农田节水灌溉与信息管理系统的详情信息!

时间:2019-08-23 16:51 文章来源:http://www.noritzwxsh.com 点击次数:143

一,背景介绍
 
智能农业是“物联网”第十二个五年计划的重点领域之一。大量技术创新将应用于农业发展,包括通信技术,自动控制系统等。
 
通信技术是指通过应用各种有线,无线,远程,短距离通信技术,在物品和物体之间,机器和机器之间,机器和人之间交换信息和数据。当今技术领域最重要的技术领域之一是“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,它负责极为重要的信息传输,交换和传输。无线传感器网络技术是通信,计算机和自动化领域新兴的研究热点。它可以以可靠和实时的方式收集和处理覆盖区域中的各种信息。处理后的信息可以发送到有线或无线网络。远程数据消费系统。
 
自动控制系统可以在设定的条件下与远程接收器通信,根据系统的预设程序打开和关闭现场设备,并根据复杂的业务流程和业务逻辑实现灵活的操作控制。此外,动态信息收集和分析技术也是分析和管理现场复杂数据的关键应用。
 
在中国,农业是一个大用水户,农业用水量占用水总量的80%左右。由于农业灌溉效率普遍较低,水资源利用率仅为45%,水资源利用率高的国家已达到70%-80%因此,解决农业灌溉用水问题对缓解水资源短缺至关重要。资源,也是最节水的地区。目前,农业节水灌溉的难点在于农田分布范围广,各种作物的需水量也不同。大面积渠灌技术的使用不仅浪费了水资源,而且还造成了农田利用的巨大浪费。采用自动控制的滴灌技术,可以根据不同作物对水量和土壤水分状况的要求,合理配置各供水设备的运行。此外,通过自动控制,可以对整个农场系统中的各种资源使用情况进行统计分析,使相关人员能够及时了解整个系统的相关资源信息,并利用统计分析合理使用,从而实现节水,节能,省力。节约用地的效果和发展节水农业的目的。
 
易于控制在农田智能灌溉领域的应用主要是利用无线传感器感应土壤的湿度,并在设定的条件下与接收器通信,控制灌溉系统阀门的开启和关闭,达到自动化的目的。节水灌溉。由于传感器网络具有多跳路由,信息交换,自组织网络和网络通信时间同步的特点,灌区面积和节点数量可以不受限制,因此轮灌组可以灵活地增加或减少。此外,该节点还具有土壤,植物和气象等测量和采集设备,并将通信网关的互联网功能与GPS技术相结合,形成灌区的动态管理信息采集和分析技术,并与之配合。作物需水信息采集和精确控制灌溉技术和专家系统技术。此外,还可以构建高效,低能耗,低投入,多功能的农业节水灌溉平台。
 
 
二,农业节水和信息管理系统
 
2.1系统结构
农业节水信息管理系统一般负责一个较大的区域,如一个乡镇、一个县、一个城市等。如此大的区域,对于自动化产品来说,采集和通信能力是不可能实现的。为了在如此大的区域内收集相关信息,需要将这些大区域划分为几个相对较小的区域,每个相对较小的区域被划分为较小的控制单元,以便能够实现自动控制单元的控制范围。因此,农业节水信息管理系统一般由两部分组成:集中监测中心和现场监测站。管理与控制一体化的功能在农业节水和信息化管理中得到了充分的应用。
现场监测站
 
作为整个农业节水和信息管理系统中最小的单元,现场监测站也是整个监测系统的最低级控制系统。它负责整个系统的数据收集以及将收集的数据传输到上层集中监控中心。
 
现场监测站的总控制和采集设备包括:采用无线ZIGBEE协议的阀门,RTU设备,各种气象和舆情采集传感器等。一些先进的监测站还配备了视频采集设备,用于收集视频信息。控制区域实时。
 
现场监控站一般使用具有通用配置功能的组态软件来完成现场各种设备的数据集成和数据传输功能。该系统采用北京九思益自动化软件有限公司易于控制的组态软件。
 
集中监控中心
 
集中监控中心根据辖区范围内的大小,收集,显示,存储和分析该区域内所有现场监测站的信息。同时,通过易于控制的组态软件的WEB发布功能,将收集到的信息发布到INTERNET,供相关部门查看和分析。
 
