一种基于B/S架构的灌区配水综合管理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统及方法，系统包括数据采集终端、网络服务器端、客户端和无线网络；系统集成灌区水情数据采集与检测、灌区实时灌溉预报与配水决策和灌区水情信息管理与分析等功能。系统具有B/S构架的适应性和可扩展性、维护方便、成本低，同时可以方便利用网络气象数据，注重数据的实时通讯能力，使系统克服了空间和地域的限制，访问方便。系统浏览器端开发采用新兴网站开发技术，页面简洁、交互友好，降低了管理人员专业技能门槛。

Comprehensive management system and method for irrigation area water distribution based on B/S structure

The invention discloses an irrigation water management system and method based on B/S architecture, the system includes data acquisition terminal, network server, client and wireless network system integration; data acquisition and detection of irrigation water, irrigation water and real-time irrigation forecasting decision-making and irrigation water information management and analysis functions. The system has B/S structure adaptability and expansibility, convenient maintenance, low cost, and can facilitate the use of network meteorological data, focusing on the real-time communication data, the system overcomes the spatial and geographical constraints, convenient access. System browser development using new web site development technology, the page is simple, interactive and friendly, reducing the professional skills of managers threshold.

【技术实现步骤摘要】
一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统及方法
本专利技术属于灌溉管理
，尤其涉及一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统及方法。
技术介绍
随着工、农业生产的发展，各部门用水量急剧增加，使我国水资源供需矛盾日趋突出。另一方面，由于缺乏理论严密、实用性强的灌区用水管理方法，造成了农业用水的大量浪费，导致农业用水紧张。灌溉用水管理的核心是计划用水，即根据作物的需水要求，结合灌区水源、渠系、气候、土壤等条件，有计划地引水、输水、配水、蓄水、提水和有组织地进行田间灌水。我国现有的计划用水办法是根据历史资料预先编制一套“静态用水计划”，即“以供定需”的灌溉管理方略，实践中再临时修改计划。由于在任何季节，实际的气象因素、土壤因素、作物因素、灌区内水资源状况及渠系工作状况等均不可能与历史上某一时期完全相同，也不可能与长期预测情况完全吻合，这就使得预先编制的用水计划往往与实际灌溉要求不符，因而影响了灌溉计划的可靠性、预见性和灌溉水的利用率。正是由于对灌溉水管理现状的广泛共识，国内外学者一致认为，在不对现有灌溉系统投入大量资金进行改造的情况下，充分分析灌区输、配水系统可靠性，进行实时灌溉预报及真正做到适时、适量地计划用水，做到“以需定供”，提高灌区现代化管理水平是当前提高灌溉水利用效率和节约农业用水的最基本途径。基于B/S架构的灌区配水综合管理系统从我国生产实际需要和灌区现状出发，针对灌溉系统输、配水过程中水量损失这一问题，通过非工程措施降低水量损失、节约农业用水。从灌溉管理的软硬件着手，运用灌区自动化测水、量水设备及技术，通过计算机模拟和系统分析技术，达到在对作物进行适时、适量供水，满足作物正常生长的前提下，减少水量损失，提高灌溉水的利用率和水分生产率。现有的灌溉管理相关的系统和软件仍具有一定的缺陷，如功能定位相对单一且并不完善、对于系统输入要求多、操作复杂且对管理人员专业素养有较高要求、系统输出单一且不友好。
技术实现思路
