农田节水灌溉及信息管理系统
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基于物联网的智能灌溉系统提高产量方案一、智能灌溉系统概述智能灌溉系统是一种利用现代信息技术,特别是物联网技术,实现对农田灌溉过程的智能化管理的系统。
这种系统通过传感器、控制器、执行器等设备,实时监测土壤湿度、气象条件等环境因素,自动调整灌溉量和灌溉时间,以达到节水、节能、提高作物产量和品质的目的。
智能灌溉系统的应用,不仅能够提高农业生产效率,还能促进农业可持续发展。
1.1 智能灌溉系统的核心组成智能灌溉系统的核心组成部分主要包括以下几个方面:- 传感器:用于实时监测土壤湿度、温度、pH值等土壤环境参数。
- 控制器:根据传感器收集的数据,通过内置算法进行分析,自动调节灌溉系统。
- 执行器:接收控制器指令,执行灌溉操作,如开关阀门、调节灌溉量等。
- 通信模块:实现系统内部各设备之间的数据交换,以及与远程监控平台的数据通信。
1.2 智能灌溉系统的应用优势智能灌溉系统的应用可以带来多方面的优势,主要包括:- 提高水资源利用率:通过精确控制灌溉量,减少水资源浪费。
- 优化作物生长环境:保持土壤湿度在最佳状态,促进作物健康生长。
- 降低劳动成本:减少人工巡查和灌溉操作,降低人力成本。
- 提高作物产量和品质:通过科学灌溉,提高作物生长条件,增加产量和改善品质。
二、智能灌溉系统的关键技术智能灌溉系统的关键技术是实现高效、精准灌溉的基础。
这些技术包括但不限于:2.1 土壤湿度监测技术土壤湿度监测技术是智能灌溉系统的基础,通过不同类型的土壤湿度传感器,实时监测土壤水分状况,为灌溉决策提供数据支持。
2.2 气象信息采集技术气象信息采集技术能够收集温度、湿度、光照强度、降雨量等气象参数,这些数据对于预测作物需水量和制定灌溉计划至关重要。
2.3 数据处理与分析技术数据处理与分析技术涉及将传感器收集的数据进行汇总、分析,通过算法模型预测作物需水量,为灌溉提供科学依据。
2.4 无线通信技术无线通信技术用于实现智能灌溉系统内部设备之间的数据交换,以及与远程监控平台的通信,确保系统稳定运行。
灌区信息化管理系统构建及实施第一部分灌区信息化管理系统概述 (2)第二部分系统需求分析与设计 (4)第三部分技术方案选择与实施 (7)第四部分数据采集与处理模块构建 (11)第五部分信息管理与决策支持功能开发 (15)第六部分系统集成与测试策略 (19)第七部分应用效果评估与优化建议 (23)第八部分灌区信息化发展趋势与挑战 (28)第一部分灌区信息化管理系统概述灌区信息化管理系统是现代水利管理领域的重要组成部分,其目的是通过综合运用信息技术、自动控制技术、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)等手段,实现对灌溉工程设施、水资源、农业生产和生态环境的全面、实时监控和管理。
本文将从灌区信息化管理系统的概念、构成和功能等方面进行概述。
首先,我们需要明确灌区信息化管理系统的概念。
灌区信息化管理系统是指以计算机技术为核心,集成多种信息技术手段,构建一个综合性的、多层次的信息服务平台,用于支持灌区管理部门对灌区内各种资源进行有效管理和决策。
该系统旨在提高灌区管理水平和效率,保障灌区可持续发展,并为社会经济提供高效、优质的服务。
其次,灌区信息化管理系统的构成主要包括以下几个部分:1.数据采集层:负责收集灌区内的水文气象数据、土壤含水量、水质参数、农田作物生长状况等信息。
这一层次通常采用传感器、无人机遥感等设备和技术进行实时监测和采集。
2.数据传输层:主要负责将数据采集层获取的数据进行传输和存储。
常用的传输方式有无线通信、卫星通信、光纤通信等。
数据存储则包括数据库、云存储等手段。
3.数据处理与分析层:通过对收集到的各种数据进行整理、清洗、融合和挖掘,形成具有价值的信息。
这些信息可应用于灌区调度、灾害预警、农业生产指导等领域。
