基于全流域水情水调测量控制

实现灌区供水远程控制、闸门远程启闭、渠道/水池水情实时测报、用水量自动采集和图像实时监控等多项功能,达到节约用水和科学管理的目的……

综合管理系统

       改革开放以来我国工业有了突飞猛进的发展,然而不论工业化如何发展,农业发展依旧是我国的一个重点发展对象。在当今这种水资源极其短缺的情况下,节水农业技术体系是为了充分利用农用水资源,提高灌溉水的利用率和利用效率,使农作物达到高产高效而采取的技术措施。我们应该最大可能的发挥农田水利工程的节水作用。
目前,我国农业水利灌溉有以下现状:
       1.我国是处在亚热带地区,地形很复杂,造成我国独特的地理环境和气候,降雨空间及时空分布不均。南方水量多,总量占全国的81%,人口占全国的54.7%,耕地却只占全国的35.9%;北方水量只占全国的14.4%,耕地却占全国的58.3%,人口占全国的43.2%。北方水资源短缺严重,制约我国农业发展。
       2.目前,对于全国范围来说,我国农业灌溉用水量在经过很明显的下降后,因为新增水资源的开发潜力小,开发代价大,所以有一部分将农业灌溉用水转成其他行业用水。目前,农业用水占全国总用水量的60%,但是为工程配套状况和管理水平等不当措施,灌溉用水效率低。
       在提高农业产量、改善居民生活水平方面农田水利作用巨大。只要选配良种、耕作方法正确、适当补充肥料,再有方便的水利供应,就能使农业有良好的增产效益。农业水利工程虽然工程量巨大,但是自身的增效比较却缓慢,维护和管理又有不少难度,所以一般都忽略了这方面的建设。在水资源越来越缺乏、越来越宝贵的今天,如何科学用水、合理灌溉,确保农业的稳产增收,做好农田的水利设施基础建设就显得尤为重要。
       健全完善节水农业技术体系,这个体系以农业节水为中心,以充分利用有限的水资源,提高水的利用率和利用效率,实现农作物高产高效为目的,逐步消除大水漫灌的现象。

 

       随着水资源供需矛盾的日益加剧,各国都十分重视发展节水型农业。发达国家除普遍采用喷灌、微灌等先进的节水灌溉技术外,还应用先进的自动化控制技术实施精确灌溉,以作物实际需水为依据,以信息技术为手段,提高灌溉精准度,实施合理的灌溉制度,提高水的利用率。智能自动化控制灌溉能够提高灌溉管理水平,改变人为操作的随意性,同时智能控制灌溉能够减少灌溉用工,降低管理成本,显著提高效益。因此,推广实施自动化控制灌溉,改变目前普遍存在的粗放灌水方式,提高灌溉水利用率,是有效解决灌溉节水问题的必要措施之一。
      自动化在很大程度上降低了灌溉人工的安全风险。实践应用表明,全流域控制系统可以将渠水利用系数提高至少15-20%。由于全流域控制系统为用水户提供了灵活、可靠、公平的供水服务,提高了农田配水的效率,减少了过去配水过程中的弃水损失,越来越多的国家在农业灌溉系统中逐步应用该项技术和设备。
       埃尔比特公司集成多年在智慧农业灌溉领域的经验,设计开发出一套基于全流域水情水调的测量控制综合管理系统,集合一体化闸门系统、辅助测量和控制系统、数据通讯和云服务,在互联网基础上延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于国内灌区,达成灌区的自动化控制与管理,是灌区信息化解决方案的基础。

 

由一体化闸门、农业环境感知设备、一体化管理平台,以及配套的无线通讯远程控制设备、精确流量控制设备、电脑PC端、手机APP等软硬件构成。整套系统实现了自动感知、自动上传、自动分析、自动管理等功能,是埃尔比特科技基于物联网技术与智慧农业管理的完美结合。

实现了灌区供水远程控制、闸门远程启闭、渠道/水池水情实时测报、用水量自动采集和图像实时监控等多项功能,达到了节约灌溉用水和科学、高效管理灌区的目的。

 

基于全流域水情水调测量控制综合管理系统由一体化智能闸门、流量在线测量设备、水位在线测量设备、土壤墒情测量设备、水情雨情在线测量设备、水泵阀门控制设备、控制管理系统等组成,完成一体化智能闸门的启闭、灌区流量在线测量控制、灌溉用水远程调控、各种现地数据测量与上传、用水情况的远程上传与分析管理等作用,实现灌区的智能化管理。

一体化闸门智能控制器系统由动力模块、智能控制模块、流量采集模块、闸位高度采集模块、太阳能供电模块和远程通信模块等主要部分组成。
◆ 动力模块采用高精度的专用电机,能根据控制要求准确定位,分辨率在毫米级。
◆ 智能控制模块是闸门的核心控制,采用稳定可靠的IoT 2000控制器进行运算,支持Modbus-RTU和Modbus TCP/IP等多种通讯协议。
◆ 流量采集模块采用高精度的水位计,实时采集渠道高度,根据公式计算出瞬时流量和累计流量,并上传给控制器和上位机,用户可以根据需要导出报表,方便记录。
◆ 闸门提升高度采集模块实时采集闸门提升高度,并在LED表和上位机上进行显示,上位机对闸门的提升次数和每次提升的高度给予记录,方便用户查询。
◆ 太阳能供电模块采用节能环保的太阳能板和20AH的储电池,节省电力投资成本。
◆ 无线传输模块采用无线通讯模块,减少投资成本,及时可靠地进行远程传输。

 

