自動(dòng)化灌溉設(shè)計(jì)方案.doc

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目 錄 自動(dòng)化灌溉與信息化管理系統(tǒng)方案 1 1 現(xiàn)場(chǎng)智能感知平臺(tái) 4 1 1 井房首部設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng) 5 1 2 田間無(wú)線灌溉控制系統(tǒng) 7 1 3 無(wú)線土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 10 1 4 綜合智能氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 11 2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái) 15 3 數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 16 4 應(yīng)用平臺(tái) 監(jiān)控中心及移動(dòng)管理控制端 17 5 主要技術(shù)參數(shù) 20 自動(dòng)化灌溉與信息化管理系統(tǒng)方案 自動(dòng)化灌溉與信息化管理系統(tǒng)是針對(duì)農(nóng)業(yè)大田種植分布廣 監(jiān) 測(cè)點(diǎn)多 布線和供電困難等特點(diǎn) 融合最新的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù) 采用高精度土壤溫濕度傳感器和智能氣象站 遠(yuǎn)程在線采集土壤墑 情 氣象信息 實(shí)現(xiàn)墑情自動(dòng)預(yù)報(bào) 灌溉用水量智能決策 遠(yuǎn)程 自 動(dòng)控制灌溉等功能 該系統(tǒng)根據(jù)不同地域的土壤類型 灌溉水源 灌溉方式 種植 作物等劃分不同類型區(qū) 在不同類型區(qū)內(nèi)選擇代表性的地塊 建設(shè) 具有土壤含水量 地下水位 降雨量等信息自動(dòng)采集 傳輸功能的 監(jiān)測(cè)點(diǎn) 通過(guò)灌溉預(yù)報(bào)軟件結(jié)合信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 獲得作物最佳 灌溉時(shí)間 灌溉水量及需采取的節(jié)水措施為主要內(nèi)容的灌溉預(yù)報(bào)結(jié) 果 定期向群眾發(fā)布 科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)民實(shí)時(shí)實(shí)量灌溉 達(dá)到節(jié)水目的 系統(tǒng)組成 大田灌溉自動(dòng)化與信息化管理系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)智能感知平臺(tái) 無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái) 云數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 應(yīng)用平臺(tái) 監(jiān)控中心及移動(dòng)管 理控制端 四個(gè)層次 其中 田間脈沖電磁閥 無(wú)線閥門控制器 遠(yuǎn)程水泵智能控制器 云服務(wù)器 主控制中心和村級(jí) 企業(yè) 控制 中心 移動(dòng)控制終端等組成灌溉無(wú)線控制系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)地?zé)o線 遙控 遠(yuǎn)程隨時(shí)隨地監(jiān)控 輪灌組定時(shí)自動(dòng)輪灌等控制方式 并且 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)井和閥門狀態(tài) 灌溉流量和管網(wǎng)壓力 保障運(yùn)行安全 及時(shí)提示報(bào)警信息 在此基礎(chǔ)上 擴(kuò)充田間土壤墑情監(jiān)測(cè) 農(nóng)田氣 象監(jiān)測(cè) 作物和泵房視頻監(jiān)測(cè)等內(nèi)容 指導(dǎo)科學(xué)灌溉 提高灌溉的 智能化程度 灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)總體層次分布圖 系統(tǒng)特點(diǎn) 全無(wú)線傳輸 自組網(wǎng)協(xié)議 電池供電 不需要任何布線 系 統(tǒng)安裝維護(hù)方便 無(wú)線采用全球免費(fèi)的公共頻段 2 4GHz 省去傳統(tǒng)無(wú)線的運(yùn) 營(yíng)費(fèi)用 