貴州山區(qū)現(xiàn)代水利信息化及自動(dòng)化建設(shè)探索

周祿琴

貴州山區(qū)現(xiàn)代水利信息化及自動(dòng)化建設(shè)探索

周祿琴

（貴州省水文水資源局， 貴州 貴陽(yáng) 550002）

設(shè)計(jì)的水利自動(dòng)化與信息化實(shí)施方案擬形成適合園區(qū)的集采集監(jiān)測(cè)、灌溉的自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、泵房水池（調(diào)節(jié)池）、二維碼火龍果質(zhì)量安全追溯（物流）系統(tǒng)、水肥一體化等多種要素為一體的綜合系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)水與節(jié)肥的雙重目的，同時(shí)，減少由于過量施肥導(dǎo)致的農(nóng)田面源污染問題，對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)。

系統(tǒng)解決方案；節(jié)水節(jié)肥；現(xiàn)代水利

一、總體設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)以羅甸火龍果農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)為建設(shè)平臺(tái)，在與園區(qū)各相關(guān)規(guī)劃緊密銜接的前提下，以園區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃為基礎(chǔ)，以解決園區(qū)水資源短缺和水利設(shè)施配套不完善、自動(dòng)化程度低等問題為抓手，以體現(xiàn)“高效農(nóng)業(yè)+現(xiàn)代水利+管理體制創(chuàng)新”為目標(biāo)，將園區(qū)建設(shè)成為在貴州省起到以點(diǎn)推面、示范帶動(dòng)作用的試點(diǎn)區(qū)。運(yùn)行管護(hù)機(jī)制依托省水利廳的小型水利工程建管養(yǎng)用一體化方案，形成工程良好的運(yùn)行管理機(jī)制，使其長(zhǎng)期發(fā)揮效益。

設(shè)計(jì)繼續(xù)秉承現(xiàn)代水利在農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)發(fā)揮重要的引領(lǐng)作用，打造自動(dòng)化和信息化等技術(shù)為核心的現(xiàn)代水利，以水利的現(xiàn)代化推動(dòng)農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的現(xiàn)代化，提升示范園區(qū)的科技含量，加速貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐。擬以羅甸火龍果示范園區(qū)為應(yīng)用示范平臺(tái)，成功應(yīng)用后向全省乃至全國(guó)類似的農(nóng)業(yè)示范園區(qū)推廣。此舉意義重大，示范作用突出，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

二、建設(shè)內(nèi)容與目標(biāo)

1.建設(shè)內(nèi)容

（1）試點(diǎn)區(qū)主要干管、分干管集成自動(dòng)測(cè)流、測(cè)壓及自動(dòng)輸配水功能于一體。試點(diǎn)區(qū)干管、分干管等重要管網(wǎng)分水處均自動(dòng)測(cè)流、監(jiān)測(cè)壓力。實(shí)現(xiàn)優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)使用及運(yùn)行性能，科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)灌溉，系統(tǒng)供電采用太陽(yáng)能及園區(qū)市電結(jié)合，達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、環(huán)境污染小等目的。（2）便捷的控制和管理方式?？刂品脂F(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)控、展示廳（管理房）群控、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)片控三級(jí)進(jìn)行，用戶可自由選擇任何一種控制方式，還可采用手機(jī)短信的方式實(shí)現(xiàn)控制。管理模式也采用三級(jí)模式：精品打造區(qū)歸園區(qū)日常管理及展示；試點(diǎn)區(qū)歸園區(qū)管委會(huì)管理；精品打造區(qū)、核心試點(diǎn)區(qū)及重要管網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化歸用水戶協(xié)會(huì)管理。權(quán)限由低到高，水利主管部門具有最高權(quán)限。（3）以土壤墑情為重要的灌溉指標(biāo)，自動(dòng)灌溉，節(jié)能節(jié)水。同時(shí)兼具測(cè)流、自動(dòng)測(cè)壓及超限報(bào)警功能。能按預(yù)設(shè)需水量的限值要求定時(shí)、定量、按計(jì)劃進(jìn)行灌溉。并能根據(jù)作物不同生長(zhǎng)階段的需水量要求，實(shí)現(xiàn)無人值守的智能灌溉，節(jié)水30%以上。（4）實(shí)現(xiàn)水肥一體化：能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤肥料、養(yǎng)分情況，并根據(jù)預(yù)設(shè)的作物施肥配方指導(dǎo)作物施肥，實(shí)現(xiàn)水肥一體化。（5）水泵水池自適應(yīng)控制：系統(tǒng)綜合完成水位自動(dòng)檢測(cè)、臨界水位報(bào)警、水泵自動(dòng)啟停、水泵轉(zhuǎn)速（自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)、出水量），實(shí)現(xiàn)水泵根據(jù)水池水位變化自動(dòng)啟停、根據(jù)需水量的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出水量，進(jìn)而達(dá)到水泵房的無人化及自動(dòng)化的管理。（6）數(shù)據(jù)信息與視頻信息實(shí)時(shí)顯示。（7）二維碼火龍果質(zhì)量追溯系統(tǒng)。（8）自動(dòng)化展示廳集中控制和管理。（9）氣象站實(shí)現(xiàn)旱情預(yù)報(bào)預(yù)警。

