智能化灌溉系統(tǒng)解決方案在智能農(nóng)業(yè)建設中的應用

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡整理，如有侵權，請聯(lián)系刪除，謝謝！1、背景介紹農(nóng)業(yè)發(fā)展中，其中包括通信技術、自動化控制系統(tǒng)，等等。通信技術是指通過各種有線、無線、長距離、短距離的通信技術的應用，實息可通過有線或無線方式發(fā)送給遠端數(shù)據(jù)消費系統(tǒng)。的程序?qū)ΜF(xiàn)場設備進行開、關等操作，還可以按照復雜的業(yè)務流程和業(yè)務邏輯，雜數(shù)據(jù)進行分析和管理。在我國，農(nóng)業(yè)是用水大戶，農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右，由于農(nóng)業(yè)45%70%～80%，因而，解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問題，對于緩解水資源的緊缺是非常重要的，也是節(jié)水潛力最大的領域。目前，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的困難在于農(nóng)田分布范圍廣泛，而達到省水節(jié)能、省工省地的效果，以及發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的目的。托普物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)田智能灌溉領域的應用主要是通過無線傳感器感應土壤的水分，并在設定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關閉，從而達增減輪灌組。加上節(jié)點具有土壤、植物、氣象等測量采集裝置，利用通信網(wǎng)關的Internet功能與GPS技術結(jié)合，形成灌區(qū)動態(tài)管理信息采集分析技術，配合作物需水信息采集與精量控制灌溉技術、專家系統(tǒng)技術等，可構(gòu)建高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺。2、農(nóng)業(yè)節(jié)水及信息管理系統(tǒng)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)農(nóng)業(yè)節(jié)水及信息管理系統(tǒng)一般負責的區(qū)域比較大，如一個鄉(xiāng)、一個縣、一個分組成：集中監(jiān)控中心、現(xiàn)場監(jiān)控站。各部分分工明確、協(xié)同合作，使管控一體化的功能在農(nóng)業(yè)節(jié)水及信息管理中得到了充分應用?，F(xiàn)場監(jiān)控站上層集中監(jiān)控中心的任務。ZIGBEE協(xié)議的閥門、RTU設備、各種氣象、墑情采集傳感器等，有些先進的監(jiān)控站還配置視頻采集設備，實時采集控制區(qū)域內(nèi)的視頻信息。現(xiàn)場監(jiān)控站一般使用具有通用組態(tài)功能的組態(tài)軟件完成現(xiàn)場各種設備的數(shù)司的易控組態(tài)軟件。集中監(jiān)控中心集中采集、展示、存儲、分析等。同時，通過易控組態(tài)軟件的WEB發(fā)布功能，將所采集的信息發(fā)布到INTERNET上，供相關部門查看分析。集中監(jiān)控中心通常與現(xiàn)場監(jiān)控站之間通過移動通信技術GPRS3G或者WIFI現(xiàn)場控制。2.2系統(tǒng)功能2.2.1現(xiàn)場監(jiān)控站現(xiàn)場監(jiān)控站一般設置在現(xiàn)場控制區(qū)域的泵房中，其中配置監(jiān)控計算機一臺，該系統(tǒng)的功能界面主要以簡潔、明了、易于了解和經(jīng)濟適用為主。該系統(tǒng)的功能主要有：1、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視功能方式在監(jiān)控成本和控制線纜鋪設上都不現(xiàn)實，因此，使用Zigbee無線通信的方用比較有優(yōu)勢，它與RTU控制單元結(jié)合使用，采集泵房管理系統(tǒng)內(nèi)的各個閥門如蓄水池水位、管道流量、過濾器前后水壓、電機電流、電壓、墑情、氣象等數(shù)據(jù)。2、畫面監(jiān)控畫面監(jiān)控主要包括設備監(jiān)控畫面、系統(tǒng)管理界面以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析畫面。、設備監(jiān)控界面按照現(xiàn)場監(jiān)控站滴灌系統(tǒng)管道鋪設管線繪制田間滴灌分布查詢；輪灌啟動、界面鎖定；電磁閥的單獨開啟關閉、狀態(tài)查詢。界面鎖定以后、的數(shù)據(jù)有電機電壓、電流、蓄水池水位、過濾器前后水壓、出水口流量、土壤水分以及氣象站、設備電池電壓等。、系統(tǒng)管理界面包括系統(tǒng)通訊診斷、系統(tǒng)設備拓撲結(jié)構(gòu)圖、設備地址、時鐘、工作參數(shù)配置界面、設備列表、輪灌編輯界面、用戶管理界面、數(shù)據(jù)存儲設置、調(diào)閱、導出界面、設備通訊狀態(tài)、設備電池電壓，首部電壓電流、水位、水壓等錯誤或者數(shù)據(jù)超常報警設置等。1、設備控制功能設備控制功能包括田間各個電磁閥與水泵的單獨控制以及電磁閥的輪灌控作，當操作沒有反饋或反饋信息錯誤時能進行相應的報警。電磁閥的打開與關閉控制以及打開的時間等。1、數(shù)據(jù)存儲記錄功能系統(tǒng)中采集的各種模擬量數(shù)據(jù)，如首部電壓、電流、水位、水壓、流量、土1年，數(shù)據(jù)記錄使用易控自帶的SQLexpress數(shù)據(jù)庫完成。同時，在畫面上可以通過報表、曲線的方式進行歷史記錄數(shù)據(jù)的查看。2、報警功能報警功能主要針對重要的操作和模擬量超限進行?？叵到y(tǒng)中配置相應的音箱及短信發(fā)送模塊。重要的報警能記錄到數(shù)據(jù)庫中進行歷史報警的查詢功能。3、用戶管理功能田間泵房管理系統(tǒng)的用戶主要包括系統(tǒng)操作的農(nóng)民和相應參數(shù)設置的維護人員。不同用戶通過用戶名和密碼登陸獲取不同的權限。農(nóng)民主要權限為設備的單獨操作和實時數(shù)據(jù)的查看。