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灌区流量监测系统及方案:现代农业水资源管理的智慧之选

发布日期:2024-06-27
信息摘要:
高效的农业灌溉管理成为了确保粮食安全和可持续发展的关键。我们开发的智能灌区流量监测系统,通过整合先进的物联网技术和精密的测量设备,为灌区管理部门提供了一套全面、精确、实时的水资源……

高效的农业灌溉管理成为了确保粮食安全和可持续发展的关键。我们开发的智能灌区流量监测系统,通过整合先进的物联网技术和精密的测量设备,为灌区管理部门提供了一套全面、精确、实时的水资源监测解决方案。这套系统不仅能够优化水资源分配,还能大幅提高灌溉效率,为现代农业的可持续发展做出重要贡献。

灌区流量监测系统及方案:现代农业水资源管理的智慧之选

系统概述:

我们的智能灌区流量监测系统主要包括以下组成部分:

  1. 数据采集设备:SeRTU100智能遥测终端机、雷达式水位计、电磁流量计
  2. 数据传输网络:基于4G LTE的无线通信网络
  3. 中央数据处理平台:云端数据存储、分析和可视化系统
  4. 灌溉管理决策支持系统:基于实时数据和历史趋势的智能决策辅助工具

硬件设备详解:

  1. SeRTU100智能遥测终端机

灌区流量监测系统及方案:现代农业水资源管理的智慧之选

SeRTU100作为系统的核心数据采集和传输设备,在灌区流量监测中发挥着关键作用:

  • 多接口支持:1个RS232和1个RS485接口,可同时连接水位计和流量计
  • 低功耗设计:静态值守电流<2mA@12VDC,适合长期野外部署
  • 4G全网通:确保数据实时可靠传输,覆盖广阔的灌区范围
  • 坚固耐用:金属外壳,工作温度-35~75℃,适应各种气候条件
  • 智能管理:支持远程配置和固件升级,减少现场维护需求
  • 本地处理能力:支持数据预处理和异常检测,提高系统响应速度
  1. 雷达式水位计

雷达式水位计

在灌区的主要渠道和蓄水设施中,雷达式水位计用于精确测量水位变化:

  • 非接触式测量:避免了传统浮子式水位计的机械磨损问题
  • 高精度:测量误差可控制在±2mm以内,满足灌溉精细化管理需求
  • 宽量程:0.5m到70m的测量范围,适应不同规模的水利设施
  • 抗干扰能力强:不受水面波动、杂质等因素影响,保证测量稳定性
  • 易于安装维护:可灵活安装在桥梁或专用支架上,几乎无需日常维护
  1. 电磁流量计

用于测量灌溉渠道和管道中的水流量,是水资源精确分配的关键设备:

  • 高精度:测量误差通常小于±0.5%,确保水资源分配的公平性
  • 无移动部件:降低了维护需求,提高了长期可靠性
  • 双向测量:可测量正向和反向流量,适应复杂的灌溉系统
  • 口径范围广:可覆盖从小型支渠到大型主干渠的各种尺寸需求
  • 防水设计:IP68防护等级,适合长期浸没使用

系统部署方案:

  1. 监测点选择
  • 主干渠监测:在主要分水口和关键节点安装流量计和水位计
  • 支渠监测:根据灌区规模和复杂程度,选择重要支渠安装监测设备
  • 蓄水设施:在水库、塘坝等蓄水设施安装水位计
  • 田间监测:选择典型灌溉单元安装小型流量计,实现精细化管理
  1. 设备安装
  • 水位计安装:选择稳定结构(如渠桥)安装雷达水位计,确保垂直于水面
  • 流量计安装:根据渠道特性选择合适口径的电磁流量计,注意安装位置的直管段要求
  • SeRTU100安装:采用防水箱体安装,确保防水防尘,可根据需要配置太阳能供电系统
  1. 供电方案
  • 主要供电:优先使用市电,确保稳定供电
  • 太阳能供电:在电网覆盖不足的区域,采用太阳能板+蓄电池方案
  • 备用电源:配置12V蓄电池,确保断电情况下系统持续工作
  • 低功耗管理:利用SeRTU100的低功耗特性,延长电池使用时间
  1. 数据传输
  • 主要通道:利用SeRTU100内置的4G LTE模块进行实时数据传输
  • 备用方案:在信号覆盖薄弱区域,考虑使用卫星通信或搭建专用无线网络
  1. 系统集成
  • 数据采集:SeRTU100通过RS485接口连接水位计和流量计
  • 本地处理:利用SeRTU100的边缘计算能力进行数据预处理和异常检测
  • 数据上传:根据设定的时间间隔或触发条件将数据上传至云平台