集中监控中心通常通过GPRS,3G或WIFI等无线通信方式与现场监控站连接。该方法可以大大节省硬件成本,并且可以保证实时数据。作为整个农业节水和信息管理系统的中心层,集中监控中心不直接参与现场设备的控制。相反,它分析现场监测站的数据并分析历史数据,形成节水灌溉计划。每个现场控制站通过分析所获得的方案进行相应的现场控制。
 
2.2系统功能
2.2.1现场监测站
 
现场监控站一般设置在现场控制区的泵房内,其中一台监控计算机配置为实现控制区设备的信息采集和控制,并安装易于控制的组态软件,每个泵房设置一套。农田节水和信息管理系统的现场监测站主要使用非专业人员。因此,系统的功能界面主要是简单,清晰,易于理解和经济。
 
监控中心实施的功能主要是:
 
1,数据采集功能
集中监控中心与每个现场监控站之间的距离很远。使用有线传输的成本太高。因此,选择无线数据传输方法。根据每个泵房配置的不同无线模块,主要包括GPRS网络和远程传输数据。网络(无线电)。
 
2,监控画面
监测中心是其管辖范围内所有现场监测站的摘要。其监控屏幕主要包括:
 
A.用户登录界面:监控中心集中所有监控系统。不同的用户可以根据权限显示不同的项目点分发界面。
B,监控信息管理界面
 
监控信息管理根据不同用户的权限显示不同的内容,并打开相应的监控地图。可以在地图中选择不同的现场监控站,点击后可以直接显示相应的数据信息。对于更高级的用户,您可以在登录后在不同的信息管理中切换显示屏。
 
三,数据统计分析功能
 
数据分析和统计功能是指存储集中数据,比较和分析曲线条形图,查看每个站点监测站数据的报告文件的功能。
A.数据存储功能:系统收集的相关模拟数据记录在集中历史中。使用SQLSERVER数据库。历史间隔为30分钟,数据存储期为2至3年,数据存储在数据存储服务器中。 。
B.曲线条形图功能:在监控画面中,每条历史记录数据可以以历史曲线和条形图的形式显示,主要包括耗水曲线和流量曲线。历史曲线可用于按时间查询不同时间段的曲线。
C.报告功能:通过历史记录数据,可以形成系统数据报告,包括日报,月报和年报。操作员可以查询相关时间段的数据以形成相应的数据报告,并且报告还具有数据查询。打印并导出到EXCEL和其他功能。
 
四,报警功能
报警功能主要包括系统中检测到的一些设备报警和模拟量的超限报警。对于不重要的报警信息,它可以通过声光显示在监控室中。对于重要的报警信息,可以通过短信发送第一次报警。时间发送给相关人员。
 
五,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,以及用户登录和注销等功能。
 
六,WEB发布功能
监控中心的相关数据屏幕通过易于控制的WEB发布功能发布到INTERNET。相关人员只需通过各自计算机的IE浏览器直接查看每个现场监控站的运行状态。
 
七,结论
系统设计集成了自动配置,移动通信,广域网无线通信,ZIGBEE局域网无线通信等先进技术,可实现农田定点采集,移动采集和传输功能。本实用新型结构简单,功耗低,设计成本低,可用性强,监控数据实时上传实时显示,重复性好。与国内外同类产品相比,它具有以下特点:
 
(1),系统节能设计。系统变电站采用无源干电池技术。为了大大提高变电站的使用寿命,通过合理的通信技术降低了变电站的通信能量,节约了能源,提高了效率,节省了成本。
(2)作物本身是否需要灌溉的最佳指标,只有它们可以整合控制作物水分平衡的土壤因子。现场控制站通过收集影响作物生长的环境参数来了解作物生长的环境要求。
(3)充分考虑传感器节点部署区域复杂环境和大型障碍物等因素。为了克服复杂环境和许多障碍物等干扰因素,在软件开发中已经采用了许多差错控制技术来提高数据传输的可靠性。同时,考虑到系统干扰问题,采取相应的抗干扰措施,使系统通信平稳流畅。
(4)结合无线数据传输技术和节水灌溉技术,采用无线数据传输和控制,提高节水灌溉的自动化水平,更准确,准确地掌握作物的生长环境和生长规律。及时控制灌溉和节省劳动力对于提高农业投入的经济效益具有重要意义。
 
 


关键词: 信息管理系统 农田节水灌溉

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