灌区信息化系统的组成灌区信息自动化的便利性
2021-12-08 14:33:06让卖家联系我
灌区信息化系统的组成灌区信息自动化的便利性
农业灌溉是我国农业和农村经济发展的基础。目前灌区管理仍然以传统的手工作业为主，无法实现对各类资料信息的有效管理、维护及信息共享。主管部门难以做到及时、准确和全面掌握灌区状况及变化趋势。灌区信息化就是利用信息技术，采集灌区内水情信息（水位、流量、水质）、气象信息（降水量、温度）、土壤墒情（温度、水分、盐度、水势）、作物长势等信息。通过软件对采集到的相关信息进行存储和处理，实现自动化灌溉；为灌区管理部门提供科学的决策依据，提升灌区管理的效能，促进灌区管理工作的健康发展，为实现高效农业提供技术保障。
灌区信息化包括四个方面：灌溉自动化、灌溉用水远程计量收费、灌区工情GIS信息系统，本文主要是说明灌区自动化监测这一部分如果实施，现提出一种超声波明渠流量计实时监测灌区流量数据远传。
系统组成
系统主要由监控中心平台、通信网络、远程监测设备、供电系统设备四部分构成。
监控中心：硬件主要由服务器、计算机、交换机、打印机等组成。软件主要有操作系统软件、数据库软件组成。
通信平台：包括GPRS\CDMA网络和INTERNET公网。系统计划采用公网专线的组网方式，监控中心需具备可上外网的固定IP地址。
远程监测设备：远程监测设备可根据供电类型分为市电供电、太阳能供电和电池供电。
利用多普勒超声波流量计测量渠道的水流量、通过遥测终端机将流量信息发送至服务器。
技术参数：
流速
测量范围
0.02~5m/s
精度
1.0%±1cm/s
分辨率
1mm/s
水深
测量范围
0m~5m
精度
±1cm
分辨率
1mm
温度
测量范围
-10℃~60℃
精度
±0.5℃
分辨率
0.1℃
流量
测量范围
0.001m³/h-999999999 m³/h（根据断面可以增加）
精度
±3%（根据断面流态有所不同）
分辨率
0.0001 m3/s
电源
直流10V~24V
工作电流
12V ＜0.1A
输出信号
RS485
存储容量
2M（可扩展）
防护等级
IP68
工作温度
0℃~60℃（不结冰）
存储温度
-10℃~70℃
2.遥测终端机
产品特点：
通信功能：支持GPRS，短消息，卫星，433，以太网等多种通信方式。
工作模式：支持实时在线以及定时唤醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，温湿度，水文，流速，流量，风速风向，闸位，电池电压等数据，其它传感可定制。
图片抓拍功能：支持4个工业相机抓拍上传。
远程管理功能：支持远程配置，远程升级，远程重启等远程维护功能。
报警功能：水位雨量，门限报警。
存储功能：自带flash存储以及TF卡，可永久存储历史数据，掉电不丢失。
本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，数据查询，历史数据导出。
支持多3个中心，可实现“一包多投”功能。
支持最高256GB容量TF卡，可作为海量数据存储器使用。
宽电压设计，具有反接保护和短路保护功能。
所有输入输出端口采用抗雷击设计，可省缺外置防雷保护模块。
支持主备信道切换，以及GPRS短信同时上报（短信内容格式可定制）。
安全报警功能：支持柜门开启报警。
现场案例：
系统首先通过各种传感器对水量、墒情等信息进行实时数据采集，通过不同的信号输入转换模块将数据传送到控制室中的控制系统，并通过专业的分析软件进行分析判断，并将分析结果报知控制管理人员。为了保证整个系统的稳定性，系统设置了手动和自动两种种操作方式，当计算机发生故障时，可以切换到手动状态。灌区信息自动化的便利性
农业灌溉是我国农业和农村经济发展的基础。目前灌区管理仍然以传统的手工作业为主，无法实现对各类资料信息的有效管理、维护及信息共享。主管部门难以做到及时、准确和全面掌握灌区状况及变化趋势。灌区信息化就是利用信息技术，采集灌区内水情信息（水位、流量、水质）、气象信息（降水量、温度）、土壤墒情（温度、水分、盐度、水势）、作物长势等信息。通过软件对采集到的相关信息进行存储和处理，实现自动化灌溉；为灌区管理部门提供科学的决策依据，提升灌区管理的效能，促进灌区管理工作的健康发展，为实现高效农业提供技术保障。
灌区信息化包括四个方面：灌溉自动化、灌溉用水远程计量收费、灌区工情GIS信息系统，本文主要是说明灌区自动化监测这一部分如果实施，现提出一种超声波明渠流量计实时监测灌区流量数据远传。
系统组成
系统主要由监控中心平台、通信网络、远程监测设备、供电系统设备四部分构成。
监控中心：硬件主要由服务器、计算机、交换机、打印机等组成。软件主要有操作系统软件、数据库软件组成。
通信平台：包括GPRS\CDMA网络和INTERNET公网。系统计划采用公网专线的组网方式，监控中心需具备可上外网的固定IP地址。
远程监测设备：远程监测设备可根据供电类型分为市电供电、太阳能供电和电池供电。
