自動(dòng)化智能滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案陜西頤信網(wǎng)絡(luò)科技有限責(zé)任公司西安天匯遠(yuǎn)通水利信息技術(shù)有限責(zé)任公司--10-目 錄3456------------1616用水鋪張更為嚴(yán)峻，用水效率還格外低下，不及興旺國(guó)家的一半。上50噴灌、低壓管道輸水澆灌等節(jié)水技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)多個(gè)地方得到應(yīng)用，地制約了節(jié)灌的潛力，影響了滴灌效益的發(fā)揮。因此，想要真正提高滴灌系統(tǒng)運(yùn)行的水平，保證農(nóng)作物有效增產(chǎn)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，就必需化智能滴灌掌握系統(tǒng)。1-1自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)模型自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)由澆灌監(jiān)測(cè)中心站、首部掌握器、田間掌握器等組成：監(jiān)測(cè)中心站：監(jiān)測(cè)中心站總攬整個(gè)系統(tǒng)的全局運(yùn)行狀況，對(duì)田間機(jī)進(jìn)展啟停掌握及全部隸屬于該首部掌握器管轄范圍內(nèi)的田間電磁閥進(jìn)展開閉掌握，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化澆灌以及輪灌打算執(zhí)行。首部掌握器：ZigBeeGPRS能的中間掌握器，主要負(fù)責(zé)泵房電機(jī)的啟閉掌握、取用水量的監(jiān)測(cè)、ZigBeeGPRS域內(nèi)全部田間掌握器的工作狀態(tài)；田間掌握器：田間掌握器是程網(wǎng)狀構(gòu)造分布在農(nóng)田區(qū)域內(nèi)，開機(jī)器發(fā)送的指令來掌握電磁閥的開關(guān)，同時(shí)上傳監(jiān)測(cè)農(nóng)田區(qū)域內(nèi)降雨、PH至首部掌握器。2-1自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)構(gòu)造圖自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信分為首部掌握器與監(jiān)測(cè)中心GPRSZigBeeZigBee可適應(yīng)各種野外環(huán)境等優(yōu)勢(shì)。3-1自動(dòng)化智能滴灌掌握系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D監(jiān)測(cè)中心級(jí)設(shè)計(jì)首部掌握級(jí)設(shè)計(jì)ZigBee通過GPRS首部掌握器在軟件功能設(shè)計(jì)上應(yīng)具備農(nóng)戶信息治理模塊、操作權(quán)用水量實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊終端故障報(bào)警模塊來自田間掌握器上報(bào)非打算用水報(bào)警信息后應(yīng)馬上向監(jiān)測(cè)中心發(fā)出區(qū)進(jìn)展合理化的澆灌調(diào)度。GPRSGPRS通信IC射頻卡Zigbee無線模塊顯示反響信息首部掌握器澆灌打算設(shè)置串口配置水泵4.3..

4-1首部掌握器功能示意圖GPRSZigBee用。4.3..掌握泵房電機(jī)的啟閉監(jiān)測(cè)單井出水量監(jiān)測(cè)主樞紐管道壓力具備用戶權(quán)限治理功能具備田間掌握器與監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)功能具備與監(jiān)測(cè)中心實(shí)時(shí)同步輪灌打算功能IC卡刷卡添加輪灌打算的功能具備非打算用水報(bào)警功能具備終端特別報(bào)警功能具備運(yùn)行日志導(dǎo)出及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能4.3..首部掌握器性能參數(shù)序號(hào)1工程顯示器尺寸性能指標(biāo)7備注2CPUSAMSUNGS3C2440-403內(nèi)存64MBSDRAM4存儲(chǔ)空間128MBNANDFlash5外擴(kuò)存儲(chǔ)U/SDCard6通信接口2RS2321RS4851USB-HOST1USB-DEVICE7操作系統(tǒng)WINCE5.08供電12VDC，130mA~380mA4-2首部掌握器主機(jī)示意圖GPRS模塊性能參數(shù)序號(hào)工程性能指標(biāo)備注1工作頻段EGSM900/GSM1800MHz2通信接口RS2323供電5~24VDC4-3首部掌握器GPRSZigBee無線通信模塊性能參數(shù)序號(hào)工程性能指標(biāo)備注1通信頻段2405.0~2480.0MHz2放射功率>3接收靈敏度>4功耗TxMax<200mA,RxMax<220mA5通信距離1.5Km6丟包率<2%4-4首部掌握器ZigBee4.3..