系统组成

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一体化闸门智能灌溉系统

       一体化闸门智能灌溉系统是专门为农业灌溉管理而设计,产品集用户管理、用水管理、闸门管理、无线数据传输于一体,实现灌溉智能控制。人工预付费管理系统和实时精确数据管理系统,能够无线传输灌溉用水信息至网络服务端。
       一体化闸门集精确的流量计量、高精度闸门控制、全太阳能驱动和无线通讯功能于一体。一体化闸门通过对瞬时流量和总流量的记录,提供精准的用水记录。 埃尔比特科技独特的射频矩阵流量技术可以精确的描绘流量箱内流体的状态,通过独有的流量技术将通过测水箱的过流水分为多层,然后通过射频矩阵技术单独计算每层过流水的流速,集成于水箱的超声波水位计会实时测算出过流水的水位高度,通过标准的测水箱截面积,精准的核算出每层过流水的流量,然后通过标准率定,精确的核算出过水总流量。
       一体化闸门流量计甚至可以在波动状态下精确的计量流量,通过对瞬时流量和累计流量的计量提供精准的用水记录。一体化板闸按照所设定的闸位或者按灌溉需求,通过改变闸门开度来自动控制流量。一体化智能控制闸门延长了渠首使用寿命,降低了人工操作带来的安全隐患。

 

系统特点

◆ 采用太阳能驱动和无线数据传输技术,无需敷设动力电缆和信号电缆;
◆ 手动操作和自动控制一体化,恶劣天气情况下也可进行闸门的启闭操作;
◆ 支持无线、有线遥控,实现灌区渠道通信灵活组网方案,支持明渠计量,精确计算过闸门流量,解决渠道末端控制问题;
◆ 启闭装置以及控制系统和水位计、闸位计等均在工厂整体制造集成,现场安装,控制精度高,安装便捷;
◆ 驱动功率小、能耗低,工作稳定可靠,免维护或简单维护;
◆ 闸门开度控制精度高,绝对误差<0.1mm;实验室流量测量精度<3%;
◆ 传动装置具备自锁功能;密封性好,渗漏少;防腐蚀,不生锈,寿命长;
◆ 具备远程控制、手机操作及故障报警功能,具备分水信息、数据自动上报功能。

 

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农业灌区流量在线测控系统

灌区流量在线测控是节约灌溉用水、提高灌溉质量和灌溉效率的有力措施,是实行计划用水和准确引水、输水和配水的重要手段。灌区量水虽然不是直接的节水措施,但它是灌区农业用水合理分配、采取高效节水措施的前提性工作,农业灌区量水工作的全面推广势在必行。
灌区流量在线测控是通过软、硬件产品的集成和信息采集、传输、处理、发布等多项技术的综合运用,构建一套面向农业灌区取用水量的自动监测、预警及信息发布系统。
系统能形象、直观地为管理部门提供灌渠实时流量查询、报表管理等服务,确保管理人员迅速、及时、准确地掌握灌渠的流量、雨量信息,为农田水利管理工作提供有效支撑,提升农田水利信息化水平。

系统主要由监测现场、通信网络和监测中心三部分组成。
1、监测现场
    典型渠道流量监测站主要由数据采集终端(RTU)、水位/流量检测设备、雨量检测设备、供电设备及避雷设备等组成。
2、通信网络
    利用GPRS/GSM/CDMA/4G/5G/光纤等网络将现场数据信息实时发送给监测中心。
3、监测中心
    灌溉渠道流量监测系统软件将监测结果以直观的方式在WEB端、移动端进行展示,供用户实时了解水位、流量等信息,并可对历史数据进行查询、统计、分析。

 

 

系统组成

3

农业灌区用水远程调控系统

农业灌区用水远程调控系统是基于埃尔比特物联网通用平台和云计算技术,结合自动控制技术和专家系统技术、传感器技术、网络技术、无线通信技术、软件技术等于一体的智能化远程节水灌溉控制和管理系统。通过物联网平台特有的多因子智能控制规则引擎,利用智能控制和人工智能技术,对远程闸门等灌溉设备进行智能控制,实现灌区用水的远程控制,提高水资源的利用率。
使用农业灌区用水远程调控系统,不但能更有效地利用水资源、提高产量,还能够提高自动化生产效率,降低人力成本和管理成本,显著提高效益。

系统特点

◆基于埃尔比特科技成熟的物联网通用平台和云计算应用平台构建,系统运行稳定可靠,性能卓越。
◆智能手机客户端APP和微信公众服务号接口模块,可以随时随地远程监控农业环境并远程控制相关灌溉设备。
◆可以根据不同作物在不同生长阶段的用水需求,建立控制模板,不需人工干预,由系统实现全自动控制。
◆系统可自动根据采集到的环境数据进行智能分析,灵活地控制灌溉设备。
◆支持定时任务, 可以以天、周、月为循环周期,按照时间段设定灌溉设备的开启和关闭。

 

系统组成

控制中心

 

控制中心设置在灌区管理中心,对其所管辖的灌区制定灌溉计划,并将计划实时下发到区域控制器执行,同时具备即时控制的功能。其重要功能是根据采集数据制定合理的灌溉计划、数据分析、检测系统运行情况及告警等,达到远程调控用水户的用水量。

区域控制器

区域控制器通过GPRS/4G/5G/有线光纤方式与监控中心通讯,通过数传无线或modbus有线方式与闸门控制器通讯。

闸门现场控制器

闸门现场控制器根据区域控制器下发的命令执行闸门的开启和关闭。具备压力、开度监测、充放电控制、上位机指解释执行、采集数据的上报及存储、有线或无线通讯等功能。控制器可监测水泵情况、水位、管道压力、供水流量和电量等参数,并可控制引渠进水闸门、水泵、过滤器冲洗等。同时具有欠压、缺相、超额灌溉或非计划用水等故障监测报警功能。

监控中心

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