一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，特別指將射頻技術(shù)和RTU無(wú)線(xiàn)傳輸物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)西部地區(qū)，尤其是內(nèi)蒙古地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大面積土地承包種植，并且大部分農(nóng)田完成膜下滴灌改造工程。但此類(lèi)灌溉設(shè)備均分布在距離相對(duì)較遠(yuǎn)的種植區(qū)，分布區(qū)域不僅廣而且較為零散。長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)灌溉一直處于人工管理階段，這種管理方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，顯然已經(jīng)不能滿(mǎn)足大生產(chǎn)模式的要求。又由于農(nóng)戶(hù)到灌溉設(shè)備地點(diǎn)受地形、天氣、交通等復(fù)雜的環(huán)境狀況影響，不能及時(shí)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉作業(yè)，灌溉作業(yè)時(shí)盡管配備大量的人員進(jìn)行巡井，但不能在定量上及時(shí)了解灌溉情況以及灌溉設(shè)備的運(yùn)行情況。
[0003]目前一些用于農(nóng)業(yè)灌溉的自動(dòng)化系統(tǒng)，多采用數(shù)傳電臺(tái)、無(wú)線(xiàn)通信組網(wǎng)，這一方式不僅運(yùn)行成本高，可擴(kuò)展性差，僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌溉設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，但在遠(yuǎn)程管理上還存在很多不足，特別是對(duì)于灌溉設(shè)備分散的狀況，如:無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌溉設(shè)備是否運(yùn)行進(jìn)行設(shè)備啟停遠(yuǎn)程調(diào)度，無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行灌溉設(shè)備維護(hù)以及故障診斷，由于存在多塊農(nóng)田一井多用的狀態(tài)，現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)不能解決現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)調(diào)度問(wèn)題。本發(fā)明一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)農(nóng)戶(hù)要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)水井栗的現(xiàn)場(chǎng)刷卡啟停和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)啟停以及水井栗現(xiàn)場(chǎng)信息管理，該系統(tǒng)分布于所監(jiān)控的農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域每一個(gè)灌溉設(shè)備點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的集中化遠(yuǎn)程管理調(diào)度，節(jié)省農(nóng)戶(hù)務(wù)農(nóng)時(shí)間，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，這種灌溉系統(tǒng)可解決灌溉現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)水井栗的現(xiàn)場(chǎng)刷卡啟停和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)啟停以及水井栗現(xiàn)場(chǎng)信息管理的問(wèn)題。
[0005]為解決存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，包括不少于I個(gè)測(cè)控終端及上位機(jī)，所述的測(cè)控終端安裝在水井栗現(xiàn)場(chǎng)，用于測(cè)控水井栗，所述的上位機(jī)通過(guò)上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程控制測(cè)控終端，所述的測(cè)控終端包括空氣開(kāi)關(guān)、智能電表、刷卡控制接觸器、RTU、遠(yuǎn)程控制接觸器及水栗安全保護(hù)裝置，所述的空氣開(kāi)關(guān)輸入端與電源進(jìn)線(xiàn)端相連，空氣開(kāi)關(guān)輸出端分別與智能電表和遠(yuǎn)程控制接觸器相連；所述的智能電表與刷卡控制接觸器連接，刷卡控制接觸器與水栗安全保護(hù)裝置連接，水栗安全保護(hù)裝置與水栗電機(jī)連接，刷卡控制接觸器收到智能電表刷卡信號(hào)后吸合或斷開(kāi)，使水栗電機(jī)啟動(dòng)或停止，以開(kāi)啟或停止水井栗；所述的遠(yuǎn)程控制接觸器與水栗安全保護(hù)裝置，水栗安全保護(hù)裝置與水栗電機(jī)連接，遠(yuǎn)程控制接觸器與RTU連接，RTU接收上位機(jī)軟件的操作信號(hào)后通過(guò)遠(yuǎn)程控制接觸器的吸合或斷開(kāi)，使水栗電機(jī)啟動(dòng)或停止，以開(kāi)啟或停止水井栗。
