一、項(xiàng)目總論

新疆是我國(guó)離海洋最遠(yuǎn)的地區(qū)，水資源嚴(yán)重缺乏、荒漠化特征明顯，且多采用人工開閉機(jī)井進(jìn)行灌溉。這種灌溉方式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、勞動(dòng)強(qiáng)度大、管理不科學(xué)、難以杜絕人情水、設(shè)備故障率也較高，因而發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)是新疆發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然選擇。本項(xiàng)目有利于農(nóng)業(yè)信息技術(shù)及智能農(nóng)業(yè)的建設(shè)和示范。在現(xiàn)有灌溉農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)信息化平臺(tái)和智能化系統(tǒng)將節(jié)水智能灌溉和機(jī)井的遠(yuǎn)程控制技術(shù)相配套，可以實(shí)現(xiàn)大面積的自動(dòng)化灌溉控制。

基于中國(guó)移動(dòng)無(wú)線通信GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田灌溉機(jī)井遙控系統(tǒng)，由GSM機(jī)井控制器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、GIS電子地圖和GSM通信接口組成，可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的遠(yuǎn)程無(wú)線雙向數(shù)據(jù)通信和控制。GSM機(jī)井控制器可以實(shí)現(xiàn)機(jī)井運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程無(wú)線自動(dòng)控制灌溉等功能，具有投資少、設(shè)備一體化、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

本項(xiàng)目主要進(jìn)行：

1.基于中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS無(wú)線通訊網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和控制。

2.基于互聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統(tǒng)的機(jī)井集中監(jiān)視、控制和管理平臺(tái)。

二、項(xiàng)目技術(shù)路線及主要示范內(nèi)容

（一） 技術(shù)路線

農(nóng)業(yè)智能灌溉核心問(wèn)題是如何以廉價(jià)的方式解決大范圍分散點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題。由于現(xiàn)代通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，我們可以采用的通訊方式越來(lái)越多，特別是近年來(lái)中國(guó)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋了全部的農(nóng)田。因此我們采用基于中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS服務(wù)的通訊方式作為農(nóng)業(yè)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，充分利用它覆蓋范圍廣、通訊成本不隨通訊距離的增加而增加的特點(diǎn)。在解決了通訊問(wèn)題之后，我們就可以通過(guò)這一純無(wú)線的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)井的啟停控制。

（二）主要示范技術(shù)內(nèi)容

從本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)方面來(lái)說(shuō)，本項(xiàng)目是將通訊技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、和軟件開發(fā)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，滿足農(nóng)業(yè)信息化的需求。本項(xiàng)目的技術(shù)具有前瞻性和創(chuàng)新性，示范推廣的意義較大，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.本系統(tǒng)采用中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS 移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)作為田間灌溉機(jī)井的控制器與中央監(jiān)控站的通訊網(wǎng)絡(luò)，這種無(wú)線通訊相結(jié)合的通訊方式與其他通訊方式相比具有很多優(yōu)點(diǎn)。

2.互聯(lián)網(wǎng)操作：本系統(tǒng)具有互聯(lián)網(wǎng)接入功能，有權(quán)限的系統(tǒng)操作人員可以在世界的任何地方通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)操作整個(gè)灌溉自動(dòng)化控制系統(tǒng)或查閱相關(guān)的灌溉數(shù)據(jù)。這是最古老的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與最現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完美結(jié)合。

三、系統(tǒng)功能

（一）手動(dòng)遙控功能

允許通過(guò)中央監(jiān)控站或授權(quán)的手機(jī)直接遠(yuǎn)程操作進(jìn)行機(jī)井的啟停控制。

（二）手動(dòng)就地灌溉功能

每一個(gè)遠(yuǎn)程控制箱都帶有就地的手動(dòng)開關(guān)，在遠(yuǎn)程控制出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)就地控制，以確保灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)故障而無(wú)法操作。

（三） 多級(jí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸共享功能

每個(gè)機(jī)井控制站和中央監(jiān)控站可以通過(guò)GSM/GPRS 移動(dòng)電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與中央監(jiān)控站的數(shù)據(jù)通訊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所有機(jī)井遙控和遙測(cè)，各級(jí)管理者通過(guò)授權(quán)管理相應(yīng)區(qū)域的機(jī)井。

（四）基于地理信息系統(tǒng)的大范圍灌溉管理與控制

全疆監(jiān)視界面

城鎮(zhèn)監(jiān)視界面

村莊監(jiān)視界面

單井監(jiān)視界面

（五）運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能

系統(tǒng)自動(dòng)記錄每口機(jī)井總共開啟時(shí)間、用電量和出水量，再根據(jù)每個(gè)農(nóng)戶開啟的時(shí)間計(jì)算出每個(gè)農(nóng)戶以月或周為單位的累積灌水時(shí)間、灌水量或電度數(shù)。

（六）具有運(yùn)行狀態(tài)反饋功能：

系統(tǒng)以實(shí)際水泵的運(yùn)行為反饋目標(biāo)，不論手動(dòng)或自動(dòng)開啟都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和私自開泵。

（七）機(jī)井防盜功能

系統(tǒng)設(shè)有防盜裝置，如有人非法開啟機(jī)井控制箱或者機(jī)井控制箱體受到劇烈沖擊或傾斜，系統(tǒng)均會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警短信到中央監(jiān)控站及管理人員的手機(jī)上。

（八）變壓器防盜功能

系統(tǒng)設(shè)有變壓器防盜裝置，如有人切斷變壓器的電源，系統(tǒng)將會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警短信到中央監(jiān)控站及管理人員的手機(jī)上。

