一种农业灌溉水利监控系统技术方案

本发明专利技术提供一种农业灌溉水利监控系统，射频卡机井灌溉控制子系统配置管理机收费模块，机井计量射频卡收费控制箱以及射频卡；管理机收费模块给射频卡提供充值端口；机井计量射频卡收费控制箱靠近机井安装；射频卡分发至每个需要灌溉的农户；农户基于充值后的射频卡在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉；射频控制器获取农业灌溉监控服务器预设的机井用水用电计费方式，基于当前预设的机井用水用电计费方式使机井计量射频卡收费控制箱对射频卡执行扣费方式。实现了水文控制，促进了农业灌溉节约用水、计划用水、监控用水，为实现防涝抗旱、科学用水、水资源统一管理和优化配置，推动水利发展。提高农业现代化管理水平，实现了节水灌溉。

A Water Conservancy Monitoring System for Agricultural Irrigation

The invention provides an agricultural irrigation water conservancy monitoring system, a radio frequency card well irrigation control subsystem configuration management machine charging module, a radio frequency card charging control box for well metering and a radio frequency card; a charging module for the management machine provides a recharging port for the radio frequency card; a radio frequency card charging control box for well metering is installed near the well; a radio frequency card is distributed to every farmer who needs irrigation; and a farmer is based on charging. After the value of the RF card in the well metering RF card charging control box using well water irrigation; the RF controller to obtain the agricultural irrigation monitoring server preset well water consumption charging mode, based on the current preset well water consumption charging mode, the well metering RF card charging control box to the radio frequency card deduction mode. It has realized hydrological control, promoted water saving in agricultural irrigation, planned water use and monitoring water use. It has also realized the unified management and optimal allocation of waterlogging and drought resistance, scientific water use and water resources, and promoted the development of water resources. Improve the level of modern management of agriculture and achieve water-saving irrigation.