[0006]—般遠(yuǎn)程或現(xiàn)場(chǎng)操作人員可根據(jù)水井栗的工作情況，進(jìn)行啟停水井栗，但是為了防止刷卡控制接觸器與遠(yuǎn)程控制接觸器同時(shí)勿動(dòng)作的情況發(fā)生，所述的刷卡控制接觸器與遠(yuǎn)程控制接觸器分別與智能電表與RTU所控制的中間繼電器相連，中間繼電器之間以及刷卡控制接觸器與遠(yuǎn)程控制接觸器之間分別進(jìn)行電氣互鎖。
[0007]一般，水栗安全保護(hù)裝置可以選擇熔斷器，熱繼電器，電流互感器、電壓互感器、補(bǔ)償電容中的一種、幾種組合或全部。熔斷器串接在電路中，它在電路中出現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)電壓或過(guò)熱等異?，F(xiàn)象時(shí)，會(huì)立即熔斷而起到保護(hù)作用；熱繼電器的作用是電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)自動(dòng)切斷電源，熱繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)量信號(hào)通過(guò)RTU傳送給上位機(jī)的上位機(jī)軟件以進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)熱繼電器的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)決定是否遠(yuǎn)程啟停水井栗；電流互感器與電壓互感器產(chǎn)生的電參量模擬量信號(hào)通過(guò)RTU將實(shí)時(shí)電參量遠(yuǎn)傳到上位機(jī)軟件進(jìn)行監(jiān)控，診斷水井栗是否正常運(yùn)行；補(bǔ)償電容是利用電容的容抗來(lái)補(bǔ)償電感負(fù)載的感抗，減少無(wú)功電流，達(dá)到節(jié)能的效果。
[0008]優(yōu)選地，所述的水井栗的出水口還可以安裝有壓力表，壓力表產(chǎn)生的壓力模擬量信號(hào)通過(guò)RTU將水井栗的出水口實(shí)時(shí)壓力傳送給上位機(jī)的上位機(jī)軟件，通過(guò)上位機(jī)軟件設(shè)置閾值，超過(guò)設(shè)定閾值后提醒進(jìn)行排沙作業(yè)；所述的水井栗的出水口還可以安裝有流量傳感器，流量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)定水井栗出水流量，產(chǎn)生的流量模擬量信號(hào)通過(guò)RTU傳送給上位機(jī)的上位機(jī)軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水井栗運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]優(yōu)選地，所述的刷卡控制接觸器與遠(yuǎn)程控制接觸器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)量信號(hào)還可以通過(guò)RTU傳送給上位機(jī)的上位機(jī)軟件以進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)開(kāi)關(guān)量狀態(tài)決定是否遠(yuǎn)程啟停水井栗。
[0010]優(yōu)選地，所述的智能電表還可以將水井栗運(yùn)行時(shí)的用電量信息通過(guò)RTU傳送給上位機(jī)軟件，作為記錄開(kāi)啟水井栗的用電計(jì)費(fèi)依據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述的智能電表使用射頻卡，采用一表多卡與一卡多表的應(yīng)用模式，方便不同農(nóng)戶(hù)用同一水井栗或是同一農(nóng)戶(hù)用不同水井栗。
[0012]—般，所述的上位機(jī)軟件包括域名解析軟件以及組態(tài)軟件，域名解析軟件將測(cè)控終端指向同一個(gè)上位機(jī)的IP地址，組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示與遠(yuǎn)程控制操作。
[0013]本農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)農(nóng)戶(hù)要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)水井栗的現(xiàn)場(chǎng)刷卡啟停和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)啟停以及水井栗現(xiàn)場(chǎng)信息管理，一般，RTU與上位機(jī)軟件可通過(guò)有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)方式將采集的數(shù)據(jù)和控制命令進(jìn)行傳送，本發(fā)明的RTU利用GPRS網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的傳送。即每個(gè)測(cè)控終端將采集到的信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳到上位機(jī)軟件，也通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將上位機(jī)軟件發(fā)出的操作指令進(jìn)行水井栗現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行水井栗啟停。