2.建設(shè)目標(biāo)

水利自動(dòng)化與信息化建設(shè)由水利墑情監(jiān)測(cè)及水肥一體化灌溉控制系統(tǒng)、智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、泵房水池自適應(yīng)控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、二維碼火龍果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)等幾部分組成，集遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程視頻傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制、壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)為一體的綜合控制系統(tǒng)。

探尋試點(diǎn)區(qū)光照條件下的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行問題，系統(tǒng)低功耗、裁剪性良好，可根據(jù)灌溉規(guī)模、成本、及作物種類滿足不同農(nóng)戶的個(gè)性化需求，無需布線且長(zhǎng)期運(yùn)行成本低，具有廣闊的應(yīng)用前景。

系統(tǒng)集傳感器技術(shù)、GPRS無線通信技術(shù)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、多線程序設(shè)計(jì)于一體，形成多通道灌溉信息采集和灌溉預(yù)報(bào)與決策功能，具有大大優(yōu)于普通人工控制灌溉以及傳統(tǒng)的其它灌溉方式。同時(shí)該系統(tǒng)具有大慣性、非線性與時(shí)滯特點(diǎn)，采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，控制難度大。

系統(tǒng)完成后，除服務(wù)于示范園區(qū)日常的管理運(yùn)行外，還可用于開展定期及長(zhǎng)時(shí)水利科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如作物灌溉試驗(yàn)、灌溉水利用系數(shù)的自動(dòng)測(cè)算等。

3.系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

（1）自動(dòng)化展示廳（管理房）與現(xiàn)場(chǎng)分站通過GPRS實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸及控制；（2）試點(diǎn)區(qū)分站安裝與現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)支管處（編號(hào)為：1-15），共設(shè)置15個(gè)閘閥井分站，根據(jù)噴灌和滴灌要求的不同，分別安裝大電磁閥，共需45大電磁閥，每個(gè)閘閥井分站共控制約75畝，實(shí)行分片控制，分級(jí)管理，科學(xué)合理；（3）采集一級(jí)支管處流量、壓力、土壤溫度、土壤濕度、土壤養(yǎng)分，并執(zhí)行自動(dòng)灌溉；（4）泵房自適應(yīng)分站與高位水池（調(diào)節(jié)池）分站協(xié)同實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)啟停、自動(dòng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力；（5）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)氣象分站采集雨量、風(fēng)速風(fēng)向、空氣溫濕度、輻射、氣壓、蒸發(fā)，并全部無線傳輸至展示廳，實(shí)時(shí)顯示及存儲(chǔ)；（6）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻分站共設(shè)置3路，2路安裝在園區(qū)進(jìn)出口、1路安裝在泵房，實(shí)時(shí)監(jiān)控作物長(zhǎng)勢(shì)情況、水泵運(yùn)行情況及輔助園區(qū)日常管理工作；（7）二維碼火龍果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，設(shè)置5套。

