一種基于物聯網的農業灌溉系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業灌溉系統，特別指將射頻技術和RTU無線傳輸物聯網技術應用于物聯網的農業灌溉系統。
【背景技術】
[0002]在我國西部地區，尤其是內蒙古地區已經實現大面積土地承包種植，并且大部分農田完成膜下滴灌改造工程。但此類灌溉設備均分布在距離相對較遠的種植區，分布區域不僅廣而且較為零散。長期以來，農業灌溉一直處于人工管理階段，這種管理方式費時費力，顯然已經不能滿足大生產模式的要求。又由于農戶到灌溉設備地點受地形、天氣、交通等復雜的環境狀況影響，不能及時進行農業灌溉作業，灌溉作業時盡管配備大量的人員進行巡井，但不能在定量上及時了解灌溉情況以及灌溉設備的運行情況。
[0003]目前一些用于農業灌溉的自動化系統，多采用數傳電臺、無線通信組網，這一方式不僅運行成本高，可擴展性差，僅實現了對灌溉設備的遠程監控，但在遠程管理上還存在很多不足，特別是對于灌溉設備分散的狀況，如:無法根據現場灌溉設備是否運行進行設備啟停遠程調度，無法根據現場情況進行灌溉設備維護以及故障診斷，由于存在多塊農田一井多用的狀態，現有灌溉系統不能解決現場與遠程協調調度問題。本發明一種基于物聯網的農業灌溉系統可以根據農戶要求結合現場實現水井栗的現場刷卡啟停和遠程無線啟停以及水井栗現場信息管理，該系統分布于所監控的農業灌溉區域每一個灌溉設備點，實現農業灌溉的集中化遠程管理調度，節省農戶務農時間，提高農業生產效率。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種基于物聯網的農業灌溉系統，這種灌溉系統可解決灌溉現場實現水井栗的現場刷卡啟停和遠程無線啟停以及水井栗現場信息管理的問題。
[0005]為解決存在的技術問題，本發明采用的技術方案為:一種基于物聯網的農業灌溉系統，包括不少于I個測控終端及上位機，所述的測控終端安裝在水井栗現場，用于測控水井栗，所述的上位機通過上位機軟件遠程控制測控終端，所述的測控終端包括空氣開關、智能電表、刷卡控制接觸器、RTU、遠程控制接觸器及水栗安全保護裝置，所述的空氣開關輸入端與電源進線端相連，空氣開關輸出端分別與智能電表和遠程控制接觸器相連；所述的智能電表與刷卡控制接觸器連接，刷卡控制接觸器與水栗安全保護裝置連接，水栗安全保護裝置與水栗電機連接，刷卡控制接觸器收到智能電表刷卡信號后吸合或斷開，使水栗電機啟動或停止，以開啟或停止水井栗；所述的遠程控制接觸器與水栗安全保護裝置，水栗安全保護裝置與水栗電機連接，遠程控制接觸器與RTU連接，RTU接收上位機軟件的操作信號后通過遠程控制接觸器的吸合或斷開，使水栗電機啟動或停止，以開啟或停止水井栗。
[0006]—般遠程或現場操作人員可根據水井栗的工作情況，進行啟停水井栗，但是為了防止刷卡控制接觸器與遠程控制接觸器同時勿動作的情況發生，所述的刷卡控制接觸器與遠程控制接觸器分別與智能電表與RTU所控制的中間繼電器相連，中間繼電器之間以及刷卡控制接觸器與遠程控制接觸器之間分別進行電氣互鎖。
[0007]一般，水栗安全保護裝置可以選擇熔斷器，熱繼電器，電流互感器、電壓互感器、補償電容中的一種、幾種組合或全部。熔斷器串接在電路中，它在電路中出現過電流、過電壓或過熱等異常現象時，會立即熔斷而起到保護作用；熱繼電器的作用是電動機過負荷時自動切斷電源，熱繼電器的開關狀態產生的開關量信號通過RTU傳送給上位機的上位機軟件以進行監控，通過熱繼電器的開關量狀態決定是否遠程啟停水井栗；電流互感器與電壓互感器產生的電參量模擬量信號通過RTU將實時電參量遠傳到上位機軟件進行監控，診斷水井栗是否正常運行；補償電容是利用電容的容抗來補償電感負載的感抗，減少無功電流，達到節能的效果。
[0008]優選地，所述的水井栗的出水口還可以安裝有壓力表，壓力表產生的壓力模擬量信號通過RTU將水井栗的出水口實時壓力傳送給上位機的上位機軟件，通過上位機軟件設置閾值，超過設定閾值后提醒進行排沙作業；所述的水井栗的出水口還可以安裝有流量傳感器，流量傳感器實時測定水井栗出水流量，產生的流量模擬量信號通過RTU傳送給上位機的上位機軟件，實時監測水井栗運行狀態。