公網(wǎng)無(wú)線和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線融合 且具有冗余備份能力 提高了系 統(tǒng)可靠性和安全性 突破了系統(tǒng)現(xiàn)地訪問(wèn)限制 無(wú)線閥控和采集節(jié)點(diǎn)超低能耗設(shè)計(jì) 內(nèi)置電池保證使用3年 系統(tǒng)定時(shí)采集網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電壓 工作溫度與通訊鏈路狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 自診斷功能 所支持的電磁閥產(chǎn)品線廣泛 不僅支持 Netafim Rain nbsp Bird和Hunter等灌溉公司的電磁閥 同時(shí)也支 持國(guó)外著名的閥制造企業(yè)Bermad Dorot和TECHNIDRO的產(chǎn)品 移動(dòng)管理終端創(chuàng)新開發(fā) 突破了只能固定地點(diǎn)操作的限制 方便灌溉管理 自動(dòng)化功能多層次設(shè)計(jì)滿足不同灌溉管理需要 提高了系統(tǒng) 的適應(yīng)性 系統(tǒng)采用組件化和模塊化設(shè)計(jì) 無(wú)線閥控節(jié)點(diǎn) 無(wú)線采集節(jié) 點(diǎn)和機(jī)井控制站可以按照項(xiàng)目需要自由擴(kuò)展 方便項(xiàng)目設(shè)計(jì) 方便 后續(xù)升級(jí)維護(hù) 支持土壤墑情 作物長(zhǎng)勢(shì)信息和農(nóng)田小氣候信息的采集 強(qiáng) 大的UniLog 管理軟件能根據(jù)所采集的氣象信息推算最適宜的農(nóng)田灌 溉時(shí)間和灌溉量 并做出智能的管理決策 管理軟件集成GPRS GSM技術(shù) 支持基于短信的智能報(bào)警 支持基于Internet的遠(yuǎn)程管理 依托云數(shù)據(jù)中心 灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一專家運(yùn)維服務(wù) 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員只需要根據(jù)系統(tǒng)和專業(yè)運(yùn)維人員建議 安裝拆卸設(shè)備 和排除故障等 讓高科技傻瓜化 讓自動(dòng)化的使用維護(hù)和基礎(chǔ)滴灌 工程一樣簡(jiǎn)單 1 現(xiàn)場(chǎng)智能感知平臺(tái) 平臺(tái)包括有 井房首部設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng) 田間灌溉控制系統(tǒng) 田間土壤墑情信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 近地小氣候環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 智能 氣象站 作物長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 1 井房首部設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng) 井房首部樞紐設(shè)備包括 變頻器 一體式水泵智能控制器 壓 力傳感器 流量傳感器 地下水位 溫度傳感器 過(guò)濾裝置 安全防 護(hù)裝置 自動(dòng)化施肥裝置和測(cè)控裝置等 過(guò)濾裝置作用是將水中的固體大顆粒 雜質(zhì)等過(guò)濾 防止這些 污物進(jìn)入滴灌系統(tǒng)堵塞滴頭或在系統(tǒng)中形成沉淀 施肥裝置的作用 是使易溶于水并施于根系的肥料 農(nóng)藥 化控藥品等在施肥罐內(nèi)充 分溶解 然后再通過(guò)滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部 便于作物吸收 充 分發(fā)揮肥效 同時(shí)減少肥料浪費(fèi) 測(cè)控裝置的作用是方便系統(tǒng)的操 作 運(yùn)行管理 保證系統(tǒng)安全 本系統(tǒng)設(shè)有逆止閥 排氣閥 壓力 表 水表 流量控制閥門 井房首部設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)井水泵的啟閉 電機(jī)保護(hù) 電量的計(jì)量 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè) 同時(shí)還對(duì)水源地地下水位 出水口壓 力和流量進(jìn)行監(jiān)測(cè) 流量計(jì) 水泵啟動(dòng)柜 地下水位傳感器 過(guò)濾器 壓力傳感器 2 壓力傳感器 1 井房智能監(jiān)控站示意圖 