一种基于物联网的农业灌溉系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于物联网的农业灌溉系统，包括不少于1个测控终端及上位机，测控终端安装在水井泵上，用于测控水井泵，上位机通过上位机软件远程控制测控终端，测控终端包括空气开关、智能电表、刷卡控制接触器、RTU、远程控制接触器及水泵安全保护装置，空气开关输入端与电源进线端相连，空气开关输出端分别与智能电表和远程控制接触器相连；智能电表与刷卡控制接触器连接，刷卡控制接触器、远程控制接触器分别与水泵安全保护装置连接，再与水泵电机连接。该系统根据农户要求实现水泵的现场刷卡启停和远程无线启停以及水泵现场信息管理，实现农业灌溉的远程管理调度，节省务农时间，提高农业生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业灌溉系统，特别指将射频技术和RTU无线传输物联网技术应用于物联网的农业灌溉系统。
技术介绍
在我国西部地区，尤其是内蒙古地区已经实现大面积土地承包种植，并且大部分农田完成膜下滴灌改造工程。但此类灌溉设备均分布在距离相对较远的种植区，分布区域不仅广而且较为零散。长期以来，农业灌溉一直处于人工管理阶段，这种管理方式费时费力，显然已经不能满足大生产模式的要求。又由于农户到灌溉设备地点受地形、天气、交通等复杂的环境状况影响，不能及时进行农业灌溉作业，灌溉作业时尽管配备大量的人员进行巡井，但不能在定量上及时了解灌溉情况以及灌溉设备的运行情况。目前一些用于农业灌溉的自动化系统，多采用数传电台、无线通信组网，这一方式不仅运行成本高，可扩展性差，仅实现了对灌溉设备的远程监控，但在远程管理上还存在很多不足，特别是对于灌溉设备分散的状况，如:无法根据现场灌溉设备是否运行进行设备启停远程调度，无法根据现场情况进行灌溉设备维护以及故障诊断，由于存在多块农田一井多用的状态，现有灌溉系统不能解决现场与远程协调调度问题。本专利技术一种基于物联网的农业灌溉系统可以根据农户要求结合现场实现水井栗的现场刷卡启停和远程无线启停以及水井栗现场信息管理，该系统分布于所监控的农业灌溉区域每一个灌溉设备点，实现农业灌溉的集中化远程管理调度，节省农户务农时间，提高农业生产效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于物联网的农业灌溉系统，这种灌溉系统可解决灌溉现场实现水井栗的现场刷卡启停和远程无线启停以及水井栗现场信息管理的问题。为解决存在的技术问题，本专利技术采用的技术方案为:一种基于物联网的农业灌溉系统，包括不少于I个测控终端及上位机，所述的测控终端安装在水井栗现场，用于测控水井栗，所述的上位机通过上位机软件远程控制测控终端，所述的测控终端包括空气开关、智能电表、刷卡控制接触器、RTU、远程控制接触器及水栗安全保护装置，所述的空气开关输入端与电源进线端相连，空气开关输出端分别与智能电表和远程控制接触器相连；所述的智能电表与刷卡控制接触器连接，刷卡控制接触器与水栗安全保护装置连接，水栗安全保护装置与水栗电机连接，刷卡控制接触器收到智能电表刷卡信号后吸合或断开，使水栗电机启动或停止，以开启或停止水井栗；所述的远程控制接触器与水栗安全保护装置，水栗安全保护装置与水栗电机连接，远程控制接触器与RTU连接，RTU接收上位机软件的操作信号后通过远程控制接触器的吸合或断开，使水栗电机启动或停止，以开启或停止水井栗。—般远程或现场操作人员可根据水井栗的工作情况，进行启停水井栗，但是为了防止刷卡控制接触器与远程控制接触器同时勿动作的情况发生，所述的刷卡控制接触器与远程控制接触器分别与智能电表与RTU所控制的中间继电器相连，中间继电器之间以及刷卡控制接触器与远程控制接触器之间分别进行电气互锁。一般，水栗安全保护装置可以选择熔断器，热继电器，电流互感器、电压互感器、补偿电容中的一种、几种组合或全部。熔断器串接在电路中，它在电路中出现过电流、过电压或过热等异常现象时，会立即熔断而起到保护作用；热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的开关状态产生的开关量信号通过RTU传送给上位机的上位机软件以进行监控，通过热继电器的开关量状态决定是否远程启停水井栗；电流互感器与电压互感器产生的电参量模拟量信号通过RTU将实时电参量远传到上位机软件进行监控，诊断水井栗是否正常运行；补偿电容是利用电容的容抗来补偿电感负载的感抗，减少无功电流，达到节能的效果。优选地，所述的水井栗的出水口还可以安装有压力表，压力表产生的压力模拟量信号通过RTU将水井栗的出水口实时压力传送给上位机的上位机软件，通过上位机软件设置阈值，超过设定阈值后提醒进行排沙作业；所述的水井栗的出水口还可以安装有流量传感器，流量传感器实时测定水井栗出水流量，产生的流量模拟量信号通过RTU传送给上位机的上位机软件，实时监测水井栗运行状态。