三、灌溉遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

墑情監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括土壤墑情監(jiān)測(cè)、灌溉自動(dòng)控制等內(nèi)容，現(xiàn)場(chǎng)閘閥井控制單元是自動(dòng)化灌溉控制系統(tǒng)的核心部分，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模塊的配置及擴(kuò)展。該系統(tǒng)擬采用貴州省水利科學(xué)研究院自主研制產(chǎn)品，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。管理信息系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，應(yīng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，符合《土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL364-2006）監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，并提供源代碼，方便業(yè)主后期的維護(hù)和軟件功能的擴(kuò)展，軟件的安裝調(diào)試應(yīng)充分考慮二次開發(fā)的要求，突破不同企業(yè)間的技術(shù)門檻，建議采用通用編程軟件開發(fā)。

1.灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）灌溉系統(tǒng)說明

①現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)以閘閥井為核心，安裝在支管分水處。共設(shè)置45個(gè)閘閥井分站，1個(gè)主站設(shè)置在自動(dòng)化展示廳，用于中心控制。②采用監(jiān)控管理級(jí)（主站PC+ internet+網(wǎng)關(guān)）、灌溉區(qū)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)（分站+擴(kuò)展模塊）多級(jí)的分布式控制（DCS）方案。③監(jiān)控管理級(jí)設(shè)在自動(dòng)化展示廳內(nèi)，灌溉區(qū)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)分布在灌溉區(qū)，水泵房控制級(jí)設(shè)在水泵房?jī)?nèi)。④分別控制灌溉區(qū)現(xiàn)場(chǎng)45個(gè)不同尺寸的大電磁閥獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)按照不同灌溉方式的自動(dòng)灌溉。⑤現(xiàn)代農(nóng)業(yè)同時(shí)二維碼火龍果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，依托火龍果質(zhì)量監(jiān)測(cè)部門，實(shí)現(xiàn)火龍果質(zhì)量安全的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)和追溯系統(tǒng)，打造區(qū)域火龍果品牌，維護(hù)市場(chǎng)健康發(fā)展，保障公民的健康。⑥灌溉區(qū)域所有電源均采用24V安全電壓，并具有良好的接地保護(hù)。

（2）系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

①系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

灌溉對(duì)象信息表，包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有作物名稱（char）、濕度下限（float）、濕度上限（float）、環(huán)境溫度（float）等；灌溉區(qū)域信息表，包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有澆灌區(qū)域 ID（int）、澆灌面積（float）、作物名稱（char）、澆灌方式（char）；灌溉計(jì)劃信息表，包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有灌溉區(qū)域 ID（int）、澆灌時(shí)間（datetime）、灌水量（float）等；灌溉狀態(tài)信息表，包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)有灌溉區(qū)域ID（int）、設(shè)備通信狀態(tài)（bool）、溫度采集狀態(tài)（bool）、濕度采集狀態(tài)（bool）、溫度值（float）、濕度值（float）；灌溉歷史信息表，包括的數(shù)據(jù)項(xiàng)有灌溉區(qū)域ID（int）、灌溉時(shí)間（datetime）、灌溉水量（float）、灌前濕度（float）、灌后濕度（float）等。

圖1 數(shù)據(jù)庫(kù)框架圖

②管理（上位機(jī))軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)語(yǔ)言為C#，開發(fā)環(huán)境為VS2008集成開發(fā)環(huán)境，分別建立以下線程：當(dāng)前狀態(tài)的線程private System.Threading.Thread CurrentStateThread;自動(dòng)灌溉線程private System.Threading.Thread PureThread；自動(dòng)灌溉后臺(tái)運(yùn)行線程PureThread.IsBackground=true;定義自動(dòng)灌溉線程的優(yōu)先級(jí)PureThread. Priority=System.Threading.ThreadPriority.Lowest；定義自動(dòng)灌溉線程有效性PureFunValid;定義自動(dòng)灌溉線程掛起 System.Threading.Thread.Sleep(100)；通過線程之間的相互通信、任務(wù)輪換，并行的工作以完成多項(xiàng)任務(wù)，以提高系統(tǒng)的效率[4]。