【技术实现步骤摘要】
一种农业灌溉水利监控系统
本专利技术涉及农业灌溉
，尤其涉及一种农业灌溉水利监控系统。
技术介绍
农业灌溉是指对农业耕作区进行的灌溉作业。目前农业耕作的灌溉通常是基于农户基于自身经验来进行灌溉。灌溉过程中通过就地取水，或者通过连接机井取水来进行灌溉。由于对灌溉用水缺乏有效的治理和监控，容易导致大水漫灌，或者农户在灌溉完成后不及时停止机井输出，或者没有科学的，有针对性的灌溉，导致灌溉用水极大的浪费，而且机井在过量用水后，在进入旱季时，由于未保证机井储备一定量的水源，导致无法及时供应水源，影响庄家生长。现有技术中，农户只能通过天气预报或者广播等传媒获取天气情况，导致天气情况的获取有一定的滞后性，导致无法随时随地的调整灌溉用水。还无法基于土壤的状态，肥料的状态来随时随地的调整灌溉用水。虽然目前有的区域采用了灌溉收费的方式来管理，比如申请号为201710592526.7，公开了远程灌溉收费管理系统，该文件通过供水计费中心、手机APP分别与第三方支付系统连接，解决了机井灌溉管理中长期存在的水费计量不准、浪费水资源的问题。但是该文件无法有效的对机井进行控制，无法结合浇灌时长，农田肥料信息以及供水的稳定信息来进行有效的监控，保证灌溉水有效的利用。农业灌溉水利监控装置通常设置在室外，无人看守，容易被盗窃，或被破坏而影响使用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种农业灌溉水利监控系统，其特征在于，包括：农业灌溉监控服务器，农业水权水价管理数据云平台以及设置在灌溉区域的数据采集控制器，射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器；射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器分别通过数据采集控制器与农业灌溉监控服务器通信连接；农业水权水价管理数据云平台储存农业灌溉监控服务器的数据信息；射频卡机井灌溉控制子系统配置有管理机收费模块，机井计量射频卡收费控制箱以及射频卡；管理机收费模块用于给射频卡提供充值端口；机井计量射频卡收费控制箱靠近机井安装；射频卡分发至每个需要灌溉的农户；农户基于充值后的射频卡在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉；射频控制器设置在机井计量射频卡收费控制箱内部，射频控制器用于获取农业灌溉监控服务器预设的机井用水用电计费方式，并基于当前预设的机井用水用电计费方式使机井计量射频卡收费控制箱对射频卡执行扣费方式。优选地，机井计量射频卡收费控制箱内部设置控制器，射频控制器、流量计；射频控制器、流量计分别连接控制器，控制器通过数据采集控制器和农业灌溉监控服务器通讯，控制器定时把灌溉数据上报到农业灌溉监控服务器；控制器用于农户在浇地前在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉，浇地完成后再次刷卡关闭水泵，在本次内浇地过程中用了多少电费或水费，自动从射频卡内扣除；控制器实时上传工作状态及消费情况；农业灌溉监控服务器为每台控制器配置设备地址，用户持卡刷卡浇地；控制器连接机井灌溉系统，对机井灌溉数据进行监测；控制器配置有时间控制模块，GPRS远程控制水泵启停模块，远程遥测模块，远程设置表底值模块，数据定时上报模块，故障主动上报模块，用于获取并显示机井灌溉子系统的机井信息，通过数据采集控制器将机井信息传输至农业灌溉监控服务器；当发生故障或报警时，控制器主动把故障或报警信息上报给农业灌溉监控服务器；当水井的年取水量超过所设的开采量时，控制器自动控制停泵；控制器具有定时上报功能，定时上报间隔设置。优选地，还包括：物联网水肥一体化子系统；物联网水肥一体化子系统用于将灌溉与施肥融能为一体，借助压力系统或地形自然落差，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使肥水融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量、浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物和需肥特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按预设比例直接提供给作物；物联网水肥一体化子系统运用传感器实现数据采集，将种植区域的环境数据、影像，历史数据报表、曲线，农事活动、灌溉施肥情况信息通过数据采集控制器传输至农业灌溉监控服务器；农业灌溉监控服务器通过智能水源信息监控终端对农户随时随地查询、监控，帮助农业生产、经营、管理和服务。优选地，还包括：土壤墒情监测子系统以及气象站监测子系统；土壤墒情监测子系统用于获取土壤温度，土壤水分信息，并对土壤信息进行存储、传输和管理；土壤墒情监测子系统配置有主机，采集器，数据存储装置，支持RS485的传感器；主机采用液晶触摸屏显示；主机将土壤信息通过数据采集控制器上传至农业灌溉监控服务器；使农业灌溉监控服务器基于当前土壤信息，基于控制器控制灌溉水量；气象站监测子系统用于测量风速、风向、气温、气温、气压、辐射、雨量、蒸发数据；气象站监测子系统配置有数据记录仪、传感器、保护箱、防辐射罩、风杆以及太阳能供电装置；气象站监测子系统还配置有气象要素监测软件，气象要素监测软件在电脑上运行，显示实时气象数据、历史气象数据，及各类气象统计图表并有打印功能；气象站监测子系统将气象信息通过数据采集控制器上传至农业灌溉监控服务器；使农业灌溉监控服务器基于当前气象信息，基于控制器控制灌溉水量。优选地，控制器包括：农田用水户剩余金额用水量计算模块，农田浇灌用水量控制模块以及浇灌时长控制模块；农田用水户剩余金额用水量计算模块用于计算农田用水户当前剩余充值金额可用水量为Q1＝G/W，G为农田用水户当前剩余充值金额，W为水价制定管理模块根据不同的农田种植作物及用水量信息设置的每立方用水量价格，当农田用水户当前剩余充值金额为零时，停止供水；当当前农田用水户当前剩余充值金额可用水量不满足当前农田浇灌用水量时，发出报警提示；农田浇灌用水量控制模块用于农田浇灌控制用水量为Q2＝(100％-N％)xR；N为当前农田达到预设用水量的百分比，R为农田浇灌承载水总量；N％为按10％的阶梯将当前农田达到预设用水量进行分割，预设农田当前所需要的浇灌用水量百分比；当Q2达到预设值时，停止对农田进行浇灌；浇灌时长控制模块用于设置农田所用浇灌时间，农田所用浇灌时间t＝Q3/Z+(Q3/Z)xθ，Q3选取Q1和Q2的最小值；Z为农田输水端口的输水流量，θ为修正值取0.3至0.45之间；每经过一预设时长获取Z值，Q1和Q2；当t达到预设时长时，停止对农田进行浇灌。优选地，还包括：水厂提水站监测子系统和变频恒压供水子系统；水厂提水站监测子系统用于运程监测水厂数据信息；水厂提水站监测子系统配置有远程控制加压泵组启停的端口，监控存储装置，人机界面操作界面，手动控制、自动控制、远程控制加压泵组的启停切换功能，报警功能；变频恒压供水子系统用于维持水压恒定；基于预设控制方式，实现多台泵自动切换运行；当外界停止用水时，变频恒压供水子系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒；配置在线调整PID参数端口，泵组及线路保护检测报警；变频恒压供水子系统还用于将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升；反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业灌溉水利监控系统，其特征在于，包括：农业灌溉监控服务器，农业水权水价管理数据云平台以及设置在灌溉区域的数据采集控制器，射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器；射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器分别通过数据采集控制器与农业灌溉监控服务器通信连接；农业水权水价管理数据云平台储存农业灌溉监控服务器的数据信息；射频卡机井灌溉控制子系统配置有管理机收费模块，机井计量射频卡收费控制箱以及射频卡；管理机收费模块用于给射频卡提供充值端口；机井计量射频卡收费控制箱靠近机井安装；射频卡分发至每个需要灌溉的农户；农户基于充值后的射频卡在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉；射频控制器设置在机井计量射频卡收费控制箱内部，射频控制器用于获取农业灌溉监控服务器预设的机井用水用电计费方式，并基于当前预设的机井用水用电计费方式使机井计量射频卡收费控制箱对射频卡执行扣费方式。