从灌区建设现状和实际生产需要出发，充分考虑管理人员人力成本投入与专业水平，本专利技术提供了一种门槛低、安全性好、易维护、操作简单、交互友好且适用于实际灌溉指导的基于B/S构架的灌区配水综合管理系统及方法。本专利技术的系统所采用的技术方案是：一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，其特征在于：包括数据采集终端、网络服务器端、客户端及无线网络；所述数据采集终端用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；所述网络服务器端用于负责数据的存储与处理；所述客户端用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考；所述系统开发采用B/S构架，服务器端开发采用PHP语言，客户端页面构建采用HTML/CSS/JavaScript技术，客户端与服务器端数据交互采用Ajax技术；系统层次结构分为3层：人机交互层、数据处理层及数据采集层；最下层的数据采集层包括用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；数据处理层负责数据的处理与存储，包括来自管理人员在浏览器的输入、运算输出数据和来自于数据采集层的数据；最上层的人机交互层，用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考。本专利技术的方法所采用的技术方案是：一种基于B/S架构的灌区配水综合管理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集灌区水情监测站点信息、实时气象数据及天气预报数据；步骤2：预报未来N天内灌区水情，其中1≤N≤10；步骤3：根据理论配水表判断是否需要灌溉；若是，则执行下述步骤4；若否，则本流程结束；步骤4：计算塘堰可供水量；步骤5：计算渠道总需水量；步骤6：判断是否可充足供水；若是，则进行配水，并执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤7；步骤7：根据可供水比例、供水方案、预测产量，制定动态配水表；步骤8：判断是否需要人工干预；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：修正动态配水表；步骤10：打印输出结果，本流程结束。本专利技术从数据来源做起，灌区水情数据、气象数据均通过遥测或者从其他地方抓取，大大的减轻了管理人员的工作量；在客户端浏览器方面用图表等简单直观的方式去展示数据，操作页面友好；而且添加了较多人工干预功能，能根据灌区实际情况的变化进行调整。附图说明图1是本专利技术实施例的系统结构图。图2是本专利技术实施例的监测站点硬件设备连接示意图。图3是本专利技术实施例的系统的整体框架图。图4是本专利技术实施例的系统功能实现图。图5是本专利技术实施例的方法逻辑图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请见图1、图2、图3和图4，本专利技术提供的一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，包括客户端(浏览器端)、服务器端、数据采集终端及无线网络。数据采集终端用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；网络服务器端用于负责数据的存储与处理；客户端用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考；系统开发采用B/S构架，服务器端开发采用PHP语言，客户端页面构建采用HTML/CSS/JavaScript技术，客户端与服务器端数据交互采用Ajax技术；系统层次结构分为3层：人机交互层、数据处理层及数据采集层；最下层的数据采集层包括用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；数据处理层负责数据的处理与存储，包括来自管理人员在浏览器的输入、运算输出数据和来自于数据采集层的数据；最上层的人机交互层，用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考。本实施例的灌区水情监测站点，各站点独立通过太阳能获取电能，通过GPRS每小时向服务器上传监测数据；每天早上8:30服务器自动运行代码，向中国天气网抓取所需地区的未来公共天气预报数据。本实施例客户端的WEB浏览器用于向用户展示需要知道的灌区水情信息和下发用户操作指令。浏览器交互界面采用BootStrap框架标准化构建页面，采用百度地图API、百度ECharts、DTGrid等插件使展示更加直观友好。考虑该功能性系统的特殊性，大量使用Ajax技术实现动态效果，包括各类水情气象数据显示及查询、实时站点数据展示、现场监测数据确认与调整、轮灌组调整、配水表生成与调整等。用户在浏览器不同页面执行不同的操作，下发命令，通过Ajax发送给数据处理层，数据层处理之后立即动态显示系统输出，利于用户动态调整修改决策。本实施例服务器端的WEB服务器负责监测站点数据采集、数据采集情况的实时监控及数据可靠性初步评估。WEB服务器负责典型田块水量平衡预报、需水定额预报和配合用户完成预期配水方案的制定。WEB服务器还包括各种历史数据及配水表的查询、下载模块。