通讯方式业有缺点，例如：在液力信号的传输过程中，比较适合在地势平坦的地方传输，地势复杂的区域不建议使用这种方式；并且，这种传输通讯方式的可靠性一般，液力的传输更容易受到外界因素的影响，除此以外，大田的 RTU对操作系统是只能够发送开关的指令，是不能够进行监测。

（三）无线传输

无线传输的操作系统是液力阀、电磁阀等，信息通讯的载体是无线电信号，它的传输也是通过无线电信号进行传输的。无线电方式控制的阀门一定是能够接受开关信号、数据的，无线电信号就是阀门开关的指令，并且阀门开关的能量供给是由蓄电池提供的。要定期对蓄电池的电容量进行检查，确保控制系统是能够正常使用的。无线传输的方式主要有两种。第一种是系统的控制中心直接向电磁阀发出通讯信号。第二种无线传输方式与有线传输方式相结合，系统控制中心与无线 RTU 的传输使用的是无线传输的方式，无线RTU到电磁阀使用的是有线传输的方式。第一种传输方式具有电缆线使用量大大减少的特点，这种方式是需要使用专门控制阀门的，这种阀门首先要提前设置无线信号的发射及接收装置、电源等，所以这种方式的成本比较高。第二种传输方式所用的阀门与前两种信息通讯方式的使用的阀门是相同的，田间线路与也是与前两种信息通讯方式的线路是相同的，缺少的是系统控制中心与RTU之间的线缆。这种控制系统的缺点是：数据的传输速度较低、容易受到外界的影响，系统的可靠性没有前两种信息通讯方式高，并且，在我国，若使用无线电应向相关管理部门提前申请，批准后才能够使用，还要缴纳一定的费用，成本较高。

结语：

大田膜下滴灌是我国新研究推广的一种高效节能、省水省力、提高产量的灌溉技术，在灌溉系统中应用滴灌自动化的控制是非常方便合理的，在技术和经济方面也是可行的，所以国家应大力推广滴灌自动化的控制技术。本文是在对我国目前滴灌系统中自动化技术的情况进行简单介绍，对大田膜下滴灌系统中自动化控制及运行方法进行总结。

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