农业地下水管控系统及制作方法和农业地下水管控方法技术方案

本发明专利技术是农业地下水管控系统及制作方法和农业地下水管控方法。由农业用水管控中心、售水机构和农田灌溉机房构成，按照一个地域的农业灌溉的规划建立农业用水管控中心，管控一个地域整体的地下水资源，每个行政村庄只设定一个售水机构，按照一个地域的农业灌溉的规划建立农田灌溉机房，依照农田灌溉的面积设定农田灌溉机房，通过GPRS通讯天线与农业地下水管控中心相连接，农田灌溉机房由水资源控制器、配电板、GPRS通讯天线、流量计、排气阀、止回阀、潜水泵、地下水源井、取水管路、输送水管路、水位传感器、土壤水分传感器和雨量传感器构成，本发明专利技术设计科学，结构合理，成本低廉，制作简单，节约水资源、抑制地面沉降，改善生态环境，增强农业抵御自然灾害的能力，提高农业综合生产能力。

【技术实现步骤摘要】
农业地下水管控系统及制作方法和农业地下水管控方法
本专利技术涉及一种取自地下水的农业水资源管控系统，尤其涉及一种农业地下水管控系统及制作方法和农业地下水管控方法。
技术介绍
目前，农业灌溉机井大多数安设计量设施，收取水费采用按亩收取、按时间收取或按电费收取等多种方法。安装的计量设施多为水表、IC卡电表、IC卡水表等。IC卡电表、IC卡水表是目前农村较为先进的水费收缴系统，但IC卡电表系统不能够准确的计量农业的灌溉水量，不利于地下水开采的控制和管理。其缺点是：每个用户使用多个机井灌溉时需要多个IC卡，管理十分不便；一个用户用水完毕，转到下一个用户用水时，需要停泵，再重新开泵，造成水泵频繁启动，影响了水泵使用寿命，增加了能耗。难以管控一个地域整体的地下水位状态、降雨量、土壤墒情、水泵工作状态、灌溉用水量的情况，管控一个地域整体的地下水资源，无法实现时时管控农户机井的用户充值、刷卡、取水的工作，造成费水、费电、费工，增加成本支出。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决上述农业灌溉机井存在的问题，提供一种农业地下水管控系统及制作方法和农业地下水管控方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：由农业用水管控中心、售水机构和农田灌溉机房构成，按照一个地域的农业灌溉的规划建立农业用水管控中心，农业用水管控中心由中心主控制器、公共网络系统和GPRS远程数据通讯构成，管控一个地域整体的地下水资源，按照一个地域的农业灌溉的规划建立售水机构，售水机构以行政村庄为单位，每个行政村庄只设定一个售水机构，售水机构由主处理器和IC卡读写器组成，售水机构的主处理器和IC卡读写器制做农户机井管理IC卡、销售农户机井管理IC卡、确认农户机井管理IC卡的使用权、收取农户机井的费用、根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，售水机构的主处理器通过网络与农业地下水管控中心的中心主控制器相连接，把农户机井管理IC卡的数据信息传输给农业地下水管控中心，用水农户到所在行政村庄的售水机构确认农田灌溉机房，并交纳用水费用和购买农户机井管理IC卡。本专利技术农业用水管控中心的中心主控制器通过公共网络系统和GPRS远程数据通讯接收售水机构和农田灌溉机房的数据信息，进行数据处理，管控一个地域整体的地下水资源。各售水机构的主处理器和IC卡读写器制做农户机井管理IC卡、销售农户机井管理IC卡、确认农户机井管理IC卡的使用权、收取农户机井的费用以及根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，用水农户到所在行政村庄的售水机构确认农田灌溉机房，并交纳用水费用和购买农户机井管理IC卡。