③系統(tǒng)采集軟件設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)接通電源后，系統(tǒng)進(jìn)入啟動(dòng)初始化，開始掃描單片機(jī)的各個(gè)中斷，完成中斷請(qǐng)求后，進(jìn)入順序掃描各任務(wù)，處理完任務(wù)后，進(jìn)入發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，當(dāng)從上位機(jī)接收的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)正確后，發(fā)送/接收應(yīng)答幀，并執(zhí)行相關(guān)命令。當(dāng)下位機(jī)超過半小時(shí)未接收到從上位機(jī)發(fā)送的命令時(shí)，轉(zhuǎn)入下位機(jī)自動(dòng)控制。并將存儲(chǔ)的濕度下限值與當(dāng)前土壤濕度比較，當(dāng)超過限制時(shí)，打開電磁閥，完成灌溉動(dòng)作。

系統(tǒng)共分為1個(gè)主任務(wù)和6個(gè)子任務(wù)。主任務(wù)主要完成與上位機(jī)之間的通信，通過不斷的校驗(yàn)，接收上位機(jī)的指令，完成相關(guān)任務(wù)。子任務(wù)主要完成土壤含水率的采集與存儲(chǔ)、作物需水量限值設(shè)定、溫濕度數(shù)據(jù)的傳輸、開關(guān)電磁閥、灌溉計(jì)劃時(shí)間設(shè)置以及看門狗等，通過任務(wù)間的輪換綜合完成下位機(jī)的總體功能。

（3）模糊控制算法

①模糊控制策略

本文的控制策略為模糊控制，它模擬人腦決策過程，通過引入模糊決策模塊FLC，實(shí)現(xiàn)智能控制。它適用于大慣性、非線性與時(shí)滯系統(tǒng)以及準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型無法描述的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的PID控制方法，對(duì)灌溉過程不適用。有學(xué)者研究，將模糊數(shù)學(xué)用于灌溉過程非常合適，效果較為明顯。

由于作物全生育期包含多環(huán)境變量，無法準(zhǔn)確全面地進(jìn)行考慮，而土壤含水率作為作物生長(zhǎng)的重要環(huán)境變量，也是節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)中常用的控制參數(shù)。故本文的控制系統(tǒng)中將土壤含水率的差值和差值變化率分別作為二維模糊控制器的輸入，傳感器采集土壤含水率并處理后，由有經(jīng)驗(yàn)的操作者或者專家的經(jīng)驗(yàn)定出模糊控制規(guī)則，并進(jìn)行模糊推理，最后得出模糊隸屬函數(shù)，得到合適的灌溉時(shí)間作為輸出量，完成灌溉系統(tǒng)模糊控制。

②SIMULINK仿真

利用SIMULINK進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟是：?jiǎn)?dòng)SIMULINK，打開SIMULINK模塊庫(kù)和模型窗口；在SIMULINK模型窗口下，創(chuàng)建系統(tǒng)框圖模型并調(diào)整模塊參數(shù)；設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行仿真；輸出仿真結(jié)果。

圖2 系統(tǒng)任務(wù)圖

圖3 模糊控制器的SIMULINK仿真結(jié)構(gòu)圖

設(shè)定測(cè)試土壤含水率為35%，初始土壤含水率為30%。圖中折線為土壤含水率對(duì)灌溉量的響應(yīng)曲線，斜線代表當(dāng)前土壤含水率。由此得濕度階躍信號(hào)響應(yīng)仿真圖，如圖8所示。由仿真圖可以看出，響應(yīng)曲線的超調(diào)量不大，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)迅速，瞬態(tài)響應(yīng)所需時(shí)間短，約為30S。最后得到土壤含水率與設(shè)定的測(cè)試土壤含水率之間的誤差在6%左右，誤差較小，可以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用的要求。