软件平台功能:

  1. 实时监测
    • 流量可视化:以图表形式实时展示各监测点的流量数据
    • 水位监控:直观显示主要渠道和蓄水设施的水位变化
    • GIS集成:在地图上展示监测点分布和实时数据
  2. 数据分析
    • 历史趋势分析:分析不同时期、不同区域的用水模式
    • 用水效率评估:计算和展示各灌区、作物的用水效率指标
    • 异常检测:自动识别异常用水行为或设备故障
  3. 灌溉调度
    • 智能调度建议:基于作物需水量、天气预报和水资源状况,提供优化的灌溉调度方案
    • 远程控制:支持远程操控闸门和泵站(需配合相应执行设备)
    • 配水计划制定:辅助制定科学合理的水资源分配计划
  4. 预警系统
    • 水资源预警:当水资源低于警戒线时及时预警
    • 渠道溢流预警:检测到异常高水位时发出预警
    • 设备故障预警:监测设备异常时快速报警,保障系统可靠性
  5. 报表和决策支持
    • 自动报表生成:定期生成用水报告,支持多种格式导出
    • 水资源账户:建立水资源使用台账,实现精细化管理
    • 决策辅助:提供水资源配置建议,支持科学决策
  6. 系统管理
    • 用户权限管理:细粒度的权限控制,确保数据安全
    • 设备远程管理:支持对SeRTU100等设备进行远程配置和固件升级
    • 系统集成接口:提供标准化API,便于与其他农业信息化系统集成

系统优势:

  1. 精确测量:通过高精度的水位计和流量计,实现水资源使用的精确量化
  2. 实时监控:利用4G网络实现数据实时传输,为及时决策提供支持
  3. 智能分析:结合边缘计算和云平台分析,提供深入的数据洞察
  4. 节水增效:通过精细化管理和智能调度,显著提高水资源利用效率
  5. 降低成本:远程监控和管理减少了人力需求,降低运营成本
  6. 可靠耐用:采用工业级硬件,确保在恶劣环境下长期稳定运行
  7. 可扩展性:标准化设计便于未来系统扩展和功能升级
  8. 综合集成:可与气象、农业物联网等系统集成,实现更全面的智慧农业管理

实施建议:

  1. 分阶段实施:可先在典型灌区进行试点,累积经验后再全面推广
  2. 用户培训:对灌区管理人员和农户代表进行系统使用培训,提高系统利用率
  3. 持续优化:根据实际使用情况,不断优化调度算法和决策支持模型
  4. 农户参与:鼓励农户通过移动APP参与用水管理,提高水资源管理的社会参与度
  5. 数据共享:在保护隐私的前提下,推动与农业、气象等部门的数据共享,支持更广泛的科研和决策需求

 

我们的智能灌区流量监测系统,通过整合SeRTU100智能遥测终端机、雷达式水位计和电磁流量计等先进设备,结合智能化的软件平台,为灌区水资源管理提供了一套全面、精确、实时的解决方案。这套系统不仅能够实现水资源使用的精确量化和实时监控,还能通过智能分析和决策支持功能,大幅提高灌溉效率,实现节水增产的目标。

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