IC卡收费管理系统具有独立的数据库系统，并直接部署到区域机井管理部门，直接向农户进行开户、充值、补卡、水量转卡、退款、退卡销户、管理卡开户、管理卡参数更新和导入机井控制器运行履历等业务操作功能。IC卡收费管理系统具有多级操作管理权限，高级权限可以进行水费单价、机井用量上限、每户用量上限等参数控制，普通权限可以进行充值、补卡、水量转卡等业务功能。每个行政管理区域内的农田灌溉机房都有相同的区号，不同行政管理区域的农田灌溉机房则区号不同，农户机井管理IC卡同样也设定所属区号，农户机井管理IC卡的区号与农田灌溉机房的区号必须相同才能正常使用，否则水资源控制器报警提示。农田灌溉机房的水资源控制器内通过农户机井管理IC卡设定农田灌溉机房相关属性，包括编号以及区号。农户在刷卡启动农田灌溉机房的水泵时，全部剩余量由该农田灌溉机房默认扣除，在停泵后再由水资源控制器把实际剩余量写入农户机井管理IC卡内，在取水过程中，农户机井管理IC卡内剩余量为零。在同一农户信息下可以制作多张农户机井管理IC卡分别计费，以实现一卡多井同时使用。按照一个地域的农业灌溉的规划建立农田灌溉机房，农田灌溉机房是依照农田灌溉的面积设定农田灌溉机房，农田灌溉机房通过通讯天线与农业地下水管控中心相连接，农业用水管控中心由GPRS远程数据通讯汇集每个农田灌溉机房的水资源控制器传输的数字信息，对一个地域整体的地下水位状态、降雨量、土壤墒情、水泵工作状态、灌溉用水量的情况，实现对开采地下水的信息收集、统计、监控、管理，农田灌溉机房由水资源控制器、配电板、通讯天线、流量计、排气阀、止回阀、潜水泵、地下水源井、取水管路、输送水管路、水位传感器、土壤水分传感器和雨量传感器构成，水资源控制器通过线路与配电板、通讯天线和流量计相连接，水资源控制器通过线路向配电板发出指令启闭潜水泵，水资源控制器通过通讯天线向农业用水管控中心的中心主控制器传输农田灌溉机房的数据信息，水资源控制器通过线路接收输送水管路上的流量计记录输水量，配电板上安设电度表，电源线通过电路与配电板上的电度表相连接，电度表记录农田灌溉机房的用电量。本专利技术需要远程上传数据则安装GPRS模块以及插入SIM通信数据卡；根据各个农田灌溉机房安装对应的传感器，根据配置的运行控制参数把采集到的数据上传到农业用水管控中心。农田灌溉机房的外部传感器接口类型为：4-20ma直流电流信号、0-10V直流电压信号、RS232串行接口、RS485串行接口，外部通信硬件接口有RS232、485、GPRS模块，软件系统需根据硬件接口的选择支持不同的通讯方式。在地表上设置基座，在基座上安设农田灌溉机房，农田灌溉机房整体呈箱形，农田灌溉机房四周设置壁板，农田灌溉机房的壁板与基座固定相连接，农田灌溉机房的顶部安设顶板，顶板的四周呈坡形，顶板的四边超出壁板，壁板和顶板采用玻璃钢纤维材质或金属材质制作，农田灌溉机房的前面和后面安设可启闭的门板，便于维修。本专利技术标准箱体选用玻璃钢材质，采用玻璃纤维和优质树脂混合而成，具有耐腐蚀、强度高、耐酸碱、抗老化、太阳暴晒下不变形、抗紫外线等特点，且造价低廉，不易被二次利用，还有防盗的特点。在一些特殊环境选择铁质箱体，由于铁质材料制作无需模具，形状可以根据现场条件随意定制，拓展了产品的应用范围。标准箱体采用金属对模的压制成型法，其工艺简单，把合乎要求的SMC片材剪裁成所需的形状和确定加入层数，揭去两面的保护薄膜，按要求叠合并放置在模具上，依照规定的工艺加温加压成型。标准箱体的尺寸根据玻璃钢材料特性，结合产品实际应用情况，按照五十公斤承重设计，根据管道口径在农田灌溉机房的壁板上开孔，开孔选择适合的开孔器，使用开孔器在需要管道穿过的板材上进行开孔，箱体上前后安设可开启的面板，便于在运行过程中实施维修农田灌溉机房内的设备。