4.业务应用层:根据灌区管理的实际需求,开发一系列的应用软件和服务,如灌区调度优化、水资源配置、农业信息服务等。
用户可通过网页、移动终端等方式访问这些应用。
5.综合展示层:以图形化、可视化的方式将各类数据和信息呈现给管理者和使用者,便于理解和决策。
农田水利智能管理系统的设计与实现随着科技的发展和农业现代化的推进,农田水利的管理面临着新的挑战和机遇。
为了提高农田水利的效率和精确性,智能管理系统的设计与实现成为当代农业的重要任务之一。
本文将介绍农田水利智能管理系统的设计思路、功能模块以及实现方法。
1. 设计思路农田水利智能管理系统的设计思路是基于先进技术和信息化管理的理念,旨在提高农田水利的管理效率和决策精确性。
主要采用互联网、物联网、大数据分析等技术手段,实现农田水利的自动化、智能化管理。
2. 功能模块(1)传感器模块:通过安装在农田中的传感器,实时监测土壤湿度、气温、降雨量等环境因素,并将数据传输至系统后台。
(2)数据采集与存储模块:系统后台负责接收传感器数据,并将其存储至数据库中,以备后续分析和应用。
(3)分析与预测模块:系统根据历史数据和实时数据,利用数据分析和预测算法,预测农田水利需求,调整水利设施的供水量和供水时间。
(4)远程控制模块:用户可以通过手机App或者电脑端的系统界面,远程控制农田水利设施的开启和关闭,实时调整水利设备的工作状态。
(5)报警与提示模块:系统会监测农田水利设施的工作情况,一旦发现异常情况(如水位过高或过低),会及时发送报警信息给用户,以便用户采取相应的措施进行处理。
3. 实现方法(1)硬件设备的选择和安装:系统所需的传感器和水利设备需要根据实际情况进行选择和安装,确保能够准确获取到所需的数据和控制农田水利设施。
(2)软件开发和数据库设计:根据功能模块的需求,开发相应的系统后台、用户界面和手机App,并设计数据库用于存储和管理数据。
(3)数据分析和预测算法的应用:基于已有的历史数据和实时数据,运用数据分析和预测算法,提高农田水利管理的准确性和效率。
(4)系统测试和调试:完成软硬件的安装和开发后,对系统进行全面测试和调试,确保系统能够正常运行并满足设计目标。
4. 管理系统的优势(1)提高效率:智能管理系统能够实现自动化管理和远程控制,节约人力成本,提高工作效率。
灌区信息化系统解决方案引言概述:随着科技的不断发展,灌区信息化系统解决方案在农业灌溉管理中起到了重要的作用。
这一系统整合了信息技术与灌溉管理,能够提高农田灌溉效率、节约水资源、减少人力成本,并为农民提供更好的农业生产环境。
本文将从五个大点来阐述灌区信息化系统解决方案的重要性和优势。
正文内容:1. 提高农田灌溉效率1.1 自动化控制系统灌区信息化系统解决方案通过自动化控制系统,能够实现对灌溉设备的远程监控和控制。
农民可以通过手机或者电脑远程操控灌溉设备,实时监测土壤湿度、气象条件等参数,根据实时数据进行精确灌溉,提高灌溉效率。
1.2 智能灌溉调度灌区信息化系统解决方案还能根据农田的实际需求,结合气象数据、土壤水分情况等信息,进行智能灌溉调度。
系统能够根据作物生长阶段和需水量,合理安排灌溉时间和水量,避免过度灌溉或者不足灌溉,提高水资源利用效率。
1.3 数据分析与决策支持灌区信息化系统解决方案能够对灌溉过程中产生的大量数据进行采集、存储和分析。
通过数据分析,农民可以了解土壤水分变化趋势、作物需水量等信息,为决策提供科学依据,提高农田灌溉决策的准确性和效率。
2. 节约水资源2.1 精确灌溉灌区信息化系统解决方案通过实时监测土壤湿度、气象条件等参数,能够实现精确灌溉。
避免了传统灌溉中的盲目浇水和浪费现象,节约了大量的水资源。
2.2 智能调度灌区信息化系统解决方案能够根据作物需水量、土壤水分情况等信息进行智能调度,合理安排灌溉时间和水量。
避免了过度灌溉和不足灌溉,进一步节约了水资源。
2.3 水资源管理灌区信息化系统解决方案能够对水资源进行全面的管理。
通过对灌溉水量、用水周期等数据的采集和分析,可以为农业水资源的合理配置提供科学依据,实现水资源的有效利用。