井房智能監(jiān)控站功能及原理如下 遠(yuǎn)程的測(cè)控 智能井房控制終端通過(guò)GPRS無(wú)線 接收控制中心 發(fā)送的命令 對(duì)水泵變頻器進(jìn)行采集和控制 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的水泵啟停 電量采集的首部控制管理 變頻恒壓管理 變頻器根據(jù)灌溉所設(shè)定的壓力 對(duì)灌溉主管道 進(jìn)行恒壓調(diào)變頻調(diào)控 以保證足夠的灌溉壓力 根據(jù)水泵功率大小 可選 管網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理 智能井房終端通過(guò)監(jiān)測(cè)安裝在過(guò)濾器的前后的 兩個(gè)壓力傳感器的壓差值 來(lái)判斷是否需要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行清理 以 保證管網(wǎng)的高效穩(wěn)定 灌溉用水統(tǒng)計(jì) 智能井房連接地下水位傳感器 流量傳感器 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水源井地下水位動(dòng)態(tài)情況以及灌溉水的使用情況 當(dāng)?shù)叵?水位值低于設(shè)定值是 發(fā)出預(yù)警信息 表 井房智能監(jiān)控站設(shè)備組成清單表 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注 1 智能泵站控制器 定制 1 內(nèi)置電能量采集和 遠(yuǎn)程傳輸模塊 2 水泵變頻啟動(dòng)器 定制 1 3 安全防護(hù)箱 定制 1 4 地下水位傳感器 定制 1 20m量程 40米線 纜 5 管道壓力傳感器 定制 2 6 脈沖流量計(jì) 定制 1 1 2 田間無(wú)線灌溉控制系統(tǒng) 田間無(wú)線灌溉控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線控制器與井房智能監(jiān)控站連接 通過(guò)對(duì)泵站 可控灌溉閥門等狀態(tài)信息 控制信息 田間水位 墑 情 流量等測(cè)量信息及雨情 風(fēng)情 溫度等氣象信息的實(shí)時(shí)采集 經(jīng)過(guò)可編程控制器的邏輯判斷和處理 實(shí)現(xiàn)基于預(yù)定控制模型的自 動(dòng)灌溉 自動(dòng)控制 并自動(dòng)形成數(shù)據(jù)報(bào)表及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息報(bào)表等 功能 同時(shí)可選擇實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登陸訪問(wèn)功能 田間無(wú)線灌溉控制節(jié)點(diǎn)由無(wú)線閥門控制器 脈沖電磁閥 狀態(tài) 反饋 田間信息傳感器 土壤溫度 土壤水分傳感器 流量和壓力 傳感器 組成 無(wú)線閥門控制器通過(guò)線纜連接電磁閥和狀態(tài)反饋 實(shí)現(xiàn)電磁閥啟閉控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè) 圖無(wú)線閥控節(jié)點(diǎn)設(shè)備安裝圖 田間無(wú)線閥控器采用高性能蓄電池供電 具有無(wú)線通訊組網(wǎng)功 能 能夠支持控制兩路脈沖電池閥 接收兩路狀態(tài)反饋 同時(shí)可根 據(jù)需要接入土壤水分 溫度 流量和壓力傳感器 是無(wú)線通訊的終 端節(jié)點(diǎn) 電磁閥是實(shí)現(xiàn)田間灌溉閥門自動(dòng)控制的樞紐設(shè)備 它通過(guò)電纜 直接連接到核心可編程控制器或就近的田間控制器 根據(jù)可編程控 制器上設(shè)置的灌溉施肥程序自動(dòng)執(zhí)行來(lái)自控制器的運(yùn)行指令 實(shí)現(xiàn) 灌溉閥門的自動(dòng)啟動(dòng)和關(guān)閉 傳感器是系統(tǒng)用于監(jiān)控灌溉系統(tǒng)運(yùn)行狀況的傳感設(shè)備 可以采 集灌溉系統(tǒng)本身的設(shè)備運(yùn)行信息 土壤和氣象等環(huán)境信息 以及作 物的生理反饋信息 傳感器可以作為灌溉控制條件實(shí)現(xiàn)智能灌溉控 制 灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳感器主要包括液位計(jì) 壓力傳感器 溫 度濕度傳感器 電磁流量計(jì) 土壤水分以及作物生長(zhǎng)精密傳感器等 無(wú)線通訊系統(tǒng)采用全無(wú)線漫游組網(wǎng) 田間不鋪設(shè)線路 通過(guò)分 