农田灌溉机房的下部的地表下设置地下水源井，根据实际地质情况设置地下水源井的井深，地下水源井内的下部安设潜水泵，潜水泵汲取地下水源井内的地下水源，潜水泵的电源输入端通过电路与配电板的电源输出端相连接，电源输出端的开关通过线路与水资源控制器相连接，水资源控制器给出指令开启或关闭潜水泵。地下水源井内安设水位传感器，水位传感器通过线路与水资源控制器相连接，水位传感器把地下水源井内的地下水位的数字信息传输给水资源控制器，水资源控制器通过通讯天线把地下水源井内的地下水位的数字信息传输到农业用水管控中心的中心主控制器。本专利技术按照农业灌溉的规划在预先设计位置处设置地下水源井，在地下水源井上设置农田灌溉机房，农田灌溉机房将地下水源井封闭在农田灌溉机房内，地下水源井内设置潜水泵和水位传感器，潜水泵汲取地下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业地下水管控系统，其特征是由农业用水管控中心（10）、售水机构（26）和农田灌溉机房（1）构成，按照一个地域的农业灌溉的规划建立农业用水管控中心（10），农业用水管控中心（10）由中心主控制器（11）、公共网络系统和GPRS远程数据通讯系统构成，管控一个地域整体的地下水资源，按照一个地域的农业灌溉的规划建立售水机构（26），售水机构（26）以行政村庄为单位，每个行政村庄只设定一个售水机构（26），售水机构（26）由主处理器和IC卡读写器组成，售水机构（26）的主处理器和IC卡读写器制做农户机井管理IC卡、销售农户机井管理IC卡、确认农户机井管理IC卡的使用权、收取农户机井的费用、根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，售水机构（26）的主处理器通过网络与农业地下水管控中心（10）的中心主控制器（11）相连接，把农户机井管理IC卡的数据信息传输给农业地下水管控中心（10），用水农户到所在行政村庄的售水机构（26）确认农田灌溉机房（1），并交纳用水费用和购买农户机井管理IC卡；按照一个地域的农业灌溉的规划建立农田灌溉机房（1），农田灌溉机房（1）是依照农田灌溉的面积设定农田灌溉机房（1），农田灌溉机房（1）通过GPRS通讯天线（15）与农业地下水管控中心（10）相连接，农业用水管控中心（10）由GPRS远程数据通讯汇集每个农田灌溉机房（1）的水资源控制器（2）传输的数字信息，对一个地域整体的地下水位状态、降雨量、土壤墒情、水泵工作状态、灌溉用水量的情况，实现对开采地下水的信息收集、统计、监控、管理，农田灌溉机房（1）由水资源控制器（2）、配电板（3）、GPRS通讯天线（15）、流量计（4）、排气阀（5）、止回阀（6）、潜水泵（7）、地下水源井（8）、取水管路（22）、输送水管路（9）、水位传感器（12）、土壤水分传感器（13）和雨量传感器（14）构成，水资源控制器（2）通过线路与配电板（3）、GPRS通讯天线（15）和流量计（4）相连接，水资源控制器（2）通过线路向配电板（3）发出指令启闭潜水泵（7），水资源控制器（2）通过GPRS通讯天线（15）向农业用水管控中心（10）的中心主控制器（11）传输农田灌溉机房（1）的数据信息，水资源控制器（2）通过线路接收输送水管路（9）上的流量计（4）记录输水量，配电板（3）上安设电度表（21），电源线通过电路与配电板（3）上的电度表（21）相连接，电度表（21）记录农田灌溉机房（1）的用电量；在地表上设置基座（25），在基座（25）上安设农田灌溉机房（1），农田灌溉机房（1）整体呈箱形，农田灌溉机房（1）四周设置壁板（23），农田灌溉机房（1）的壁板（23）与基座（25）固定相连接，农田灌溉机房（1）的顶部安设顶板（24），顶板（24）的四周呈坡形，顶板（24）的四边超出壁板（23），壁板（23）和顶板（24）采用玻璃钢纤维材质或金属材质制作，农田灌溉机房