3. 减少人力成本3.1 自动化操作灌区信息化系统解决方案通过自动化控制系统,实现了对灌溉设备的远程监控和控制。
农民再也不需要亲自操控灌溉设备,减少了人力成本。
智能灌溉农田灌溉控制系统系统简介智能灌溉一种现代高效节水的灌溉方式,智能灌溉自动化控制系统是集自动控制技术和专家系统技术,传感器技术、通讯技术、计算机技术等于一体的灌溉管理系统。
随着农业及园林业的发展,水资源的不断升值,传统灌溉方式正在被现代智能型微机控制灌溉系统所取代并得以推广,是有效解决灌溉节水问题的必要措施之一。
金斗云自主研发的智能灌溉系统是集传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术于一体的智能灌溉控制系统,该系统的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。
系统既可以根据植物和土壤种类,光照数量来优化用水量,也可以在雨後监控土壤的湿度。
据研究统计显示,金斗云智能灌溉系统和传统灌溉系统的成本差不多,却可实现节水16%到30%。
智能灌溉系统-软件设计软件是控制系统的灵魂,需要与硬件配合,将实时数据与专家系统的设定值进行比较判断,来控制电磁阀的开启和延续时间的长短,实现智能控制。
中央控制室的计算机系统使用了大型关系数据库,能对各种数据进行分类存储和自动备份,并能根据定制条件进行查询。
本系统能够实现全自动、无人值守的数据处理,并预留WEB接口,远程用户可以通过浏览器查询有关的灌溉信息。
本系统采用了图形用户界面,用户操作简单方便。
实时或定时采集的田间土壤水分、土壤温度、空气温湿度等数据,均可以实时地以图形或者表格方式在中央控制计算机上显示。
用户可以通过图形界面设定每个地块的灌溉策略,实现定时、定量的无人值守的自动灌溉。
智能灌溉系统-系统组成智能灌溉系统-优点与传统灌溉方式相比,金斗云智能灌溉控制系统有如下优点:1.微机控制喷灌和滴灌,大大节省日趋宝贵的水资源,具有巨大的社会效益和经济效益。
2.根据植物对土壤水份的需求特点设定不同的灌溉方式,使植物按最佳生长周期生长, 达到增产增收的目的。
3.自动灌溉,大大节省人力资源,提高劳动生产率。
智能灌溉系统-功能为了最大限度地节约喷灌用水和实现智能控制,灌溉系统具备以下功能:1.数据采集功能:可接收土壤湿度传感器采集的模拟量。
农田水利节水灌溉系统水是生命之源,对于农业生产来说更是至关重要。
在农业发展的过程中,如何合理有效地利用水资源,实现节水灌溉,成为了一个重要的课题。
农田水利节水灌溉系统应运而生,它为农业的可持续发展提供了有力的支持。
一、农田水利节水灌溉系统的概念与意义农田水利节水灌溉系统是指通过一系列的技术手段和设施设备,将水资源精准、高效地输送到农田,以满足农作物生长的需求,同时最大程度地减少水资源的浪费。
其意义主要体现在以下几个方面:首先,节约水资源。
我国是一个水资源相对匮乏的国家,农业用水在水资源消耗中占据了较大比例。
通过节水灌溉系统,可以显著降低农业用水量,提高水资源的利用效率,缓解水资源供需矛盾。
其次,提高农作物产量和质量。
精准的灌溉能够为农作物提供适宜的水分条件,促进其生长发育,提高产量和品质。
再者,保护环境。
减少水资源的浪费和不合理使用,有助于减轻对水环境的压力,保护生态平衡。
二、常见的农田水利节水灌溉技术1、喷灌技术喷灌是利用专门的设备将水喷射到空中,形成细小的水滴,均匀地洒落在农田。
这种技术具有适应性强、灌溉均匀、节省劳力等优点。
可以根据农作物的需求和土壤条件,调整喷头的高度、角度和喷水量,实现灵活灌溉。
2、滴灌技术滴灌是将水通过管道和滴头,一滴一滴地缓慢滴入农作物根部附近的土壤。
它具有节水效果显著、肥料利用率高、土壤湿度保持稳定等特点。
特别适用于干旱缺水地区和对水分要求较高的农作物,如蔬菜、果树等。
3、微灌技术微灌包括微喷灌和小管出流灌等形式。
微喷灌类似于喷灌,但水滴更细小,雾化程度更高;小管出流灌则是通过小管将水直接输送到农作物根部。