區(qū)管理 級(jí)聯(lián)通訊 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸 每一個(gè)電磁閥都有1個(gè)專 用地址 根據(jù)輪灌制度確定開啟的電磁閥 控制中心給開啟的電磁 閥的專用地址下命令 電磁閥開啟灌水 無(wú)線閥門控制器與脈沖電磁閥和狀態(tài)反饋形成無(wú)線灌溉控制節(jié) 點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)閥門的無(wú)線啟閉 不再需要管理人員下地手動(dòng)啟閉閥門 無(wú)線閥門控制器內(nèi)置高能電池 正常使用壽命不低于3年 表無(wú)線閥控組成清單表 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 1 電磁閥 定制 2 無(wú)線閥控器 定制 3 土壤水分 溫度傳感器 定制 4 管道壓力傳感器 定制 5 無(wú)線閥控器安裝配件 定制 6 無(wú)線中繼點(diǎn) 定制 7 室外網(wǎng)關(guān) 定制 1 3 無(wú)線土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土壤墑情的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè) 用 戶可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要 靈活布置土壤溫度和土壤水分傳感器 也可 將傳感器布置在不同的深度 測(cè)量剖面土壤水分情況 系統(tǒng)采用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)采集傳輸模式 傳感器沒(méi)有數(shù)量上的限制 監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間 沒(méi)有距離限制 系統(tǒng)還提供了額外的擴(kuò)展能力 可根據(jù)監(jiān)測(cè)需求增 加對(duì)應(yīng)傳感器 監(jiān)測(cè)土壤溫度 土壤電導(dǎo)率 土壤 PH 值 以及空 氣溫度 空氣濕度 光照強(qiáng)度 風(fēng)速風(fēng)向 雨量等信息 從而滿足 系統(tǒng)功能升級(jí)的需要 土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠全面 科學(xué) 真實(shí)地反映被監(jiān)測(cè)區(qū)的土 壤變化 可及時(shí) 準(zhǔn)確地提供各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤墑情狀況 為減災(zāi)抗 旱提供了重要的基礎(chǔ)信息 土壤水分傳感器的安裝位置 要求離滴管帶 10cm 安裝深度分 三層 10cm 20cm 40cm 安裝位置的選擇每個(gè)灌溉單元中的 2 個(gè) 代表處 每個(gè)噴灌單元 12 個(gè)分區(qū)點(diǎn) 表 無(wú)線土壤墑情監(jiān)測(cè)組成清單 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格 型號(hào) 1 GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊 太陽(yáng)能自供電 定制 2 數(shù)據(jù)采集器 電池供電 4 輸出 6 輸入 定制 3 土壤水分傳感器 量程 0 100 vol 精度 3 定制 4 土壤溫度傳感器 定制 5 太陽(yáng)能供電系 太陽(yáng)能自供電 10W 9000mhA 定制 6 設(shè)備固定支架 用于設(shè)備與支撐桿的固定 三角型支架 定制 1 4 綜合智能氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 綜合智能氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由9要素氣象監(jiān)測(cè)站 6層土壤墑情監(jiān)測(cè) 站以及作物長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成 氣象監(jiān)測(cè)站 監(jiān)測(cè)因子 風(fēng)速 風(fēng)向 雨量 太陽(yáng)輻射 空氣 溫度 空氣濕度 大氣壓強(qiáng)傳感器 CO2濃度傳感器 葉面濕度傳 感器 自動(dòng)記錄農(nóng)田環(huán)境信息 并通過(guò)GPRS GSM網(wǎng)遠(yuǎn)程上報(bào)至數(shù) 據(jù)中心 基于對(duì)農(nóng)田氣象信息的監(jiān)測(cè) 中心軟件可以計(jì)算出每天每 小時(shí)的ET值 