查询页面实时动态展示查询结果，查询页面分为两部分，折线图展示数据时间尺度变化，表格实时分页列出查询结果，用户可以自行选择将查询结果二次筛选排序输出成PDF、TXT或者EXCEL格式。本实施例的系统具有用户验证登陆模块，不同权限用户对于系统权力不同，只有灌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，其特征在于：包括数据采集终端、网络服务器端、客户端及无线网络；所述数据采集终端用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；所述网络服务器端用于负责数据的存储与处理；所述客户端用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考；所述系统开发采用B/S构架，服务器端开发采用PHP语言，客户端页面构建采用HTML/CSS/JavaScript技术，客户端与服务器端数据交互采用Ajax技术；系统层次结构分为3层：人机交互层、数据处理层及数据采集层；最下层的数据采集层包括用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；数据处理层负责数据的处理与存储，包括来自管理人员在浏览器的输入、运算输出数据和来自于数据采集层的数据；最上层的人机交互层，用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考。

【技术特征摘要】
1.一种基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，其特征在于：包括数据采集终端、网络服务器端、客户端及无线网络；所述数据采集终端用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；所述网络服务器端用于负责数据的存储与处理；所述客户端用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考；所述系统开发采用B/S构架，服务器端开发采用PHP语言，客户端页面构建采用HTML/CSS/JavaScript技术，客户端与服务器端数据交互采用Ajax技术；系统层次结构分为3层：人机交互层、数据处理层及数据采集层；最下层的数据采集层包括用于采集灌区水情监测站点信息和实时气象数据；数据处理层负责数据的处理与存储，包括来自管理人员在浏览器的输入、运算输出数据和来自于数据采集层的数据；最上层的人机交互层，用于实时向用户形象展示系统输出，同时与管理人员互动，将管理人员的配水意向实时反馈到数据处理端，作为配水参考。2.根据权利要求1所述的基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，其特征在于：所述灌区水情监测站点设置有水位传感器、土壤水分传感器，用于采集水田田间水位数据、渠道水位数据、地下水水位数据、田间土壤实时墒情；所述实时气象数据包括气象观测数据和公共天气预报数据。3.根据权利要求2所述的基于B/S架构的灌区配水综合管理系统，其特征在于：所述灌区水情监测站点配置有太阳能发电设备，通过无线网络定时向服务器端上传监测数据。4.一种基于B/S架构的灌区配水综合管理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集灌区水情监测站点信息、实时气象数据及天气预报数据；步骤2：预报未来N天内灌区水情，其中1≤N≤10；步骤3：根据理论配水表判断是否需要灌溉；若是，则执行下述步骤4；若否，则本流程结束；步骤4：计算塘堰可供水量；步骤5：计算渠道总需水量；步骤6：判断是否可充足供水；若是，则进行配水，并执行下述步骤8；若否，则执行下述步骤7；步骤7：根据可供水比例、供水方案、预测产量，制定动态配水表；步骤8：判断是否需要人工干预；若是，则执行下述步骤9；若否，则执行下述步骤10；步骤9：修正动态配水表；步骤10：打印输出结果，本流程结束。5.根据权利要求4所述的基于B/S架构的灌区配水综合管理方法，其特征在于：步骤2中所述预测未来N天内灌区水情，包括灌水日期预测、灌水定额预测、净灌溉需水量预测、毛灌溉需水量预测。6.根据权利要求5所述的基于B/S架构的灌区配水综合管理方法，其特征在于：所述灌水日期预测包括作物腾发量预测、降雨量预测；当田间水层或土壤含水率下降到作物生育期某阶段预先设定的下限时，就开始灌水；作物腾发量ETci预测公式为：ETci＝Kci·Ksi·ET0i(1)；其中，ETci，EToi，Kci，Ksi分别为第i日实际作物腾发量(mm/d)、参考作物腾发量(mm/d)、作物系数和土壤水分胁迫系数；Kci及Ksi可由作物绿叶覆盖百分率、作物处于受旱之前、受旱期间还是受旱以后以及实际达到的土壤含水率下限等进行预测；ETo采用“指数模型”进行预测，即式中，为第i天天气类型修正系数；为多...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔远来，汪文超，罗玉峰，谭君位，李增焕，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42