【技术特征摘要】
1.一种农业灌溉水利监控系统，其特征在于，包括：农业灌溉监控服务器，农业水权水价管理数据云平台以及设置在灌溉区域的数据采集控制器，射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器；射频卡机井灌溉控制子系统以及射频控制器分别通过数据采集控制器与农业灌溉监控服务器通信连接；农业水权水价管理数据云平台储存农业灌溉监控服务器的数据信息；射频卡机井灌溉控制子系统配置有管理机收费模块，机井计量射频卡收费控制箱以及射频卡；管理机收费模块用于给射频卡提供充值端口；机井计量射频卡收费控制箱靠近机井安装；射频卡分发至每个需要灌溉的农户；农户基于充值后的射频卡在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉；射频控制器设置在机井计量射频卡收费控制箱内部，射频控制器用于获取农业灌溉监控服务器预设的机井用水用电计费方式，并基于当前预设的机井用水用电计费方式使机井计量射频卡收费控制箱对射频卡执行扣费方式。2.根据权利要求1所述的农业灌溉水利监控系统，其特征在于，机井计量射频卡收费控制箱内部设置控制器，射频控制器、流量计；射频控制器、流量计分别连接控制器，控制器通过数据采集控制器和农业灌溉监控服务器通讯，控制器定时把灌溉数据上报到农业灌溉监控服务器；控制器用于农户在浇地前在机井计量射频卡收费控制箱使用机井取水灌溉，浇地完成后再次刷卡关闭水泵，在本次内浇地过程中用了多少电费或水费，自动从射频卡内扣除；控制器实时上传工作状态及消费情况；农业灌溉监控服务器为每台控制器配置设备地址，用户持卡刷卡浇地；控制器连接机井灌溉系统，对机井灌溉数据进行监测；控制器配置有时间控制模块，GPRS远程控制水泵启停模块，远程遥测模块，远程设置表底值模块，数据定时上报模块，故障主动上报模块，用于获取并显示机井灌溉子系统的机井信息，通过数据采集控制器将机井信息传输至农业灌溉监控服务器；当发生故障或报警时，控制器主动把故障或报警信息上报给农业灌溉监控服务器；当水井的年取水量超过所设的开采量时，控制器自动控制停泵；控制器具有定时上报功能，定时上报间隔设置。3.根据权利要求1或2所述的农业灌溉水利监控系统，其特征在于，还包括：物联网水肥一体化子系统；物联网水肥一体化子系统用于将灌溉与施肥融能为一体，借助压力系统或地形自然落差，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使肥水融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量、浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物和需肥特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按预设比例直接提供给作物；物联网水肥一体化子系统运用传感器实现数据采集，将种植区域的环境数据、影像，历史数据报表、曲线，农事活动、灌溉施肥情况信息通过数据采集控制器传输至农业灌溉监控服务器；农业灌溉监控服务器通过智能水源信息监控终端对农户随时随地查询、监控，帮助农业生产、经营、管理和服务。4.根据权利要求1或2所述的农业灌溉水利监控系统，其特征在于，还包括：土壤墒情监测子系统以及气象站监测子系统；土壤墒情监测子系统用于获取土壤温度，土壤水分信息，并对土壤信息进行存储、传输和管理；土壤墒情监测子系统配置有主机，采集器，数据存储装置，支持RS485的传感器；主机采用液晶触摸屏显示；主机将土壤信息通过数据采集控制器上传至农业灌溉监控服务器；使农业灌溉监控服务器基于当前土壤信息，基于控制器控制灌溉水量；气象站监测子系统用于测量风速、风向、气温、气温、气压、辐射、雨量、蒸发数据；气象站监测子系统配置有数据记录仪、传感器、保护箱、防辐射罩、风杆以及太阳能供电装置；气象站监测子系统还配置有气象要素监测软件，气象要素监测软件在电脑上运行，显示实时气象数据、历史气象数据，及各类气象统计图表并有打印功能；气象站监测子系统将气象信息通过数据采集控制器上传至农业灌溉监控服务器；使农业灌溉监控服务器基于当前气象信息，基于控制器控制灌溉水量。5.根据权利要求2所述的农业灌溉水利监控系统，其特征在于，控制器包括：农田用水户剩余金额用水量计算模块，农田浇灌用水量控制模块以及浇灌时长控制模块；农田用水户剩余金额用水量计算模块用于计算农田用水户当前剩余充值金额可用水量为Q1＝G/W，G为农田用水户当前剩余充值金额，W为水价制定管理模块根据不同的农田种植作物及用...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕华军，丁婉晴，刘征，卞俊威，孙雪琪，张立志，朱军，杜波，于凯华，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，济南恒辉信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37