灌溉机井远程控制.doc

灌溉机井遥控项目建议书

灌溉机井远程控制

项
目
建
议
书

上海远恒信息技术有限公司
中国移动新疆分公司
2008年5月18日

项 目 名 称：灌溉机井远程控制示范与推广
项目建设单位：
项目承建单位：上海远恒信息技术有限公司
中国移动新疆分公司
项目建设时期：

一、项目总论

新疆是世界上离海洋最远的地区，总体来说水资源严重缺乏，荒漠化特征明显，因而发展节水灌溉技术是新疆发展农业生产的必然选择。本项目有利于农业信息技术及智能农业的建设和示范。在现有灌溉农业的基础上通过信息化平台和智能化系统把节水灌溉和机井的远程控制技术相配套，可以实现大面积的自动化灌溉控制。
本项目区灌溉面积已达XXX万亩以上，用于灌溉的机井超过XXX眼，但控制方式多采用人工开闭机井进行灌溉；这种灌溉方式，费时费力、劳动强度大、管理不科学、难以杜绝人情水、设备故障率也较高。
基于中国移动无线通信GSM/GPRS网络的农田灌溉机井遥控系统，由GSM机井控制器、计算机网络、GIS电子地图和GSM通信接口组成，可实现一点到多点的远程无线双向数据通信和控制。由上海远恒信息技术有限公司自主研发的GSM机井控制器可以实现机井运行参数的实时监测与远程无线自动控制灌溉等功能，具有投资少、设备一体化、维护方便等优点。
本项目主要进行：
1、 基于中国移动GSM/GPRS无线通讯网的点对点数据采集和控制。
2、 基于互联网和地理信息系统的机井集中监视、控制和管理平台。
二、目的意义及必要性分析

2.1 项目在促进农业信息化中的地位和作用
2l世纪是社会高度信息化和知识经济的时代。积极发展农业信息技术是我国农业迎接知识经济挑战和推动新的农业科技革命的重大举措。农业信息化是农业现代化的重要内容和标志，农业信息技术在农业现代化发展进程中将起到举足轻重的作用。XXX镇是本地区重要的农业生产基地。但农业机械化水平、科技含量、资源利用率、劳动生产率和整体效益远远低于先进国家，加上农业生产中存在着集约化水平不高、资源浪费和不合理投入等问题，制约了农业的持续发展。随着我国农业新技术革命的兴起，农业信息化的应用和快速发展，积极推进农业信息化建设，促进传统农业向现代农业方向转变，己势在必行。
2.2 符合农业信息化发展的需要
全面构建信息化农业、智能化农业、精准农业是提高我国农业国际竞争力的关键，必须充分认识到信息化在农业竞争中的重要作用，探索出一条适合我国国情和新时期农业发展的现代农业信息化路子，为增强农业竞争力创造必要的支撑条件。从我国整体农业生产规模和技术条件上看，当前农业基础还不稳固、工业化尚处于中期阶段，本项目的提出符合我国农业发展的需要，并且项目实施后对乌鲁木齐市乃至全新疆的农业的发展具有示范和推动作用。
2.3是向精准农业和可持续农业方向发展的必然选择
通过高新技术提升传统农业向现代农业，从粗放经营向集约化经营过渡的有效途径之一，也是推动农业技术创新的重要驱动力。利用信息数控管理技术在项目区农业推广农业用水高效利用，有着充分的理论基础和实施条件。通过本项目的实施，对降低成本、提高产量、改善品质有积极作用。
2.4是提高资源利用率，实现农业可持续发展的需要
项目区位于沙漠边缘地区，属典型的温带干旱荒漠性地区，降水稀少，而蒸发极高。极为紧缺的水资源严重制约了项目区农业的持续发展。随着先进的节水灌溉技术大面积推广，可为项目区农业持续发展提供必要的支持。
XXX镇农业生产规模优势明显，耕地平整连片，管理集约化强，适宜实施农业信息数控技术，通过自动化数控滴灌项目的实施，以点带面的示范作用，使米东区的农业资源优势转化为区域经济优势，促进农业可持续发展。