4、渠道防渗技术对传统的灌溉渠道进行防渗处理,如铺设混凝土、塑料薄膜等,减少渠道输水过程中的渗漏损失,提高水的利用率。
5、膜下灌溉技术在农作物覆膜种植的基础上,将灌溉水引入膜下,既能减少水分蒸发,又能保持土壤温度和湿度,有利于农作物生长。
三、农田水利节水灌溉系统的组成一个完整的农田水利节水灌溉系统通常包括水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器等部分。
农业智能化灌溉系统的设计与应用精准供水与节水灌溉随着农业产业的发展和水资源的日益稀缺,农业智能化灌溉系统成为了提升农业生产效益的重要手段。
该系统通过科学精准的供水与节水灌溉,既能满足作物的需水要求,又能最大限度地节约用水资源。
本文将介绍农业智能化灌溉系统的设计原理和应用实例,探讨其在精准供水与节水灌溉方面的优势。
一、农业智能化灌溉系统的设计原理农业智能化灌溉系统的设计原理主要包括传感器监测、智能控制和远程管理三个方面。
1. 传感器监测农业智能化灌溉系统通过安装传感器来监测农田土壤的湿度、气温和光照等指标,以获取作物生长环境的参数信息。
传感器采集的数据能够实时传输到控制中心,为智能控制提供依据。
2. 智能控制基于传感器监测到的数据,农业智能化灌溉系统可以进行智能控制。
智能控制主要包括供水控制和灌溉控制两个方面。
供水控制主要根据土壤湿度和作物需水量来决定供水量的大小,确保作物能够得到合适的水分。
灌溉控制则是根据作物的生长状况和环境需求,结合天气预报等数据,智能调节灌溉的频率和时长,以确保作物能够得到适宜的灌溉。
3. 远程管理农业智能化灌溉系统还可以通过远程管理实现对整个系统的监控和控制。
通过互联网技术,农民可以通过手机或电脑等终端设备实时了解农田的情况并进行远程操作,调整系统的参数和工作模式,提高农业生产的效率和灵活性。
二、农业智能化灌溉系统的应用实例农业智能化灌溉系统在实际应用中取得了显著的效果,为农业生产带来了许多优势。
1. 精准供水传统的灌溉方法通常采用定时定量的方式,无法根据作物的生长情况和实际需水量进行调整,容易造成水分浪费或供水不足。
而农业智能化灌溉系统可以根据作物的需水量和周围环境的湿度等参数,实现精准供水,既避免了水资源的浪费,又保证了作物的生长需求。
2. 节水灌溉农业智能化灌溉系统采用了先进的技术手段,通过传感器监测土壤湿度和气象数据等信息,实现灌溉水量的合理分配。
相比于传统的灌溉方式,节水效果显著。
农业智能化灌溉系统应用手册第一章智能化灌溉系统概述 (2)1.1 智能化灌溉系统定义 (2)1.2 智能化灌溉系统发展历程 (3)1.3 智能化灌溉系统优势 (3)第二章系统设计原理 (4)2.1 系统架构设计 (4)2.2 传感器选择与布局 (4)2.2.1 传感器选择 (4)2.2.2 传感器布局 (4)2.3 控制算法设计 (5)第三章硬件设备选型 (5)3.1 灌溉设备选型 (5)3.2 数据采集设备选型 (5)3.3 通信设备选型 (6)第四章软件系统开发 (6)4.1 系统软件开发流程 (6)4.2 系统功能模块设计 (7)4.3 系统稳定性与安全性 (7)第五章系统安装与调试 (7)5.1 系统安装流程 (7)5.1.1 准备工作 (7)5.1.2 设备安装 (8)5.1.3 系统接线 (8)5.1.4 系统调试 (8)5.2 系统调试方法 (8)5.2.1 控制器调试 (8)5.2.2 传感器调试 (8)5.2.3 执行器调试 (8)5.2.4 系统联调 (8)5.3 常见问题及解决方案 (8)5.3.1 系统无法启动 (8)5.3.2 传感器数据不准确 (9)5.3.3 执行器动作异常 (9)5.3.4 系统运行不稳定 (9)第六章智能灌溉策略 (9)6.1 土壤湿度监测与控制 (9)6.1.1 土壤湿度监测 (9)6.1.2 土壤湿度控制 (9)6.2 气象因素对灌溉的影响 (9)6.2.1 气象数据采集 (9)6.2.2 气象因素分析 (9)6.3 节水灌溉策略 (10)6.3.1 灌溉方式优化 (10)6.3.2 