土壤蒸發(fā)和植物蒸騰之和 以便進(jìn)行高效的 科學(xué) 的灌溉管理 作物長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有視頻監(jiān)控 無(wú)線覆蓋等功 能 主要用于獲取農(nóng)田環(huán)境氣象信息 遠(yuǎn)程查看農(nóng)田作物生長(zhǎng)情況 綜合智能氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由氣象傳感器 GPRS無(wú)線采集器 太陽(yáng) 能供電系統(tǒng) 鋁合金安裝支架 作物長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成 氣象傳感器 包括風(fēng)速傳感器 風(fēng)向傳感器 雨量傳感器 太 陽(yáng)輻射傳感器 空氣溫濕度傳感器 大氣壓強(qiáng)傳感器 CO2濃度傳 感器 葉面濕度傳感器 GPRS無(wú)線采集器 采集氣象數(shù)據(jù) 并通過(guò)GPRS GSM網(wǎng)發(fā)送數(shù) 據(jù)中心 太陽(yáng)能供電系統(tǒng) 包括太陽(yáng)能電池板 充放電控制器 充電電 池組 保證采集系統(tǒng)的能量供給 在持續(xù)陰雨天連續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)15天 防護(hù)圍欄 白色塑鋼護(hù)欄 高度80cm 圍成4x4m的監(jiān)測(cè)圍場(chǎng) 防止牲畜進(jìn)入破壞 作物長(zhǎng)勢(shì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn) 1 系統(tǒng)配置高清紅外攝像頭 可進(jìn)行全天候連續(xù)監(jiān)控 監(jiān)控 距離可達(dá)120m 分辨率1280 960 水平方向 360 連續(xù)旋轉(zhuǎn) 垂直 方向 2 90 無(wú)監(jiān)視盲區(qū) 2 可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣溫濕度 風(fēng)速 風(fēng)向 雨量 土壤溫度 土壤濕度等多種氣象參數(shù) 可存儲(chǔ)整個(gè)生育期內(nèi)的氣象信息 具有 歷史數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能 3 系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)橋和無(wú)線路由器實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的無(wú)線覆蓋 4 技術(shù)員可在任意地點(diǎn)通過(guò)瀏覽器查看視頻及氣象數(shù)據(jù) 表8 2 11氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成清單 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 數(shù)量 1 遠(yuǎn)傳模塊 DTU 100 1 2 監(jiān)測(cè)主機(jī) SMC1814 1 3 溫濕度傳感器 HYS10 1 4 風(fēng)速傳感器 WDS10 1 5 風(fēng)向傳感器 WDS10 1 6 輻射傳感器 SRS10 1 7 雨量傳感器 RF10 1 8 葉片濕度傳感器 LWS10 1 9 CO2濃度傳感器 CO2 10 1 10 大氣壓強(qiáng)傳感器 PRS10 1 11 太陽(yáng)能電池板及蓄電池 3W 10AH 1 12 安裝支架 全鋁合金支架 1 13 傳輸卡 30M每月 1 14 避雷器 1 15 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 300萬(wàn)像素 360度 旋轉(zhuǎn) 1 16 防雷接地 17 防護(hù)圍欄 塑鋼材質(zhì) 80cm 高 按 延米計(jì)算 16m 2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái) 網(wǎng)絡(luò)傳輸方式 LAN網(wǎng)絡(luò) MAN 網(wǎng)絡(luò) WAN網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng) LAN 一般限定在較小的區(qū)域內(nèi) 小于10km的范圍 信道傳輸速率可達(dá)1 20Mbps 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 布線容易 通常采用有線 的方式連接起來(lái) 城域網(wǎng) MAN 規(guī)模局限在一座城市的范圍內(nèi) 