（1）的前面和后面安设可启闭的门板，便于维修；农田灌溉机房（1）的下部的地表下设置地下水源井（8），根据实际地质情况设置地下水源井（8）的井深，地下水源井（8）内的下部安设潜水泵（7），潜水泵（7）汲取地下水源井（8）内的地下水源，潜水泵（7）的电源输入端通过电路与配电板（3）的电源输出端相连接，电源输出端的开关通过线路与水资源控制器（2）相连接，水资源控制器（2）给出指令开启或关闭潜水泵（7）；地下水源井（8）内安设水位传感器（12），水位传感器（12）通过线路与水资源控制器（2）相连接，水位传感器（12）把地下水源井（8）内的地下水位的数字信息传输给水资源控制器（2），水资源控制器（2）通过GPRS通讯天线（15）把地下水源井（8）内的地下水位的数字信息传输到农业用水管控中心（10）的中心主控制器（11）；农田灌溉机房（1）内的取水管路（22）整体呈L形，潜水泵（7）的输出端口与取水管路（22）的一端的端口相连接，取水管路（22）的另一端部与流量计（4）一端的端口固定相连接，取水管路（22）的另一端部上安设止回阀（6）和排气阀（5），水资源控制器（2）给出指令开启或关闭潜水泵（7），取水管路（22）另一端部的最高点处安设排气阀（5），排气阀（5）排除取水管路（22）中的气体；流量计（4）另一端的端口与输送水管路（9）的一端口固定相连接，输送水管路（9）的另一端口农田灌溉管网相连接，输送水管路（9）向向农田输送灌溉水源，流量计（4）上的计量表通过线路与水资源控制器（2）相连接，流量计（4）上的计量表把输水量的数字信息传输给水资源控制器（2），水资源控制器（2）通过GPRS通讯天线（15）把计量表的输水量的数字信息传输到农业用水管控中心（10）的中心主控制器（11）；农田灌溉机房（1）内的上部安设水资源控制器（2）、配电板（3）和GP...

【技术特征摘要】
1.一种农业地下水管控系统，其特征是，由农业用水管控中心(10)、售水机构(26)和农田灌溉机房(1)构成，按照一个地域的农业灌溉的规划建立农业用水管控中心(10)，农业用水管控中心(10)由中心主控制器(11)、公共网络系统和GPRS远程数据通讯构成，管控一个地域整体的地下水资源，按照一个地域的农业灌溉的规划建立售水机构(26)，售水机构(26)以行政村庄为单位，每个行政村庄只设定一个售水机构(26)，售水机构(26)由主处理器和IC卡读写器组成，售水机构(26)的主处理器和IC卡读写器制做农户机井管理IC卡、销售农户机井管理IC卡、确认农户机井管理IC卡的使用权、收取农户机井的费用、根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，售水机构(26)的主处理器通过网络与农业地下水管控中心(10)的中心主控制器(11)相连接，把农户机井管理IC卡的数据信息传输给农业地下水管控中心(10)，用水农户到所在行政村庄的售水机构(26)确认农田灌溉机房(1)，并交纳用水费用和购买农户机井管理IC卡；按照一个地域的农业灌溉的规划建立农田灌溉机房(1)，农田灌溉机房(1)是依照农田灌溉的面积设定农田灌溉机房(1)，农田灌溉机房(1)通过通讯天线(15)与农业地下水管控中心(10)相连接，农业用水管控中心(10)由GPRS远程数据通讯汇集每个农田灌溉机房(1)的水资源控制器(2)传输的数字信息，对一个地域整体的地下水位状态、降雨量、土壤墒情、水泵工作状态、灌溉用水量的情况，实现对开采地下水的信息收集、统计、监控、管理，农田灌溉机房(1)由水资源控制器(2)、配电板(3)、通讯天线(15)、流量计(4)、排气阀(5)、止回阀(6)、潜水泵(7)、地下水源井(8)、取水管路(22)、输送水管路(9)、水位传感器(12)、土壤水分传感器(13)和雨量传感器(14)