由于中国移动GSM/GPRS网络在全国范围内实现了联网和漫游，用户无需另外组网，在极大的网络覆盖范围内为用户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势。
鉴于以上情况，继承优点，解决好关键技术难题，做好系统服务与维护工作是取得成功的关键。经过大量仔细考察，上海远恒信息技术有限公司自主研发的“农田灌溉智能自动化系统”实现了灌溉机井的实时监测与远程自动控制功能，为项目建设搭好了基础平台。
三、项目技术路线及主要示范内容
3. 1 技术路线
项目总体技术路线是：农田灌溉自动化的核心问题是以廉价的方式解决大范围分散点的数据通讯问题。由于现代通讯技术的飞速发展，使我们可以采用的通讯方式越来越多，特别是近年来中国移动通讯网络几乎覆盖了全部的农田。因此我们采用基于中国移动GSM/GPRS服务的通讯方式作为农业信息传输的基础网络，充分利用它覆盖范围广、通讯成本不随通讯距离的增加而增加的特点。在解决了通讯问题之后，我们就可以通过这一纯无线的通讯网络实现机井的启停控制。
3. 2 主要示范技术内容
从本项目的技术特点方面来说，本项目是将通讯技术、测控技术、和软件开发技术有机地结合在一起，满足农业信息化的需求。本项目的技术具有前瞻性和创新性，示范推广的意义较大，具体表现在以下几个方面：
1、本系统采用中国移动GSM/GPRS 移动电话网络作为田间灌溉机井的控制器与中央监控站的通讯网络，这种无线通讯相结合的通讯方式与其他通讯方式相比具有很多优。
2、互联网操作：本系统具有互联网接入功能，有权限系统操作人员可以在世界的任何地方通过INTERNET来操作整个灌溉自动化控制系统或查阅相关的灌溉数据。这是最古老的农业生产与最现代的互联网技术的完美结合。
四、系统功能
4．1 手动遥控功能
允许通过中央监控站或授权的手机直接远程操作进行机井的启停控制。
4．2 手动就地灌溉功能
每一个远程控制箱都带有就地的手动开关，在远程控制出现问题的时候可以实现就地控制，以确保灌溉自动化系统故障而无法操作。
4．3 多级监控和数据传输共享功能
每个机井控制站和中央监控站可以通过GSM/GPRS 移动电话网实现与中央监控站的数据通讯，从而实现对所有机井遥控和遥测，各级管理者通过授权管理相应区域的机井。
4．4 基于地理信息系统的大范围灌溉管理与控制