10 100km 的區(qū)域 廣域網(wǎng) WAN 網(wǎng)絡(luò)跨越國(guó)界 洲界 甚至全球范圍 廣域 網(wǎng)信道傳輸速率較低 一般小于0 1Mbps 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 3 數(shù)據(jù)管理平臺(tái) 平臺(tái)包括 接收和發(fā)送各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的采集的數(shù)據(jù) 機(jī)井監(jiān)控信 息 田間設(shè)備信息 土壤墑情 旱情 預(yù)報(bào)信息 近地小氣候環(huán)境 信息 氣象信息所有數(shù)據(jù) 及傳送控制命令 運(yùn)行灌溉管理軟件 實(shí) 施灌溉計(jì)劃管理 灌溉預(yù)警管理 灌溉調(diào)度管理 遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制 管理等功能 水費(fèi)征收管理 云數(shù)據(jù)管理平臺(tái)是對(duì)項(xiàng)目?jī)?nèi)所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合管理 的平臺(tái) 平臺(tái)通過(guò)對(duì)泵站 可控灌溉閥門等狀態(tài)信息 控制信息 田間水位 墑情 流量等測(cè)量信息及雨情 風(fēng)情 溫度等氣象信息 的實(shí)時(shí)采集 經(jīng)過(guò)可編程控制器的邏輯判斷和處理 實(shí)現(xiàn)基于預(yù)定 控制模型的自動(dòng)灌溉 自動(dòng)控制 并自動(dòng)形成數(shù)據(jù)報(bào)表及相應(yīng)的統(tǒng) 計(jì)信息報(bào)表等功能 同時(shí)可選擇實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登陸訪問(wèn)功能 平臺(tái)通過(guò)運(yùn)行灌溉管理軟件 實(shí)施灌溉計(jì)劃管理 灌溉預(yù)警管 理 灌溉調(diào)度管理 遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制管理等功能 水費(fèi)征收管理 平臺(tái)通過(guò)接收監(jiān)測(cè)站及人工監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 提供灌區(qū)的水情 雨情 工情以實(shí)時(shí)信息及歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 整理 為用戶提供實(shí)時(shí) 遙測(cè)數(shù)據(jù)顯示和歷史數(shù)據(jù) 墑情測(cè)報(bào)成果 配水調(diào)度成果查詢等 平臺(tái)根據(jù)灌區(qū)的雨情和墑情等信息進(jìn)行土壤墑情預(yù)報(bào) 墑情測(cè)報(bào)的 精度直接關(guān)系到配水調(diào)度決策是否科學(xué)合理 根據(jù)土壤分布類別 作物種植及生長(zhǎng)周期 灌溉定額等信息 按照系統(tǒng)對(duì)應(yīng)灌溉面積生 成干支管道灌水制度的配水計(jì)劃 綜合考慮來(lái)水情況和土壤墑情初 步確定灌溉調(diào)度方案 通過(guò)方案優(yōu)選功能 以灌溉效益最大為目標(biāo) 函數(shù)對(duì)灌溉調(diào)度方案進(jìn)行優(yōu)選 用戶可以根據(jù)實(shí)際情況 對(duì)各影響 因素設(shè)定相應(yīng)的權(quán)重 系統(tǒng)將根據(jù)用戶的選擇確定最優(yōu)方案 圖5 8 灌溉管理軟件圖 4 應(yīng)用平臺(tái) 監(jiān)控中心及移動(dòng)管理控制端 在應(yīng)用平臺(tái)上 用戶可以通過(guò)手機(jī) PDA 計(jì)算機(jī)等信息終端接 收農(nóng)田墑情信息 氣象信息 并可通過(guò) INTERNET 網(wǎng)遠(yuǎn)程控制灌溉 設(shè)備 也可以通過(guò) GPRS 3G 網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)場(chǎng)短距離無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)等方式 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及本地控制 對(duì)政府管理部門而言 則可以通過(guò)該平臺(tái) 提升農(nóng)情 農(nóng)業(yè)氣象 農(nóng)田水利的綜合管理水平 