灌溉制度调整 (10)6.3.3 水资源管理 (10)第七章系统运行与维护 (10)7.1 系统运行监控 (10)7.1.1 监控内容 (10)7.1.2 监控方式 (10)7.2 系统维护保养 (11)7.2.1 日常维护 (11)7.2.2 定期保养 (11)7.2.3 故障处理 (11)7.3 系统故障处理 (11)7.3.1 故障分类 (11)7.3.2 故障处理流程 (11)7.3.3 常见故障处理方法 (12)第八章智能化灌溉系统在农业中的应用 (12)8.1 粮食作物灌溉 (12)8.2 经济作物灌溉 (12)8.3 果蔬灌溉 (13)第九章智能化灌溉系统发展趋势 (13)9.1 技术发展趋势 (13)9.2 市场发展趋势 (14)9.3 政策支持与推广 (14)第十章案例分析与总结 (14)10.1 典型案例分析 (14)10.1.1 项目背景 (14)10.1.2 系统设计 (14)10.1.3 实施过程 (15)10.2 系统效益评估 (15)10.2.1 节水效益 (15)10.2.2 农业产量效益 (15)10.2.3 经济效益 (15)10.2.4 社会效益 (15)10.3 总结与展望 (15)第一章智能化灌溉系统概述1.1 智能化灌溉系统定义智能化灌溉系统是指利用现代信息技术、自动控制技术、传感技术、网络通信技术等,对灌溉过程进行实时监测、智能决策和自动控制的一种灌溉方式。
农田节水灌溉及信息管理系统1、背景介绍智能农业是物联网十二五规划重点领域之一,大量的科技创新技术将应用在农业发展中,其中包括通信技术、自动化控制系统,等等。
通信技术是指通过各种有线、无线、长距离、短距离的通信技术的应用,实现物品与物品之间,机器与机器之间,机器与人之间的信息与数据的交换,这就形成了当今科技领域最为关注的领域之一——“物联网”。
其中,无线传感器网络技术是物联网的核心技术之一,它担负着极其重要的信息传递、交换和传输的重任。
无线传感器网络技术目前是通信、计算机和自动化等领域一个新兴的研究热点,它能够可靠地、实时地采集覆盖区中的各种信息并进行处理,处理后的信息可通过有线或无线方式发送给远端数据消费系统。
自动化控制系统可以在设定的条件下与远端接收器通信,按照系统预先设定的程序对现场设备进行开、关等操作,还可以按照复杂的业务流程和业务逻辑,实现灵活的操作控制,另外,动态信息采集分析技术也是重点应用,对现场的复杂数据进行分析和管理。
在我国,农业是用水大户,农业用水量约占总用水量的80%左右,由于农业灌溉效率普遍低下,水的利用率仅为45%,而水资源利用率高的国家已达70%~80%,因而,解决农业灌溉用水的问题,对于缓解水资源的紧缺是非常重要的,也是节水潜力最大的领域。
目前,农业节水灌溉的困难在于农田分布范围广泛,各种农作物的用水需求也不相同。
使用大面积的沟渠灌溉技术,不仅浪费水资源,而且在农田利用上也造成很大的浪费。
采用自动化控制的滴灌技术,可以根据各种农作物对水量的要求,以及土壤的水情合理配置各个供水设备运行情况。
另外,通过自动化控制,可以将整个农场系统中的各种资源使用情况进行统计分析,使相关人员及时了解整个系统的相关资源信息,通过统计分析,进行合理使用,从而达到省水节能、省工省地的效果,以及发展节水农业的目的。
在农田智能灌溉领域的应用主要是通过无线传感器感应土壤的水分,并在设定条件下与接收器通信,控制灌溉系统的阀门打开、关闭,从而达到自动节水灌溉的目的。
由于传感器网络具有多跳路由、信息互递、自组网络及网络通信时间同步等特点,使灌区面积、节点数量可以不受限制,因此可以灵活增减轮灌组。
加上节点具有土壤、植物、气象等测量采集装置,利用通信网关的Internet功能与GPS 技术结合,形成灌区动态管理信息采集分析技术,配合作物需水信息采集与精量控制灌溉技术、专家系统技术等,可构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。