[0014]上述基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的測(cè)控終端1，測(cè)控終端2，…，測(cè)控終端η分布于所監(jiān)控的農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域每一個(gè)灌溉設(shè)備點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的集中化遠(yuǎn)程管理調(diào)度，節(jié)省農(nóng)戶(hù)務(wù)農(nóng)時(shí)間，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)可以根據(jù)農(nóng)戶(hù)需求進(jìn)行水井栗現(xiàn)場(chǎng)刷卡控制啟停與遠(yuǎn)程上位機(jī)軟件操作水井栗啟停:農(nóng)戶(hù)空閑時(shí)可以自己到灌溉區(qū)在智能電表上刷射頻卡3控制水井栗啟停進(jìn)行灌溉；農(nóng)戶(hù)繁忙時(shí)可以通過(guò)放置在總調(diào)度室的上位機(jī)軟件由專(zhuān)業(yè)人員查詢(xún)其所要開(kāi)啟的水井栗的運(yùn)行狀態(tài)，若該水井栗處于停止?fàn)顟B(tài)，則由上位機(jī)軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)啟，并實(shí)時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，若該水井栗處于運(yùn)行狀態(tài)，則待其停止運(yùn)行后進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
[0015]本發(fā)明的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]1.由于射頻卡系統(tǒng)采取電費(fèi)預(yù)交，解決了農(nóng)村電費(fèi)收費(fèi)難的問(wèn)題。對(duì)于村集體來(lái)說(shuō)，收繳電費(fèi)省時(shí)省力、公平透明、拖欠電費(fèi)的問(wèn)題得到了解決。
[0017]2.應(yīng)用射頻卡系統(tǒng)，農(nóng)民十分注意控制灌溉時(shí)間，灌溉時(shí)間較以前會(huì)大大縮短，即使在用水的高峰期澆地難的問(wèn)題也基本解決了，因此發(fā)生的糾紛也明顯減少。
[0018]3.實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度，通過(guò)調(diào)度室能夠清晰分辨每一個(gè)水井栗的啟停狀態(tài)、且能夠看出是現(xiàn)場(chǎng)刷卡還是遠(yuǎn)程啟停，讓村民足不出戶(hù)就能看到自己將要用到的水井栗的啟停情況，節(jié)省務(wù)農(nóng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)示意圖，圖中，I為測(cè)控終端1、測(cè)控終端2…測(cè)控終端η中任意一個(gè)，11為上位機(jī)軟件；
[0020]其中，測(cè)控終端1、測(cè)控終端2…測(cè)控終端η都是功能相同的測(cè)控終端，測(cè)控終端后的數(shù)字1、2…η，只是序數(shù)，表示有不少于I個(gè)測(cè)控終端；
[0021]圖2為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，2為空氣開(kāi)關(guān)(簡(jiǎn)稱(chēng)空開(kāi))、3為射頻卡、4為智能電表、5為刷卡控制接觸器、6為RTU (遠(yuǎn)程終端單元或遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng))、7為遠(yuǎn)程控制接觸器、8為模擬量信號(hào)、9為開(kāi)關(guān)量信號(hào)、10為水栗安全保護(hù)裝置、11為上位機(jī)、12為水栗電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行詳述，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]如附圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，由多個(gè)連接水井栗的測(cè)控終端及上位機(jī)11組成，所述的測(cè)控終端I，測(cè)控終端2…測(cè)控終端η為安裝在每一個(gè)水井栗現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控終端，該測(cè)控終端一端與電源進(jìn)線(xiàn)端相連，另一端與水井栗的水栗電機(jī)12相連。每個(gè)測(cè)控終端將采集到的信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳給上位機(jī)11的上位機(jī)軟件，也通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將上位機(jī)軟件發(fā)出的操作指令傳送給測(cè)控終端進(jìn)行水井栗現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行水井栗啟停。
[0024]如附圖2所示，測(cè)控終端包括