監(jiān)控中心根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)需要設(shè)置縣級(jí)主監(jiān)控中心1個(gè) 村級(jí)主監(jiān) 控中心1個(gè) 是灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)的集中和分片管理的中心 建設(shè)模式 如圖所示 監(jiān)控中心具體配置包括 物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程信息服務(wù) 視頻發(fā)布 利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)Socket技術(shù) 數(shù)據(jù)采集技術(shù)及面向?qū)ο蟮溶?件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)管理 用戶管理 設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示等功能 便 于客戶通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看園區(qū)人員工作及作物的生長(zhǎng)狀態(tài) 環(huán)境信息發(fā)布 采用先進(jìn)的C S 客戶端 服務(wù)器 結(jié)構(gòu) 把園區(qū)各溫室監(jiān)測(cè)的 環(huán)境信息發(fā)布到網(wǎng)頁(yè)上 客戶端只需要使用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器就可以 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查看園區(qū)生長(zhǎng)環(huán)境信息的功能 5 主要技術(shù)參數(shù) 1 機(jī)井智能監(jiān)控 機(jī)井智能控制器要求針對(duì)灌溉水泵智能測(cè)控需求一體化專業(yè)設(shè) 計(jì)開發(fā) 支持電量 水量 水位 壓力 刷卡和無(wú)線通訊等多種功 能 機(jī)井智能控制器支持掉電報(bào)警提示 自動(dòng)轉(zhuǎn)換低功耗運(yùn)行模式 持續(xù)水位等信息采集和報(bào)警 機(jī)井智能控制器支持多級(jí)控制 用戶可以通過(guò)電腦 手機(jī)隨時(shí) 隨地實(shí)現(xiàn)控制 可選IC卡現(xiàn)地管理 機(jī)井智能控制器集成智能監(jiān)測(cè) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位 管道流量 水泵用電量 統(tǒng)計(jì)分析灌溉用水 用電 總量和效率 實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)管 理 機(jī)井智能控制器支持運(yùn)行安全管理 水泵缺相 過(guò)流保護(hù) 過(guò) 濾器需要清洗提示 掉電提示續(xù)航 機(jī)井智能控制器可選信息匯集 作為田間無(wú)線閥控和采集網(wǎng)關(guān) 實(shí)現(xiàn)灌溉單元設(shè)備和運(yùn)行管理 2 田間閥門控制 采用無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)田間閥門控制 自動(dòng)中繼路由能力 不小于5節(jié) 單跳視距不小于500m 無(wú)線響應(yīng)延時(shí)小于10秒 田間閥門控制器無(wú)需任何設(shè)置 防水防潮 具有故障 防盜報(bào) 警功能 系統(tǒng)報(bào)警延時(shí)1分鐘左右 移動(dòng)管理終端融合GPRS和自組網(wǎng)無(wú)線通信能力 支持遠(yuǎn)程和現(xiàn) 地?zé)o線控制閥門啟閉 獲取閥門狀態(tài)和田間采集數(shù)據(jù) 田間閥門采用脈沖磁保持控制方式 具有狀態(tài)反饋 監(jiān)視灌水 狀態(tài) 反饋延時(shí)小于20秒 田間閥門控制器支持土壤水分 溫度 管道壓力 流量傳感器的接 入功能 具有越線報(bào)警功能 田間閥門控制器超低能耗運(yùn)行 內(nèi)置一次性電池使用壽命質(zhì)保3 個(gè)灌溉季度 3 農(nóng)田信息采集 采用無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)農(nóng)田和大棚內(nèi)信息采集 自動(dòng)中繼 路由能力不小于5節(jié) 單跳視距不小于500m 無(wú)線響應(yīng)延時(shí)小于10 秒 農(nóng)田剖面三層無(wú)線土壤水分 溫度傳感器采用圓錐式探頭結(jié)構(gòu) 直徑小于13mm 并且無(wú)線采集器集成一體 三層剖面深度 10 20 40cm 