优选地，所述的刷卡控制接触器与远程控制接触器的开关状态产生的开关量信号还可以通过RTU传送给上位机的上位机软件以进行监控，通过开关量状态决定是否远程启停水井栗。优选地，所述的智能电表还可以将水井栗运行时的用电量信息通过RTU传送给上位机软件，作为记录开启水井栗的用电计费依据。优选地，所述的智能电表使用射频卡，采用一表多卡与一卡多表的应用模式，方便不同农户用同一水井栗或是同一农户用不同水井栗。—般，所述的上位机软件包括域名解析软件以及组态软件，域名解析软件将测控终端指向同一个上位机的IP地址，组态软件实现数据显示与远程控制操作。本农业灌溉系统，可以根据农户要求结合现场实现水井栗的现场刷卡启停和远程无线启停以及水井栗现场信息管理，一般，RTU与上位机软件可通过有线/无线方式将采集的数据和控制命令进行传送，本专利技术的RTU利用GPRS网络与上位机软件进行数据和控制命令的传送。即每个测控终端将采集到的信息通过GPRS网络远传到上位机软件，也通过GPRS网络将上位机软件发出的操作指令进行水井栗现场执行水井栗启停。上述基于物联网的农业灌溉系统的测控终端1，测控终端2，…，测控终端η分布于所监控的农业灌溉区域每一个灌溉设备点，实现农业灌溉的集中化远程管理调度，节省农户务农时间，提高农业生产效率。本系统可以根据农户需求进行水井栗现场刷卡控制启停与远程上位机软件操作水井栗启停:农户空闲时可以自己到灌溉区在智能电表上刷射频卡3控制水井栗启停进行灌溉；农户繁忙时可以通过放置在总调度室的上位机软件由专业人员查询其所要开启的水井栗的运行状态，若该水井栗处于停止状态，则由上位机软件进行远程开启，并实时监控其运行状态，若该水井栗处于运行状态，则待其停止运行后进行远程操作。本专利技术的一种基于物联网的农业灌溉系统优点在于:1.由于射频卡系统采取电费预交，解决了农村电费收费难的问题。对于村集体来说，收缴电费省时省力、公平透明、拖欠电费的问题得到了解决。2.应用射频卡系统，农民十分注意控制灌溉时间，灌溉时间较以前会大大缩短，即使在用水的高峰期浇地难的问题也基本解决了，因此发生的纠纷也明显减少。3.实现智能调度，通过调度室能够清晰分辨每一个水井栗的启停状态、且能够看出是现场刷卡还是远程启停，让村民足不出户就能看到自己将要用到的水井栗的启停情况，节省务农时间，提高生产效率。【附图说明】图1为一种基于物联网的农业灌溉系统示意图，图中，I为测控终端1、测控终端2…测控终端η中任意一个，11为上位机软件；其中，测控终端1、测控终端2…测控终端η都是功能相同的测控终端，测控终端后的数字1、2…η，只是序数，表示有不少于I个测控终端；图2为一种基于物联网的农业灌溉管理系统结构示意图，图中，2为空气开关(简称空开)、3为射频卡、4为智能电表、5为刷卡控制接触器、6为RTU (远程终端单元或远程终端控制系统)、7为远程控制接触器、8为模拟量信号、9为开关量信号、10为水栗安全保护装置、11为上位机、12为水栗电机。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的进行详述，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如附图1所示，一种基于物联网的农业灌溉系统，由多个连接水井栗的测控终端及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的农业灌溉系统，包括不少于1个测控终端(1)及上位机(11)，所述的测控终端(1)安装在水井泵现场，用于测控水井泵，所述的上位机(11)通过上位机软件远程控制测控终端(1)，其特征在于：所述的测控终端(1)包括空气开关(2)、智能电表(4)、刷卡控制接触器(5)、RTU(6)、远程控制接触器(7)及水泵安全保护装置(10)，所述的空气开关(2)输入端与电源进线端相连，空气开关(2)输出端分别与智能电表(4)和远程控制接触器(7)相连；所述的智能电表(4)与刷卡控制接触器(5)连接，刷卡控制接触器(5)与水泵安全保护装置(10)连接，水泵安全保护装置(10)与水泵电机(12)连接，刷卡控制接触器(5)收到智能电表(4)刷卡信号后吸合或断开，使水泵电机(12)启动或停止，以开启或停止水井泵；所述的远程控制接触器(7)与水泵安全保护装置(10)，水泵安全保护装置(10)与水泵电机(12)连接，远程控制接触器(7)与RTU(6)连接，RTU(6)接收上位机软件的操作信号后通过远程控制接触器(7)的吸合或断开，使水泵电机(12)启动或停止，以开启或停止水井泵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭苏玲，李庚，王伟，唐艳同，王飞跃，
申请(专利权)人：内蒙古威凌自动化科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15