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農業灌區量測水流量在線監測系統解決方案

農業灌區量測水流量在線監測系統解決方案

2022/4/1 17:53:24

一、方案背景

我國是傳統農業大國,農業灌溉用水占據了社會總用水量一半以上。當前許多灌區現代化水平偏低,缺乏科學的監管手段,落后的水量測量方法給灌區水資源造成極大的浪費。針對這種情況設計的農業灌溉用水流量監測解決方案,結合先進的測量技術,解決灌區量水難題,對于提升灌區水資源利用率,促進灌區現代化建設,具有重要意義。

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農業灌溉用水流量監測解決方案利用物聯網、云平臺、傳感等技術,通過建設一體式無人值守自動化監測器,能全天候工作,獲得全面、細化、實時的水情數據信息。打通農業用水監測“最后一公里”,符合國家“節水優先、量水而行”的水資源開發利用政策。大大提升用水效率,避免因管理不當而造成水資源浪費,增加不必要的消耗。

 

 

二、系統組成

農業灌區量測水流量在線監測系統是系統通過傳感器(如水位計、流量計、閘位計、水質傳感器、綜合氣象等裝置)進行水利信息采集,利用計算機局域網2G/3G/4G/5G、ZigBee、LoRa、NB-IoT等無線通信網等,對監測點、監控中心及灌區信息中心之間進行信息的傳輸,實現灌區信息采集、傳輸、處理,形成綜合數據庫。實現科學、及時和準確的調配灌溉用水,達到節約用水,高產、高效的目的,保證了系統的安全,也為灌區水資源的管理提供了基礎、有效的數據,提高了企業的管理水平和生產效率。農業灌區量測水流量在線監測系統可分為三個部分,分別是前端采集站、數據傳輸、遠程監控中心。

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前端采集層:由流量計、水位計、報警器、通訊裝置、攝像頭、灌溉裝置、電動閘閥等終端組成,提供數據采集和傳輸功能。

 

網絡傳輸層:傳感器采集的數據信息通過LoRa技術傳輸至云平臺進行處理,再將結果由云平臺通過4G/5G技術傳輸至顯示終端。

 

云端平臺層:數據實時傳至云平臺,云平臺會對數據進行綜合診斷分析,并借助WEB、APP、短信、電話等方式,隨時隨地向管理人員及終端推送信息。

 

應用決策層:基于終端系統上顯示的數據和處理分析,管理者可以通過終端管理平臺隨時查看灌溉用水數據,提高管理效率,減少水資源的浪費。

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三、系統功能  

數據實時監測:實現在線監測的地圖顯示、查看,包括監測設備的快速查詢顯示、監測數據展示、報警情況顯示及監測數據曲線圖的實時展示,通過系統主界面的顯示功能,可以查看設備的位置、運行狀態,掌握其流量、流速、液位、水質、電量、電壓等信息。另外,地圖還支持視頻、液位、流量、流速、水質自定義等多種顯示模式。

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遠程監管平臺:灌區內渠道、閘門、泵站等各類工程和設施的信息錄入和管理,建立工程檔案。數據匯總,展示,分析,各項數值統計及分析,設置預警量自動報警等、數據實時更新,能做到5分鐘級的數據更新速率、該速率要用戶可調,并且可以實現類似于當發現灌區有超標情況時,系統在給管理員發出提示的同時可以自動提高數據采集和傳輸頻率。要求有權限設置功能,數據的查看和平臺管理要有嚴格權限區分,并可實現用戶最高管理員可自定義權限。

■GIS地圖展示:可以提供以百度、谷歌二維或三維影像圖為背景,將監測點的灌區灌溉時水情信息的實時監測和歷史信息查詢功能,確保用水信息準確、詳細。并進行超限、超標預警,提醒管理人員及時處理。同時平臺支持手機及PC等多種訪問方式。

設備統一管理:統一通訊協議,后續需要能夠提供接口,對于一些需要對外公布和數據可以實現外傳。

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遠程控制功能:24小時灌區監管,能根據客戶預設自動預警,自動報警,并預留與電磁閥等執行器聯動的功能,本方案也需在制作時設計閥門控制,實現當超標時,閥門對應動作的功能。

灌區計量:準備在灌區各個監測點建立計量,計量方式需根據現場環境設計,需充分考慮計量現場情況。

視頻監控采集:同時每一處計量及監測點需設置視頻監控設備,并實現監控現場情況與監管平臺遠程通訊對接。

各職能部門之間數據通信在局域網內完成;各監測站點與管理部門調度中心之間采用2G\3G\4G\5G\NB-IoT等無線網絡通信。

 

四、系統特點  

★ 通信靈活:現場監控設備可靈活選用2G/3G/4G、NB-IoT、LoRa、光纖等通信方式。

★ 功能豐富:具有現場顯示、本地操控、遠程控制、預警分析等功能,支持定制開發。

★ 遠程運維:監控軟件支持電腦、手機APP遠程訪問,方便供/配水管理和系統維護。

★ 多重報警:數據異常、設備故障時,通過監控軟件、手機APP、短信等多種形式報警。

★ 智能運行:支持根據水池水位自動控制取水泵組運行;根據渠道水位自動啟/閉電動閘門;根據水源及用戶繳費情況自動配水。

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五、方案價值

滿足無人值守或少人現場操作的業務需求。

★ 實現水資源優化配置,提高用水效率。

★ 提高灌區管理效率,保障灌區可持續發展。

為相關部門提高有效的科學決策依據。

 

審核編輯(
王靜
)
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