首部掌握器在軟件功能設(shè)計(jì)上應(yīng)具備農(nóng)戶信息治理模塊、操作權(quán)實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、終端故障報(bào)警模塊等功能模塊:農(nóng)戶信息治理模塊農(nóng)戶信息治理模塊應(yīng)包含對(duì)農(nóng)戶的名稱、家庭住址、耕地面積、出功能等：添加農(nóng)戶信息修改農(nóng)戶信息注銷農(nóng)戶信息批量導(dǎo)入導(dǎo)出農(nóng)戶信息操作權(quán)限治理模塊操作權(quán)限治理模塊是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的事情，但對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的安全I(xiàn)C區(qū)治理員的一切權(quán)限操作。4-5操作權(quán)限治理模塊示意圖自動(dòng)輪灌打算治理模塊自動(dòng)輪灌打算治理模塊主要負(fù)責(zé)依據(jù)農(nóng)戶或灌區(qū)治理員設(shè)定的輪灌打算以及監(jiān)測(cè)中心下發(fā)的澆灌打算逐一的進(jìn)展輪灌打算中的任務(wù)，對(duì)田間掌握器進(jìn)展命令操作電磁閥。其操作流程如下：4-6自動(dòng)澆灌打算治理模塊示意圖自動(dòng)輪灌打算治理模塊主要功能：配置輪灌打算：支持輪灌打算增加移除功能，可對(duì)輪灌打算進(jìn)展分組治理；執(zhí)行輪灌打算：依據(jù)用戶或灌區(qū)治理員配置的輪灌打算對(duì)田間掌握器進(jìn)展命令操作；輪灌打算記錄：查看輪灌打算的執(zhí)行進(jìn)度及統(tǒng)計(jì)輪灌打算執(zhí)行日志；田間掌握器治理模塊田間掌握器治理模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)田間掌握器的運(yùn)行狀態(tài)，如監(jiān)測(cè)電磁閥的工作狀態(tài)，支管壓力、田間要素信息采集，主要功能如下：電磁閥狀態(tài)監(jiān)控；支管壓力監(jiān)測(cè)；田間掌握器狀態(tài)信息監(jiān)控；田間要素信息采集；田間掌握器特別報(bào)警監(jiān)測(cè)；用水量實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊用水量實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊主要負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)單井出水量的監(jiān)測(cè)，當(dāng)單井出測(cè)中心來決策是否連續(xù)開采。終端故障報(bào)警模塊終端故障報(bào)警模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控首部掌握器的運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到首部掌握器消滅運(yùn)行配置特別或電源電壓到達(dá)電壓下限是向監(jiān)測(cè)中心上傳故障信息并進(jìn)展本地大事記錄。田間掌握級(jí)設(shè)計(jì)田間掌握級(jí)包括無線田間路由器以及分布在田間的無線掌握終端。終端節(jié)點(diǎn)將采集到的信息、數(shù)據(jù)上傳到路由器節(jié)點(diǎn)。首部掌握點(diǎn)路由器節(jié)點(diǎn)。ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造如以下圖所示：4-7田間掌握級(jí)構(gòu)造示意圖4.3..掌握連接到本閥門掌握器的電磁閥。向所屬的路由節(jié)點(diǎn)反響本閥門掌握器的狀態(tài)信息，如信號(hào)強(qiáng)度、電池電量、節(jié)點(diǎn)路由信息等。檢測(cè)電磁閥的開關(guān)狀況。光照強(qiáng)度等傳感器。接收自己所屬遠(yuǎn)程掌握終端發(fā)來的開閥、關(guān)閥命令，進(jìn)展開閥、關(guān)閥操作。接收自己連接的電磁閥反響的開關(guān)狀態(tài)信息，如有違規(guī)手動(dòng)開閥則向遠(yuǎn)程掌握終端發(fā)送警報(bào)信息，并上報(bào)首部掌握點(diǎn)。4.3..系統(tǒng)功耗：最大放射電流<60mA，最大接收電流<66mA，待機(jī)電流<20mA，休眠電流<100uA。每個(gè)無線閥門掌握器可掌握多個(gè)電磁閥。電磁閥狀態(tài)反響：有。閥門掌握器自身電量反響：有。系統(tǒng)掌握牢靠性>99.99%4.3..4.3..<200mA，最大接收電流<220mA。通信距離：1.5km2.0km。掌握時(shí)延<10s系統(tǒng)掌握牢靠性>99.99%4.3..耗的要求。田間的路由器節(jié)點(diǎn)由太陽能電池供電并且也不能進(jìn)入休眠模式，命令轉(zhuǎn)發(fā)給它們。210秒，〔由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)在一天內(nèi)只執(zhí)行幾次這樣的命令，保證工作與休眠時(shí)間之比大于1：10，便能夠使用干電池讓終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)工作數(shù)月之久。具備可視化滴灌系統(tǒng)操縱界面，供給人機(jī)交互接口，便利農(nóng)戶操作；承受ZigBee具備權(quán)限操作治理模式，能夠依據(jù)不同權(quán)限適配不同等級(jí)的操作；境工作；首部掌握