（九）設(shè)備故障報(bào)警和保護(hù)

系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視各主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)故障會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息指出故障位置和故障類型，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行保證設(shè)備安全。

（十）空抽保護(hù)和報(bào)警

系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視水泵的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)空抽會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

（十一）開停時(shí)間預(yù)約管理：

根據(jù)地下水開采計(jì)劃和用戶申請(qǐng)做出水量分配計(jì)劃、并執(zhí)行開停計(jì)劃、還可以短信方式提前通知相關(guān)人員

四、 系統(tǒng)特點(diǎn)

（一）全無(wú)線控制方案

本系統(tǒng)所采用中國(guó)移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)了機(jī)井控制器與監(jiān)控中心的全無(wú)線通訊。

（二）互聯(lián)網(wǎng)操作

本系統(tǒng)具有互聯(lián)網(wǎng)接入功能，有權(quán)限系統(tǒng)操作人員可以在世界的任何地方通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)操作整個(gè)灌溉自動(dòng)化控制系統(tǒng)或查閱相關(guān)的灌溉數(shù)據(jù)。這是最古老的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與最現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完美結(jié)合。

（三）管理功能強(qiáng)大

由于中央監(jiān)控站采用了與互聯(lián)網(wǎng)相連接的計(jì)算機(jī)機(jī)作為上位管理機(jī)，故可以進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)處理，分析和存貯工作，使系統(tǒng)管理能力變強(qiáng)。

（四）手動(dòng)/自動(dòng)雙路操作

本系統(tǒng)所有電磁閥都保留了手動(dòng)操作的可能性，確保不會(huì)因?yàn)樽詣?dòng)化系統(tǒng)故障而影響灌溉。

（五）系統(tǒng)拓展功能

可根據(jù)用戶需求，更改或增加系統(tǒng)的功能與實(shí)際應(yīng)用。最大程度滿足用戶要求，體現(xiàn)用戶特點(diǎn)。

（六）實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制平臺(tái)

為貫徹落實(shí)國(guó)家有關(guān)農(nóng)業(yè)數(shù)字化、信息化的相關(guān)指示，將多個(gè)地塊機(jī)井控制系統(tǒng)集成在統(tǒng)一的通訊平臺(tái)上，我公司的中央監(jiān)控站在設(shè)計(jì)階段就考慮到了多層次部署需求，根據(jù)中央監(jiān)控站設(shè)置的地點(diǎn)及使用人員的職權(quán)，可以查看下級(jí)監(jiān)控站的數(shù)據(jù)，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)決策提供了依據(jù)。

五.利用中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS網(wǎng)進(jìn)行灌溉控制的優(yōu)勢(shì)

（一）覆蓋范圍廣

中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS無(wú)線網(wǎng)面向廣大用戶，其覆蓋范圍非常大，也不容易受到阻擋，這就為我們的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）通訊成本與距離無(wú)關(guān)

利用中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊與其他通訊方式相比最明顯的特點(diǎn)是不會(huì)隨著通訊距離的延長(zhǎng)而增加通訊成本。

（三）節(jié)約建設(shè)費(fèi)用

建設(shè)中無(wú)需采購(gòu)昂貴的數(shù)傳電臺(tái)或電纜及其附屬設(shè)備，還可節(jié)約天線架設(shè)和電纜鋪設(shè)的費(fèi)用，為用戶節(jié)約工程投資。

（四）節(jié)約維護(hù)費(fèi)用

使用中網(wǎng)絡(luò)由專業(yè)的維護(hù)人員提供服務(wù)，無(wú)需用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，減少了維護(hù)人員和費(fèi)用。

（五）方便實(shí)施

在實(shí)施過(guò)程中用戶只需對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備進(jìn)行安裝和調(diào)試，大大減少了工程量，對(duì)加快工程進(jìn)度大有好處。

（六）設(shè)備功耗小

平均功耗小于0.1W,這對(duì)設(shè)備功耗要求較高的場(chǎng)合是極其重要的指標(biāo)。

（七）通訊不影響環(huán)境也不受環(huán)境變化的影響

采用中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)，不需要架設(shè)天線、電纜，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。同時(shí)也不會(huì)因?yàn)槌擎?zhèn)化建設(shè)影響通訊質(zhì)量。

（八）高度可靠

公用中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS無(wú)線網(wǎng)因面向廣大用戶而且技術(shù)非常成熟因此系統(tǒng)可靠性很高，是一般用戶建立的專用網(wǎng)絡(luò)不可比擬的。

（九）監(jiān)控點(diǎn)可自由設(shè)置

該方案擴(kuò)展極為方便，用戶只需為每一個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)購(gòu)買一個(gè)GSM手機(jī)卡即可。也不會(huì)遇到其他方案經(jīng)常遇到的新的站點(diǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)通訊的問(wèn)題。

（十）方便實(shí)現(xiàn)站間通訊

各站不僅可以與中央監(jiān)控站進(jìn)行通訊，而且各站間也可以相互發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)多元化通訊。例如在本地設(shè)備啟動(dòng)前查詢與之相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)實(shí)現(xiàn)連鎖控制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（十一）可向管理人員發(fā)送信息

根據(jù)需要系統(tǒng)可以通過(guò)中國(guó)移動(dòng)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)工況數(shù)據(jù)和報(bào)警信息及時(shí)發(fā)送到管理和維護(hù)人員的手機(jī)上。還可以根據(jù)不同的報(bào)警信息向不同的部門發(fā)出不同的信息。

六、系統(tǒng)功能描述