系統(tǒng)維護人員具有所有功能操作的權限（由于維護人員不是長期駐守在泵4、數(shù)據(jù)上傳功能現(xiàn)場監(jiān)控站只是整個系統(tǒng)的最底層監(jiān)控系統(tǒng)，它是最底層的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于上層管理系統(tǒng)來說，它還包括數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)的功能。GPRS和超短波電臺的方式。因此，數(shù)據(jù)上傳功能使用易控IO通信中的modbus主站方式將數(shù)據(jù)通過GPRS或者超短波電臺發(fā)送到監(jiān)控中心。2.2.2集中監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務器、歷史記錄和WEB發(fā)布服務器使用。監(jiān)控中心實現(xiàn)的功能主要有：1、數(shù)據(jù)采集功能集中監(jiān)控中心與各個現(xiàn)場監(jiān)控站的距離較遠，使用有線傳輸?shù)姆绞匠杀咎?，因此，選用無線的數(shù)據(jù)傳輸方式，根據(jù)各個泵房配置的無線模塊的不同，主要包括GPRS2、監(jiān)控畫面監(jiān)控中心是下轄的所有現(xiàn)場監(jiān)控站信息的匯總，它的監(jiān)控畫面主要包括：、用戶登錄界面：監(jiān)控中心集中了中所有監(jiān)控系統(tǒng)，不同用戶可以按照權限顯示不同的項目點分布界面。、監(jiān)控信息管理畫面在地圖中可以選取不同的現(xiàn)場監(jiān)控站，點擊后就可以直接顯示相應的數(shù)據(jù)信息。對于更高級用戶，登錄后可以在不同信息管理中切換顯示畫面。3、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能圖的對比分析、報表文件的查看等功能。、數(shù)據(jù)存儲功能：將系統(tǒng)采集到的相關模擬量數(shù)據(jù)進行集中歷史記錄，使用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫，歷史記錄的時間間隔為30分鐘，數(shù)據(jù)的存儲周期為2到3年，數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)存儲服務器中。、曲線棒圖功能：在監(jiān)控畫面中能將各個歷史記錄數(shù)據(jù)通過歷史曲線，棒查詢不同時間段的曲線情況。C、年等報表，操作人員可以通過時間查詢相關時間段的數(shù)據(jù)形成相應的數(shù)據(jù)報表，同時報表還具有數(shù)據(jù)查詢、打印、導出為EXCEL等功能。4、報警功能手機短信的方式在報警的第一時間發(fā)送到相關人員。5、用戶管理功能用戶管理功能配置系統(tǒng)中不同登錄用戶的操作權限，以及用戶登錄、注銷等功能。6、WEB發(fā)布功能將監(jiān)控中心中相關的數(shù)據(jù)畫面通過易控的WEB發(fā)布功能發(fā)布到INTERNET上，相關人員只需要通過各自電腦的IE瀏覽器就可以直接查看各個現(xiàn)場監(jiān)控站的運行情況。3、結(jié)束語本系統(tǒng)設計融合了自動化組態(tài)、移動通信、廣域網(wǎng)無線通信、ZIGBEE局域構(gòu)簡單、功耗低、設計成本低、使用性強、監(jiān)測數(shù)據(jù)實時顯示實時上傳和可重復性好等顯著特點。與國內(nèi)外現(xiàn)有類似產(chǎn)品比較，有以下特點：（1用壽命，通過合理的通信技術，降低子站通信耗能，節(jié)省了能源，提高了效率，節(jié)省了成本。（2）作物本身是決定是否需要灌溉的最佳指示物，只有他們才能把控制作物水分平衡的土壤因子整合起來?，F(xiàn)場控制站通過采集影響作物生長的環(huán)境參數(shù)，了解農(nóng)作物對水的需求情況做到按需供水。（3使系統(tǒng)通信順利暢通。（4）將無線數(shù)據(jù)傳輸技術和節(jié)水灌溉技術結(jié)合起來，采用無線數(shù)據(jù)傳輸和長規(guī)律，更精確、及時的控制灌溉，節(jié)約勞動力，對提高農(nóng)業(yè)投入的經(jīng)濟效益具有重要的意義。附錄—托普物聯(lián)網(wǎng)簡介套設備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域嶄露頭角！GIS信息技術，以及物聯(lián)網(wǎng)技術，竭誠為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產(chǎn)品與端到端的解決方案。主要有：大田種植智能解決方案、畜牧養(yǎng)殖管理解決方案、案、溫室大棚智能控制解決方案等。托普物聯(lián)網(wǎng)三大系統(tǒng)產(chǎn)品托普物聯(lián)網(wǎng)模塊化智能集成系統(tǒng)托普物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)自身研發(fā)優(yōu)勢，開發(fā)了多種模塊化智能集成系統(tǒng)。1、傳感模塊：即環(huán)境傳感監(jiān)測系統(tǒng)。它依據(jù)各類傳感設備可以完成整個園區(qū)或完成對異地園區(qū)所需數(shù)據(jù)監(jiān)測的功能。2、終端模塊：即終端智能控制系統(tǒng)。它可以完成整個園區(qū)或遠程控制異地園區(qū)進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動開窗關窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動控制。3、視頻監(jiān)控模塊：即實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過監(jiān)控中心實時得到植物生長信息，在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上既可隨時看到作物的實時生長狀況。4、預警模塊：即遠程植保預警系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預警。5、溯源模塊：即農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品