利用多普勒超声波流量计测量渠道的水流量、通过遥测终端机将流量信息发送至服务器。
技术参数：
流速
测量范围
0.02~5m/s
精度
1.0%±1cm/s
分辨率
1mm/s
水深
测量范围
0m~5m
精度
±1cm
分辨率
1mm
温度
测量范围
-10℃~60℃
精度
±0.5℃
分辨率
0.1℃
流量
测量范围
0.001m³/h-999999999 m³/h（根据断面可以增加）
精度
±3%（根据断面流态有所不同）
分辨率
0.0001 m3/s
电源
直流10V~24V
工作电流
12V ＜0.1A
输出信号
RS485
存储容量
2M（可扩展）
防护等级
IP68
工作温度
0℃~60℃（不结冰）
存储温度
-10℃~70℃
2.遥测终端机
产品特点：
通信功能：支持GPRS，短消息，卫星，433，以太网等多种通信方式。
工作模式：支持实时在线以及定时唤醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，温湿度，水文，流速，流量，风速风向，闸位，电池电压等数据，其它传感可定制。
图片抓拍功能：支持4个工业相机抓拍上传。
远程管理功能：支持远程配置，远程升级，远程重启等远程维护功能。
报警功能：水位雨量，门限报警。
存储功能：自带flash存储以及TF卡，可永久存储历史数据，掉电不丢失。
本地配置：本地支持USB以及WIFI配置，数据查询，历史数据导出。
支持多3个中心，可实现“一包多投”功能。
支持最高256GB容量TF卡，可作为海量数据存储器使用。
宽电压设计，具有反接保护和短路保护功能。
所有输入输出端口采用抗雷击设计，可省缺外置防雷保护模块。
支持主备信道切换，以及GPRS短信同时上报（短信内容格式可定制）。
安全报警功能：支持柜门开启报警。
现场案例：
系统首先通过各种传感器对水量、墒情等信息进行实时数据采集，通过不同的信号输入转换模块将数据传送到控制室中的控制系统，并通过专业的分析软件进行分析判断，并将分析结果报知控制管理人员。为了保证整个系统的稳定性，系统设置了手动和自动两种种操作方式，当计算机发生故障时，可以切换到手动状态。
灌区信息化系统是一个为灌溉水利服务的，集水雨情信息、水利工程信息、泵站控制、水资源配置与调度与一体的系统。灌区信息化系统包含信息的采集、传输、存储和数据处理。本方案主要阐述灌区水雨情、闸阀测控、水量计量、水质监测、气象墒情在灌区中的应用。
一、灌区水雨情系统
利用雷达水位计监测灌区渠道水位、利用压力式水位计监测地下水、利用翻斗式雨量筒监测灌区降雨量、工业摄像头定时拍照拍摄现场图片。这些传感器可以直接通过远传数据模块自动采集水位、雨量、图像等信息。遥测终端机将采集到的数据通过无线网络传送到中心系统上。
二、灌区闸阀控制系统
利用雷达水位计读取闸前水位、闸后水位、闸位计测量闸门高度、雷达水位计的数据和闸位计的数据通过遥测终端机利用GPRS传输到云端。客户可以通过电脑web软件并根据现有的水位和闸位远程下发控制指令对本地PLC进行控制、从而控制闸门开度或者泵站水泵的启停。
三、水量计量
利用多普勒超声波流量计测量渠道的水流量、通过遥测终端机将流量信息发送至服务器。
多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf， 多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。
多普超声波流量计采用速度面积法测流，利用超声波流速传感器测量流速V，利用压力式水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：
Q= V×S
其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量
由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。
四、水质监测
利用投入式的水质传感器测量灌溉渠道的水质情况、主要监测氨氮、pH、溶解氧通过水质的参数合理的对灌区的农作物进行灌溉作业。
五、气象墒情
通过测量风速、风向、温度、湿度、气压、雨量、太阳能辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等常规气象要素，为灌溉区域科学化用水调度以及农作物长势判断提供数据支持，在灌区内布置土壤墒情传感器，统计受旱面积、区域、程度、为科学引水灌溉提供依据。
七、数据平台
云数据展示平台：主要用于展示各个站点的水位、流速、流量、气象、墒情、空气温湿度等信息。其功能为：站点的管理，全部站点实时数据的查看，单个站点的实时数据、历史数据、报表、曲线、历史数据导出、历史曲线的导出。该平台可以免费使用，如需自建平台可以对数据进行解析。遥测终端机支持的协议是SL651-2014 水文通讯规约。