2、农业节水及信息管理系统2.1系统结构农业节水及信息管理系统一般负责的区域比较大,如一个乡、一个县、一个市等。
这样大的区域,对于自动化产品来说,采集能力和通信能力都不可能实现,为了将这么大的区域中的相关信息进行收集,需要将这些大的区域划分为多个相对较小的区域,每个相对较小的区域再划分出更小的控制单位,从而能达到一个自动化控制单元所能控制的范围。
因此,农业节水及信息管理系统一般由两个部分组成:集中监控中心、现场监控站。
各部分分工明确、协同合作,使管控一体化的功能在农业节水及信息管理中得到了充分应用。
下图为基于物联网的农业节水灌溉系统网络结构。
现场监控站现场监控站作为整个农业节水及信息管理系统中的最小单元,也是整个监控系统的最底层控制系统,它负责整个系统的数据采集以及将采集到的数据传送到上层集中监控中心的任务。
现场监控站一般控制和采集的设备包括:使用无线ZIGBEE协议的阀门、RTU设备、各种气象、墒情采集传感器等,有些先进的监控站还配置视频采集设备,实时采集控制区域内的视频信息。
现场监控站一般使用具有通用组态功能的组态软件完成现场各种设备的数据的集成,以及数据的传输功能。
集中监控中心集中监控中心根据其所管辖区域大小,将区域内所有现场监控站的信息进行集中采集、展示、存储、分析等。
同时,通过组态软件的WEB发布功能,将所采集的信息发布到INTERNET上,供相关部门查看分析。
集中监控中心通常与现场监控站之间通过移动通信技术GPRS、3G或者WIFI等无线通信方式进行连接,这种方式可以大大节省硬件成本,同时,数据的实时性也能保证。
集中监控中心作为整个农业节水和信息管理系统的中心层,不直接参与现场设备的控制,而是通过对现场监控站相关数据的分析以及历史数据的分析,形成先关的节水灌溉方案,各个现场控制站通过分析所得的方案进行相应的现场控制。
2.2系统功能2.2.1 现场监控站现场监控站一般设置在现场控制区域的泵房中,其中配置监控计算机一台,实现对控制区域设备的信息采集和控制,安装组态软件,每一个泵房设置一套。
农田节水和信息管理系统中的现场监控站主要使用对象为非专业人士,因此,该系统的功能界面主要以简洁、明了、易于了解和经济适用为主。
该系统的功能主要有:1、数据采集与监视功能现场监控站中由于各种管线与阀门铺设的距离比较远,使用有线数据采集的方式在监控成本和控制线缆铺设上都不现实,因此,使用Zigbee无线通信的方式进行数据采集。
它是一种短距离的无线通信方式,对于在农田这种开阔地带使用比较有优势,它与RTU控制单元结合使用,采集泵房管理系统内的各个阀门与水泵的控制信号,实现水泵和阀门的远程控制,同时还采集相关的模拟量数据,如蓄水池水位、管道流量、过滤器前后水压、电机电流、电压、墒情、气象等数据。
2、画面监控画面监控主要包括设备监控画面、系统管理界面以及数据统计分析画面。
A、设备监控界面按照现场监控站滴灌系统管道铺设管线绘制田间滴灌分布图,在图上直观显示相关电磁阀的位置、状态、是否启用轮灌,正在灌溉的组别,灌溉持续时间、当前系统时间显示等信息。
该界面可以对电磁阀的状态统一实时查询;轮灌启动、界面锁定;电磁阀的单独开启关闭、状态查询。
界面锁定以后(安全模式),整个界面上操作人员不能有任何操作动作(不能控制设备,只能浏览查询信息),只有通过密码实现解锁才能进行控制操作。
B、数据统计分析画面包括实时数据显示和历史数据显示两部分内容,显示的数据有电机电压、电流、蓄水池水位、过滤器前后水压、出水口流量、土壤水分以及气象站、设备电池电压等。
C、系统管理界面包括系统通讯诊断、系统设备拓扑结构图、设备地址、时钟、工作参数配置界面、设备列表、轮灌编辑界面、用户管理界面、数据存储设置、调阅、导出界面、设备通讯状态、设备电池电压,首部电压电流、水位、水压等错误或者数据超常报警设置等。
3、设备控制功能设备控制功能包括田间各个电磁阀与水泵的单独控制以及电磁阀的轮灌控制。
单独控制时,农民可以在监控画面上对每一个设备进行单独的打开或关闭操作,当操作没有反馈或反馈信息错误时能进行相应的报警。