构成，水资源控制器(2)通过线路与配电板(3)、通讯天线(15)和流量计(4)相连接，水资源控制器(2)通过线路向配电板(3)发出指令启闭潜水泵(7)，水资源控制器(2)通过通讯天线(15)向农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)传输农田灌溉机房(1)的数据信息，水资源控制器(2)通过线路接收输送水管路(9)上的流量计(4)记录输水量，配电板(3)上安设电度表(21)，电源线通过电路与配电板(3)上的电度表(21)相连接，电度表(21)记录农田灌溉机房(1)的用电量；在地表上设置基座(25)，在基座(25)上安设农田灌溉机房(1)，农田灌溉机房(1)整体呈箱形，农田灌溉机房(1)四周设置壁板(23)，农田灌溉机房(1)的壁板(23)与基座(25)固定相连接，农田灌溉机房(1)的顶部安设顶板(24)，顶板(24)的四周呈坡形，顶板(24)的四边超出壁板(23)，壁板(23)和顶板(24)采用玻璃钢纤维材质或金属材质制作，农田灌溉机房(1)的前面和后面安设可启闭的门板，便于维修；农田灌溉机房(1)的下部的地表下设置地下水源井(8)，根据实际地质情况设置地下水源井(8)的井深，地下水源井(8)内的下部安设潜水泵(7)，潜水泵(7)汲取地下水源井(8)内的地下水源，潜水泵(7)的电源输入端通过电路与配电板(3)的电源输出端相连接，电源输出端的开关通过线路与水资源控制器(2)相连接，水资源控制器(2)给出指令开启或关闭潜水泵(7)；地下水源井(8)内安设水位传感器(12)，水位传感器(12)通过线路与水资源控制器(2)相连接，水位传感器(12)把地下水源井(8)内的地下水位的数字信息传输给水资源控制器(2)，水资源控制器(2)通过通讯天线(15)把地下水源井(8)内的地下水位的数字信息传输到农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)；农田灌溉机房(1)内的取水管路(22)整体呈L形，潜水泵(7)的输出端口与取水管路(22)的一端的端口相连接，取水管路(22)的另一端部与流量计(4)一端的端口固定相连接，取水管路(22)的另一端部上安设止回阀(6)和排气阀(5)，水资源控制器(2)给出指令开启或关闭潜水泵(7)，取水管路(22)另一端部的最高点处安设排气阀(5)，排气阀(5)排除取水管路(22)中的气体；流量计(4)另一端的端口与输送水管路(9)的一端口固定相连接，输送水管路(9)的另一端口农田灌溉管网相连接，输送水管路(9)向农田输送灌溉水源，流量计(4)上的计量表通过线路与水资源控制器(2)相连接，流量计(4)上的计量表把输水量的数字信息传输给水资源控制器(2)，水资源控制器(2)通过通讯天线(15)把计量表的输水量的数字信息传输到农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)；农田灌溉机房(1)内的上部安设水资源控制器(2)、配电板(3)和通讯天线(15)，水资源控制器(2)由主处理器、GPRS模块、操作界面(16)、数据端接口构成，主处理器采用单片机，数据端接口包括数字量输入、输出接口，模拟量输入、输出接口，串行通信接口，无线通信接口，水资源控制器(2)通过线路与配电板(3)相连接，水资源控制器(2)经数据处理后给出指令通过配电板(3)开启或关闭潜水泵(7)，水资源控制器(2)通过线路与通讯天线(15)相连接，水资源控制器(2)把农田灌溉机房(1)相关的数据信息传输到农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)上；农田灌溉机房(1)外侧的地表上安设土壤水分传感器(13)和雨量传感器(14)，土壤水分传