[0009]優選地，所述的刷卡控制接觸器與遠程控制接觸器的開關狀態產生的開關量信號還可以通過RTU傳送給上位機的上位機軟件以進行監控，通過開關量狀態決定是否遠程啟停水井栗。
[0010]優選地，所述的智能電表還可以將水井栗運行時的用電量信息通過RTU傳送給上位機軟件，作為記錄開啟水井栗的用電計費依據。
[0011]優選地，所述的智能電表使用射頻卡，采用一表多卡與一卡多表的應用模式，方便不同農戶用同一水井栗或是同一農戶用不同水井栗。
[0012]—般，所述的上位機軟件包括域名解析軟件以及組態軟件，域名解析軟件將測控終端指向同一個上位機的IP地址，組態軟件實現數據顯示與遠程控制操作。
[0013]本農業灌溉系統，可以根據農戶要求結合現場實現水井栗的現場刷卡啟停和遠程無線啟停以及水井栗現場信息管理，一般，RTU與上位機軟件可通過有線/無線方式將采集的數據和控制命令進行傳送，本發明的RTU利用GPRS網絡與上位機軟件進行數據和控制命令的傳送。即每個測控終端將采集到的信息通過GPRS網絡遠傳到上位機軟件，也通過GPRS網絡將上位機軟件發出的操作指令進行水井栗現場執行水井栗啟停。
[0014]上述基于物聯網的農業灌溉系統的測控終端1，測控終端2，…，測控終端η分布于所監控的農業灌溉區域每一個灌溉設備點，實現農業灌溉的集中化遠程管理調度，節省農戶務農時間，提高農業生產效率。本系統可以根據農戶需求進行水井栗現場刷卡控制啟停與遠程上位機軟件操作水井栗啟停:農戶空閑時可以自己到灌溉區在智能電表上刷射頻卡3控制水井栗啟停進行灌溉；農戶繁忙時可以通過放置在總調度室的上位機軟件由專業人員查詢其所要開啟的水井栗的運行狀態，若該水井栗處于停止狀態，則由上位機軟件進行遠程開啟，并實時監控其運行狀態，若該水井栗處于運行狀態，則待其停止運行后進行遠程操作。
[0015]本發明的一種基于物聯網的農業灌溉系統優點在于:
[0016]1.由于射頻卡系統采取電費預交，解決了農村電費收費難的問題。對于村集體來說，收繳電費省時省力、公平透明、拖欠電費的問題得到了解決。
[0017]2.應用射頻卡系統，農民十分注意控制灌溉時間，灌溉時間較以前會大大縮短，即使在用水的高峰期澆地難的問題也基本解決了，因此發生的糾紛也明顯減少。
[0018]3.實現智能調度，通過調度室能夠清晰分辨每一個水井栗的啟停狀態、且能夠看出是現場刷卡還是遠程啟停，讓村民足不出戶就能看到自己將要用到的水井栗的啟停情況，節省務農時間，提高生產效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為一種基于物聯網的農業灌溉系統示意圖，圖中，I為測控終端1、測控終端2…測控終端η中任意一個，11為上位機軟件；
[0020]其中，測控終端1、測控終端2…測控終端η都是功能相同的測控終端，測控終端后的數字1、2…η，只是序數，表示有不少于I個測控終端；
[0021]圖2為一種基于物聯網的農業灌溉管理系統結構示意圖，圖中，2為空氣開關(簡稱空開)、3為射頻卡、4為智能電表、5為刷卡控制接觸器、6為RTU (遠程終端單元或遠程終端控制系統)、7為遠程控制接觸器、8為模擬量信號、9為開關量信號、10為水栗安全保護裝置、11為上位機、12為水栗電機。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本發明的進行詳述，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023]如附圖1所示，一種基于物聯網的農業灌溉系統，由多個連接水井栗的測控終端及上位機11組成，所述的測控終端I，測控終端2…測控終端η為安裝在每一個水井栗現場的測控終端，該測控終端一端與電源進線端相連，另一端與水井栗的水栗電機12相連。每個測控終端將采集到的信息通過GPRS網絡遠傳給上位機11的上位機軟件，也通過GPRS網絡將上位機軟件發出的操作指令傳送給測控終端進行水井栗現場執行水井栗啟停。
[0024]如附圖2所示，測控終端包括