方便使用和維護(hù) 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)配置 具有越線報(bào)警功能 近地小氣候無(wú)線傳感器集成光照 空氣溫濕度和土壤水分溫度 于一體 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)配置 具有越線報(bào)警功能 方便使用和維護(hù) 無(wú)線傳感器超低能耗運(yùn)行 內(nèi)置一次性電池使用壽命質(zhì)保3個(gè)灌 溉季度 4 農(nóng)田信息采集與發(fā)布設(shè)備 九要素氣象站包括空氣溫濕度 太陽(yáng)輻射 風(fēng)速風(fēng)向 雨量 大氣壓力 二氧化碳和葉片濕度實(shí)時(shí)采集 通過(guò)GPRS與平臺(tái)通信 集成太陽(yáng)能供電 保障全天候連續(xù)信息采集 六層旱情 墑情監(jiān)測(cè)站按照國(guó)家監(jiān)測(cè)規(guī)范 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 10 20 40 60 80 100厘米的土壤水分和10 40厘米的土壤溫度 視頻監(jiān)控能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)視大田作物 大棚蔬菜 機(jī)井泵房 移動(dòng) 管理終端支持定點(diǎn)拍攝作物長(zhǎng)勢(shì) 上傳云平臺(tái)管理 信息發(fā)布設(shè)備采用LED點(diǎn)陣大屏顯示 支持遠(yuǎn)程更新顯示內(nèi)容 實(shí)時(shí)發(fā)布預(yù)警信息 具有語(yǔ)音廣播功能 5 軟件平臺(tái) 開發(fā)平臺(tái) 軟件平臺(tái)須基于JAVA 平臺(tái)開發(fā) 且數(shù)據(jù)庫(kù)支持 MySQL SQL Server Sybase等常見數(shù)據(jù)庫(kù) 以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展 性與兼容性 灌溉監(jiān)控管理軟件 支持灌溉無(wú)線控制啟閉 制定輪灌計(jì)劃 統(tǒng)計(jì)每個(gè)閥門灌水時(shí)間 實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)壓力和流量 保障灌溉系統(tǒng) 的運(yùn)行穩(wěn)定 數(shù)據(jù)查詢分析模塊 平臺(tái)軟件支持地下水位 溫度 流量數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 歷史數(shù)據(jù)查詢 支持周 月 季度的數(shù)據(jù)報(bào)表 同時(shí) 對(duì)同一地區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析 給政府部門提供決策參考依據(jù) GIS地理信息模塊 平臺(tái)軟件包含GIS 模塊 支持分圖層進(jìn)行管 理 要求支持對(duì)鎮(zhèn) 鄉(xiāng) 村的基本信息進(jìn)行管理 要求支持對(duì)國(guó)道 省道 縣道 河流 水庫(kù) 機(jī)井控制站圖層 進(jìn)行管理 地圖支持距離測(cè)量 面積測(cè)量等基本操作 用戶管理模塊 軟件平臺(tái)支持多級(jí)用戶管理及訪問(wèn)權(quán)限管理 管理員用戶可以對(duì)用戶基本信息 賬戶信息進(jìn)行管理 一般用戶可 以對(duì)自己的用水消費(fèi) 充值等記錄進(jìn)行查詢 灌溉信息智能處理模塊 通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的氣象 墑情 作物長(zhǎng) 勢(shì)等信息 預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)灌水量和灌溉開始時(shí)間 提高灌溉管理的科學(xué) 性 計(jì)量收費(fèi)管理模塊 根據(jù)用水定額和計(jì)量收費(fèi)方式 實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶 繳費(fèi) 水資源收費(fèi)管理 支持用戶通過(guò)電話 SMS短信 Internet互 聯(lián)網(wǎng)查詢賬戶信息 支持管理員對(duì)用戶進(jìn)行充值操作 支持對(duì)月 年收費(fèi)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 信息發(fā)布管理模塊 遠(yuǎn)程設(shè)置LED點(diǎn)陣顯示大屏內(nèi)容 自動(dòng)管 理系統(tǒng)用戶手機(jī)短信預(yù)警和信息發(fā)布