全疆监视界面

XXX镇监视界面

XXX村监视界面

单井监视界面 灌溉控制器照片

4．5 运行数据统计功能
系统自动记录每口机井总共开启时间、用电量和出水量，再根据每个农户开启的时间计算出每个农户以月或周为单位的累积灌水时间、灌水量或电度数。
4．6具有运行状态反馈功能：
系统以实际水泵的运行为反馈目标，不论手动或自动开启都能及时发现，从而及时发现设备故障和私自开泵。
4．7 机井防盗功能
系统设有防盗装置，如果有人非法开启机井控制箱或者机井控制箱体受到剧烈冲击或倾斜，系统就会自动发出报警短信到中央监控站和管理人员的手机上。
4．8 变压器防盗功能
系统设有变压器防盗装置，如果有人切断变压器的电源系统就会在极短的时间内自动发出报警短信到中央监控站和管理人员的手机上。
4．9 设备故障报警和保护
系统自动监视各主要设备的运行状态，一旦发现故障会自动发出报警信息指出故障位置和故障类型，同时系统还会自动停止运行保证设备安全。
4．10 空抽保护和报警
系统自动监视水泵的运行状态，一旦发现空抽会自动发出报警信息，同时系统还会自动停机。
4．11 开停时间预约管理：
根据地下水开采计划和用户申请做出水量分配计划、并执行开停计划、还可以短信方式提前通知相关人员
五、 系统特点
5．1全无线控制方案
本系统所采用中国移动无线通信网络。实现了机井控制器与监控中心的全无线通讯。
5．2互联网操作
本系统具有互联网接入功能，有权限系统操作人员可以在世界的任何地方通过INTERNET来操作整个灌溉自动化控制系统或查阅相关的灌溉数据。这是最古老的农业生产与最现代的互联网技术的完美结合。
5．3 管理功能强大
由于中央监控站采用了与INTERNET 相连接的计算机机作为上位管理机，可以进行大量的数据处理，分析和存贮工作，使系统管理能力很强。
5．4 手动/自动双路操作
本系统所有电磁阀都保留了手动操作的可能性，确保不会因为自动化系统故障而影响灌溉。
5．5 系统拓展功能
可根据用户需求，更改或增加系统的功能与实际应用。最大程度满足用户要求，体现用户特点。
5．6 实现统一控制平台
为贯彻落实国家有关农业数字化、信息化的相关指示，将多个地块机井控制系统集成在统一的通讯平台上，我公司的中央监控站在设计阶段就考虑到了多层次部署需求，根据中央监控站设置的地点及使用人员的职权，可以查看下级监控站的数据，为各级领导的科学决策提供了依据。
六、利用中国移动GSM/GPRS网进行灌溉控制的优势
n 覆盖范围广
中国移动GSM/GPRS无线网面向广大用户，其覆盖范围非常大，也不容易受到阻挡。这就为我们的应用打下了坚实的基础。
n 通讯成本与距离无关
利用中国移动GSM/GPRS网络进行通讯与其他通讯方式相比最明显的特点是不会随着通讯距离的延长而增加通讯成本。
n 节约建设费用
建设中无需采购昂贵的数传电台或电缆及其附属设备，还可节约天线架设和电缆敷设的费用，为用户节约工程投资。
n 节约维护费用
使用中网络由专业的维护人员提供服务，无需用户对网络传输设备进行维护，减少了维护人员和费用。
n 方便实施
在实施过程中用户只需对网络终端设备进行安装和调试，大大减少了工程量，对加快工程进度大有好处。
n 设备功耗小
平均功耗小于0.1W,这对设备功耗要求较高的场合是极其重要的指标。
n 通讯不影响环境也不受环境变化的影响
采用中国移动GSM/GPRS 网络不需要架设天线、敷设电缆不会对环境造成影响。同时也不会因为城镇化建设影响通讯质量。
n 高度可靠
公用中国移动GSM/GPRS无线网因面向广大用户而且技术非常成熟因此系统可靠性很高，是一般用户建立的专用网络不可比拟的。
n 监控点可自由设置
该方案扩展极为方便，用户只需为每一个扩展点购买一个GSM手机卡即可；也不会遇到其他方案经常遇到的新的站点无法实现通讯的问题。
n 方便实现站间通讯
各站不仅可以与中央监控站进行通讯，而且各站间也可以相互发送信息，实现多元化通讯。例如在本地设备启动前查询与之相关的设备状态实现连锁控制，进一步提高了系统的安全性和可靠性。
n 可向管理人员发送信息
根据需要系统可以通过中国移动GSM/GPRS网络将现场工况数据和报警信息及时发送到管理和维护人员的手机上。还可以根据不同的报警信息向不同的部门发出不同的信息。
七、系统配置和功能
7.1系统功能描述

序号
项目名称
功能简述
1
水井远程控制器
通过授权手机遥控开启和关闭机井。
3
电气设备与改造
为实现遥控而必须的电气设备
4
三相电源检测
对进入控制柜的三相电源进行检测
5
出水状态检测
对水泵出口是否有水流进行检测
6
变压器防盗报警
对供电变压器的状态进行检测从而判断是否被盗或损坏
7
柜门开闭检测和报警
对控制柜门是否开启进行检测并发出报警信息
8
控制柜倾斜检测和报警
对控制柜是否倾斜进行检测并发出报警信息
9
就地报警器
就地进行警音报警，对盗窃者进行警示
10
流量检测
对本机井流出的水量进行检测
11
电流检测
对水泵工作电流进行检测
12
电压检测
对水泵工作电压进行检测
13
电度自动抄表远传
对水泵的电能计量表计进行读取
14
技术服务：公司内维修
用户将故障产品发回公司，24小时内修复或更换
15
上门系统服务
接通知后24小时内到达对系统进行诊断并排除本公司产品故障
16
远程集中监控
通过互联网集中监控每一眼机井的工作状况，并进行遥控开关
17
开闭时间预约管理
根据申请做出水量分配计划、并以短信方式提前通知相关农户
18
分户数据统计
以月或周为单位统计每户的累积灌水时间、灌水量或电度数

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