轮灌控制需要根据系统管理界面中对于轮灌功能的配置,系统自动完成所有电磁阀的打开与关闭控制以及打开的时间等。
4、数据存储记录功能系统中采集的各种模拟量数据,如首部电压、电流、水位、水压、流量、土壤水分等都进行记录,数据记录使用定时记录的功能,每半小时记录一次相关数据(记录数据时间可设定),数据保留时间为1年,数据记录使用易控自带的SQLexpress数据库完成。
同时,在画面上可以通过报表、曲线的方式进行历史记录数据的查看。
5、报警功能报警功能主要针对重要的操作和模拟量超限进行。
报警的方式根据现场计算机的条件可以有声光和短信两种方式,需要泵房监控系统中配置相应的音箱及短信发送模块。
重要的报警能记录到数据库中进行历史报警的查询功能。
6、用户管理功能田间泵房管理系统的用户主要包括系统操作的农民和相应参数设置的维护人员。
不同用户通过用户名和密码登陆获取不同的权限。
农民主要权限为设备的单独操作和实时数据的查看。
系统维护人员具有所有功能操作的权限(由于维护人员不是长期驻守在泵房,所以参数维护由监控中心维护人员统一进行远程维护)。
7、数据上传功能现场监控站只是整个系统的最底层监控系统,它是最底层的数据采集系统,对于上层管理系统来说,它还包括数据上传到监控系统的功能。
本系统中,现场监控站与上层集中监控中心的通信方式有两种GPRS和超短波电台的方式。
因此,数据上传功能使用易控IO通信中的modbus主站方式将数据通过GPRS或者超短波电台发送到监控中心。
2.2.2 集中监控中心集中监控中心负责将所管辖的现场监控站的所有信息进行集中管理,集中监控中心设置在相应的上级管理中心,设置一台监控服务器,监控服务器作为集中数据服务器、历史记录和WEB发布服务器使用。
监控中心实现的功能主要有:1、数据采集功能集中监控中心与各个现场监控站的距离较远,使用有线传输的方式成本太高,因此,选用无线的数据传输方式,根据各个泵房配置的无线模块的不同,主要包括GPRS网络、远传数据网络(电台)。
2、监控画面监控中心是下辖的所有现场监控站信息的汇总,它的监控画面主要包括:A、用户登录界面:监控中心集中了中所有监控系统,不同用户可以按照权限显示不同的项目点分布界面。
B、监控信息管理画面监控信息管理根据不同用户的权限,显示不同的内容,打开相应的监控地图,在地图中可以选取不同的现场监控站,点击后就可以直接显示相应的数据信息。
对于更高级用户,登录后可以在不同信息管理中切换显示画面。
3、数据统计分析功能数据分析统计功能是指对各个现场监控站数据进行集中数据的存储、曲线棒图的对比分析、报表文件的查看等功能。
A、数据存储功能:将系统采集到的相关模拟量数据进行集中历史记录,使用SQLSERVER 数据库,历史记录的时间间隔为30分钟,数据的存储周期为2到3年,数据存储到数据存储服务器中。
B、曲线棒图功能:在监控画面中能将各个历史记录数据通过历史曲线,棒图的形式进行展示,主要包括用水量曲线、流量曲线等。
历史曲线可以通过时间查询不同时间段的曲线情况。
C、报表功能:通过历史记录数据,可以形成系统的数据报表,包括日、月、年等报表,操作人员可以通过时间查询相关时间段的数据形成相应的数据报表,同时报表还具有数据查询、打印、导出为EXCEL等功能。
4、报警功能报警功能主要包括系统中监测到的一些设备报警以及模拟量的越限报警,对于不重要报警信息可以通过声光方式在监控室显示,对于重要报警信息可以通过手机短信的方式在报警的第一时间发送到相关人员。
5、用户管理功能用户管理功能配置系统中不同登录用户的操作权限,以及用户登录、注销等功能。
6、WEB发布功能将监控中心中相关的数据画面通过易控的WEB发布功能发布到INTERNET上,相关人员只需要通过各自电脑的IE浏览器就可以直接查看各个现场监控站的运行情况。
3、结束语本系统设计融合了自动化组态、移动通信、广域网无线通信、ZIGBEE局域网无线通信等先进技术,能够实现农田定点采集、移动采集与传输功能。
具有结构简单、功耗低、设计成本低、使用性强、监测数据实时显示实时上传和可重复性好等显著特点。