感器(13)插入地表内，土壤水分传感器(13)通过线路与农田灌溉机房(1)的水资源控制器(2)相连接，把农田灌溉机房(1)周围的地下水位状态和土壤墒情的数字信息传输给农田灌溉机房(1)的水资源控制器(2)，水资源控制器(2)把农田灌溉机房(1)周围的地下水位状态和土壤墒情的数据信息传输到农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)上；安设在农田灌溉机房(1)外侧地表上的雨量传感器(14)通过线路与农田灌溉机房(1)的水资源控制器(2)相连接，把农田灌溉机房(1)周围的降雨量的数字信息传输给农田灌溉机房(1)的水资源控制器(2)，水资源控制器(2)把农田灌溉机房(1)周围的降雨量的数据信息传输到农业用水管控中心(10)的中心主控制器(11)上；水资源控制器(2)的操作界面(16)由数据信息显示区(17)、功能显示区(18)、刷卡区(19)和功能键(20)构成，操作界面(16)的上部安设数据信息显示区(17)和功能显示区(18)，数据信息显示区(17)采用LED显示器，功能显示区(18)每一盏指示灯的显示是表示不同项的内容，数据信息显示区(17)显示该项的数据信息内容，功能显示区(18)每一盏指示灯的项目内容为：区号、井号、卡号、总水量、用户水量、运行时间、日期、当日时间、AD0、AD1、AD2、AD3、流量、报警、GPRS状态、运行状态；操作界面(16)的下部设置刷卡区(19)和功能键(20)，用户持农户机井管理IC卡在刷卡区(19)刷卡使用该农田灌溉机房(1)的地下水浇灌农田，功能键(20)选择功能显示区(18)的功能项，数据信息显示区(17)显示该功能项的数据信息。2.一种制作权利要求1所述的农业地下水管控系统的制作方法，其特征是，农业用水管控中心(10)设置中心主控制器(11)、公共网络系统和GPRS远程数据通讯，中心主控制器(11)通过公共网络系统和GPRS远程数据通讯与售水机构(26)和农田灌溉机房(1)相连接，中心主控制器(11)经数据处理发出指令管控一个地域整体的地下水资源，实现农户机井的用户充值、刷卡、取水工作，同时收集、统计、归纳和分析一个地域整体的地下水位状态、降雨量、土壤墒情、水泵工作状态、灌溉用水量的情况；售水机构(26)设置主处理器和IC卡读写器，售水机构(26)监控和管理一个区域整体的地下水资源，售水机构(26)按照农业灌溉的规划以行政村庄为单位，每个行政村庄只设定一个售水机构(26)，主处理器和IC卡读写器制做农户机井管理IC卡、销售农户机井管理IC卡、确认农户机井管理IC卡的使用权、收取农户机井的费用、根据农田灌溉面积确定一卡一井或一卡多井，售水机构(26)的主处理器通过网络与农业地下水管控中心(10)的中心主控制器(11)相连接，把农户机井管理IC卡的数据信息传输给农业地下水管控中心(10)；按照农业灌溉的规划在预先设计位置处设置农田灌溉机房(1)，在农业灌溉的规划设计的位置上安设农田灌溉机房(1)，首先地表上设置基座(25)，基座(25)采用混凝土浇筑，农田灌溉机房(1)壁板(23)的下端部安设在基座(25)上，农田灌溉机房(1)由壁板(23)和顶板(24)构成，整体呈箱形，壁板(23)和顶板(24)采用玻璃钢材质或铁质材料制作，农田灌溉机房(1)四周设置壁板(23)，农田灌溉机房(1)的壁板(23)与基座(25)固定相连接，农田灌溉机房(1)的顶部安设顶板(24)，顶板(24)的四周呈坡形，顶板(24)的四边超出壁板(23)，农田灌溉机房(1)的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春来，史庆生，焦丽娜，王伦，
申请(专利权)人：天津市津水工程新技术开发公司，
类型：发明
国别省市：天津;12