作为一名灌区智慧化改造项目的现场管理员,我时常被问及:什统一物联网系统,又是如何运作的?今天,就让我带大家走进这个看似高大上,实则贴近农村生产生活的智能管控世界。

智能建设缘起
大家都知道,农业用水是一个永恒的话题。我们所在的这片富饶的土地,曾几何时也遭受过严重的缺水之苦。那时渠道防渗能力差,漏损加上蒸发浪费,引水效率仅25%出头;水闸操作全靠人力,管控延迟又降低了灌溉精度。。。总之,浪费现象比比皆是。

直到有一天,当地政府决定在此推行”互联网+现代农业”的智慧农业发展战略,并引入了我们这家高科技公司的先进物联网综合管理解决方案。就这样,一场大规模的智能化改造渐次拉开了序幕。

感知层:全方位感知农田生产环境
首先,我们在灌区内重点部位布设了大量传感设备,作为智能系统的”眼睛”和”耳朵”。

水渠两侧安装了超声波水位计,可实时监测水位情况;光电流量计则能精准计量流量数值;自动气象站会监测雨量、温湿度、日照等数据…这些前置设备会7×24小时不间断监测现场动态,为高效调度提供决策基础。

除了常规监测,我们还部署了大量先进设备。比如在泵站安装智能压力传感器,通过检测管路压力状况来判断堵塞情况。再比如,在入水渠头部分安装了水质分析仪,对电导率、浊度、pH值等多项目实时分析,及时发现水污染情况。

还有像无人机、Demo水深测量雷达等辅助设备,可对大面积农田的墒情、作物长势等进行精准检测,为农艺决策提供支持。

通过种种”嗅觉”数据的融合,我们对整个灌区的生产环境有了全方位的感知认识。

控制执行层:智能调度助力精细化作业
好了,现场生产数据已经通过物联网传输通道传回控制中心。接下来,我们将基于各项参数,开展智能分析与决策。

比如根据水位、流量、气象数据等,中心计算机可调节供水头部闸门开启大小。如遇干旱天气,系统会自动增加入水量,保证灌溉不间断;又如遇雨天,则会减少供水量防止浪费。这种自动化控制大大减轻了人工调度负担,提高了响应速度。

再比如,灌区内有几十个大小分区,分区水闸都已实现程控自动化。控制系统会根据实时水量、面积等数据,合理分配各分区的供水定额,做到同水同流,杜绝分水不均。

另外,在排水系统里,我们也部署了智能液位计和启动装置,可根据排水沟水位自动控制启闭排水泵,防止内涝积水。

与此同时,喷灌系统也实现了自动化,通过压力反馈和环境传感数据,控制系统可对喷头、电磁阀等灌溉设备远程启闭,优化喷灌策略,减少浪费。

基于上述智能控制手段,我们对灌区的水资源调配达到了前所未有的精细化和高效化水平。

远程监控层:现场沟通不间断
那么,如此复杂的智能控制系统是如何远程实时监控和管理的呢?

首先,各种现场传感设备会通过就地无线网关连入互联网。比如桥机箱内会集成工业级无线路由器,通过4G/5G等高速率公网实现现场与控制中心的数据传输。

作为管理员,我可在中心大屏幕和GIS平台上,实时监视现场的全部运行数据。一旦发现异常,能及时指派维修人员前往处理。比如现场视频监控发现渠头有漏水情况,我就会立即安排抢修。

中心平台还实现了全部设备的状态监测和故障报警。一旦发现现场网关掉线或电源故障等情况,会自动
报警提醒。类似的,智能分析系统会对现场传感数据异常波动进行监测,比如检测到剧烈压力变化则判定为管道
堵塞,随即告警。

之所以能如此及时监控全局动态,离不开物联网通信网络提供的高速率、低延时、高可靠等关键技术支撑。比如5G路由器就能提供Gbps级别的大带宽,确保视频等多媒体数据流畅传输。

对于偏远无网络信号覆盖区域,我们也配置了无线组网功能,通过组网路由实现就近中继和组网,逐步扩大覆盖范围。必要时,还可启用卫星通信等手段进行远距离数据传输。

另外一个优势在于平台端的管理能力。现场设备分布广,数量庞大,传统人工管理已无法满足需求。好在我们采用了云端统一管理方案,所有设备都对接到统一的云管理平台。

通过平台,我们能对全部设备实现一站式批量管理,无需一一逐个操作。比如,发现某型号设备存在漏洞,我们只需在平台端一键下发固件包,全部设备就会自动升级修复。

远程管理不只是软件升级那么简单。我们还能通过平台实现远程配置和策略下发。比如临时需要对某分区实施节水限量措施,我们随时可从平台端一键修改相关策略参数,现场设备会实时执行更新规则。

除此之外,流量统计、权限控制、日志审计等众多辅助功能,都让智慧灌区管理事半功倍,远离了以往那种重复低效的工作模式。

通过系统建设,我们成功打造了集”感知、决策、控制、监控”于一体的灌区管理综合体系。这种以物联网为纽带、以智能化为核心的管控模式,不只节约了人力成本,更重要的是解决了长期困扰行业的诸多难题。

比如渠系防渗、水量调配、作业效率等问题在新系统的支持下迎刃而解。数字化的优势不只体现在管控效率和精准度的提高,更为我们带来了一份对未来的憧憬和想象。

未来,基于大数据分析和AI技术,灌区系统的决策能力将不断提高。通过各种场景数据的累积和机器学习,系统将能实时制定出最优的调度方案,进一步降低浪费和消耗。

而自动驾驶、机器视觉等前沿技术的渗透,也将使我们的现场作业车辆和自动巡检设备,拥有远程遥控或全自动化能力。届时,我们的工作将全面向自动化和智能化演进,管理成本将进一步降低。