智能化灌溉系統(tǒng)解決方案在智能農(nóng)業(yè)建設(shè)中的應(yīng)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(luò)整理，如有侵權(quán)，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(shù)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)，等等。通信技術(shù)是指通過各種有線、無線、長距離、短距離的通信技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)息可通過有線或無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)消費(fèi)系統(tǒng)。的程序?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行開、關(guān)等操作，還可以按照復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)邏輯，雜數(shù)據(jù)進(jìn)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(lǐng)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(dá)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(lǐng)域的應(yīng)用主要是通過無線傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在設(shè)定條件下與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開、關(guān)閉，從而達(dá)增減輪灌組。加上節(jié)點(diǎn)具有土壤、植物、氣象等測量采集裝置，利用通信網(wǎng)關(guān)的Internet功能與GPS技術(shù)結(jié)合，形成灌區(qū)動(dòng)態(tài)管理信息采集分析技術(shù)，配合作物需水信息采集與精量控制灌溉技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)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(tái)。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(fù)責(zé)的區(qū)域比較大，如一個(gè)鄉(xiāng)、一個(gè)縣、一個(gè)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(yīng)用?，F(xiàn)場監(jiān)控站上層集中監(jiān)控中心的任務(wù)。ZIGBEE協(xié)議的閥門、RTU設(shè)備、各種氣象、墑情采集傳感器等，有些先進(jìn)的監(jiān)控站還配置視頻采集設(shè)備，實(shí)時(shí)采集控制區(qū)域內(nèi)的視頻信息?，F(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(shè)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(chǔ)、分析等。同時(shí)，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(guān)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(dòng)通信技術(shù)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(shè)置在現(xiàn)場控制區(qū)域的泵房中，其中配置監(jiān)控計(jì)算機(jī)一臺(tái)，該系統(tǒng)的功能界面主要以簡潔、明了、易于了解和經(jīng)濟(jì)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(shè)上都不現(xiàn)實(shí)，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(gè)閥門如蓄水池水位、管道流量、過濾器前后水壓、電機(jī)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(shè)備監(jiān)控畫面、系統(tǒng)管理界面以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析畫面。、設(shè)備監(jiān)控界面按照現(xiàn)場監(jiān)控站滴灌系統(tǒng)管道鋪設(shè)管線繪制田間滴灌分布查詢；輪灌啟動(dòng)、界面鎖定；電磁閥的單獨(dú)開啟關(guān)閉、狀態(tài)查詢。界面鎖定以后、的數(shù)據(jù)有電機(jī)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(shè)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(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖、設(shè)備地址、時(shí)鐘、工作參數(shù)配置界面、設(shè)備列表、輪灌編輯界面、用戶管理界面、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)置、調(diào)閱、導(dǎo)出界面、設(shè)備通訊狀態(tài)、設(shè)備電池電壓，首部電壓電流、水位、水壓等錯(cuò)誤或者數(shù)據(jù)超常報(bào)警設(shè)置等。1、設(shè)備控制功能設(shè)備控制功能包括田間各個(gè)電磁閥與水泵的單獨(dú)控制以及電磁閥的輪灌控作，當(dāng)操作沒有反饋或反饋信息錯(cuò)誤時(shí)能進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警。電磁閥的打開與關(guān)閉控制以及打開的時(shí)間等。1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)，在畫面上可以通過報(bào)表、曲線的方式進(jìn)行歷史記錄數(shù)據(jù)的查看。2、報(bào)警功能報(bào)警功能主要針對重要的操作和模擬量超限進(jìn)行?？叵到y(tǒng)中配置相應(yīng)的音箱及短信發(fā)送模塊。重要的報(bào)警能記錄到數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行歷史報(bào)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(yīng)參數(shù)設(shè)置的維護(hù)人員。不同用戶通過用戶名和密碼登陸獲取不同的權(quán)限。農(nóng)民主要權(quán)限為設(shè)備的單獨(dú)操作和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查看。系統(tǒng)維護(hù)人員具有所有功能操作的權(quán)限（由于維護(hù)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(gè)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(tái)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(tái)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(wù)器、歷史記錄和WEB發(fā)布服務(wù)器使用。監(jiān)控中心實(shí)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(gè)現(xiàn)場監(jiān)控站的距離較遠(yuǎn)，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(gè)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(quán)限顯示不同的項(xiàng)目點(diǎn)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(diǎn)擊后就可以直接顯示相應(yīng)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(jì)分析功能圖的對比分析、報(bào)表文件的查看等功能。、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：將系統(tǒng)采集到的相關(guān)模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中歷史記錄，使用SQLSERVER數(shù)據(jù)庫，歷史記錄的時(shí)間間隔為30分鐘，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)周期為2到3年，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中。、曲線棒圖功能：在監(jiān)控畫面中能將各個(gè)歷史記錄數(shù)據(jù)通過歷史曲線，棒查詢不同時(shí)間段的曲線情況。C、年等報(bào)表，操作人員可以通過時(shí)間查詢相關(guān)時(shí)間段的數(shù)據(jù)形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表，同時(shí)報(bào)表還具有數(shù)據(jù)查詢、打印、導(dǎo)出為EXCEL等功能。4、報(bào)警功能手機(jī)短信的方式在報(bào)警的第一時(shí)間發(fā)送到相關(guān)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(quán)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(guān)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(guān)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(gè)現(xiàn)場監(jiān)控站的運(yùn)行情況。3、結(jié)束語本系統(tǒng)設(shè)計(jì)融合了自動(dòng)化組態(tài)、移動(dòng)通信、廣域網(wǎng)無線通信、ZIGBEE局域構(gòu)簡單、功耗低、設(shè)計(jì)成本低、使用性強(qiáng)、監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示實(shí)時(shí)上傳和可重復(fù)性好等顯著特點(diǎn)。與國內(nèi)外現(xiàn)有類似產(chǎn)品比較，有以下特點(diǎn)：（1用壽命，通過合理的通信技術(shù)，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(shù)和節(jié)水灌溉技術(shù)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(shí)的控制灌溉，節(jié)約勞動(dòng)力，對提高農(nóng)業(yè)投入的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。附錄—托普物聯(lián)網(wǎng)簡介套設(shè)備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域嶄露頭角！GIS信息技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(shè)備可以完成整個(gè)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(gè)園區(qū)或遠(yuǎn)程控制異地園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)，自動(dòng)補(bǔ)光及遮陽，自動(dòng)卷簾，自動(dòng)開窗關(guān)窗，自動(dòng)液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動(dòng)控制。3、視頻監(jiān)控模塊：即實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過監(jiān)控中心實(shí)時(shí)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(shí)看到作物的實(shí)時(shí)生長狀況。4、預(yù)警模塊：即遠(yuǎn)程植保預(yù)警系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^聲光報(bào)警、短信報(bào)警、語音報(bào)警等方式進(jìn)行預(yù)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