（4）無線通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在比較目前無線通信領(lǐng)域通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，本設(shè)計(jì)設(shè)定的通信格式如表所示，通信校驗(yàn)方式采用CRC和校驗(yàn)。通信格式中起始字節(jié)為幀開始字節(jié)，用于辨別是否為同組通信，幀長(zhǎng)度字節(jié)為通信幀長(zhǎng)度總和，校驗(yàn)位1為第一次和校驗(yàn)字節(jié)，設(shè)備號(hào)字節(jié)為各下位機(jī)的地址字節(jié)，命令字字節(jié)為相關(guān)命令，具體細(xì)節(jié)見表2。長(zhǎng)度2字節(jié)為填補(bǔ)多余的長(zhǎng)度字節(jié)，校驗(yàn)和字節(jié)為第二次和校驗(yàn)字節(jié)，確保正確通信。

表1 通信格式

表2 命令對(duì)照表

設(shè)計(jì)中，串口速率(Series Rate)為9600bps，串口校驗(yàn)(Series Parity)為Disable,收發(fā)頻率（RF Frequency）為 434MHZ，空中速率（Series Rate）為9600bps，輸出功率（RF Power）為 20mw，NETID為12345，NODE ID為 123456789012，PC Series為COM3。模塊與終端設(shè)備連接，EN為電源使能端，RXD、TXD為URAT的輸入口，TTL電平。SET參數(shù)設(shè)置，低電平有效。

四、二維碼火龍果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)（火龍果“電子身份證”）

該系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)手段，結(jié)合火龍果的產(chǎn)銷特點(diǎn)，由生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者從產(chǎn)品播種開始，對(duì)播種信息、施肥信息、打藥信息、灌溉信息、采收信息、農(nóng)殘檢測(cè)信息、銷售信息等生產(chǎn)過程信息進(jìn)行全程記錄。

從而構(gòu)建統(tǒng)一的追溯平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)管理和對(duì)消費(fèi)者提供追溯。本系統(tǒng)平臺(tái)由三大子系統(tǒng)構(gòu)成：

1.生產(chǎn)基地綜合管理系統(tǒng)平臺(tái)：（集成，實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，檢測(cè)管理，投入品管理，銷售管理；2.政府監(jiān)管總控平臺(tái)（基地各項(xiàng)數(shù)據(jù)挖掘，包含中央視頻監(jiān)控）；3.多終端火龍果追溯查詢平臺(tái)（兼容多終端設(shè)備）。

本系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)具有以下幾大特色：

（1）本系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)少數(shù)考慮農(nóng)業(yè)信息化“頂層設(shè)計(jì)”原則的產(chǎn)品。從而保證無論是涉農(nóng)政府、生產(chǎn)基地、合作組織等每個(gè)使用者的事務(wù)處理都遵循開放性、兼容性以及可拓展性等特性。（2）使政府部門以后便于與其它“孤島系統(tǒng)”很容易地兼容進(jìn)來，便于政務(wù)處理的互通互換，協(xié)作處理。使基層數(shù)據(jù)沉淀難以沉淀，便于大數(shù)據(jù)的形成，為政府決策提供可靠保障。（3）使農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)組織（家庭農(nóng)場(chǎng)、生產(chǎn)基地、合作組織）通過生產(chǎn)基地管理系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率，提升火龍果的附加值。可拓展性的借口設(shè)計(jì)，讓商超零售終端很容易接入終端系統(tǒng)。（4）目前，國(guó)內(nèi)涉農(nóng)信息化方案提供商，具有多年的農(nóng)業(yè)行業(yè)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過產(chǎn)品多年的運(yùn)行和根據(jù)不同層次客戶的要求和涉農(nóng)政府的建議，系統(tǒng)更加完善和高效，解決了目前本系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用較高的尷尬情形，c/s和B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)混合架構(gòu)模式，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，易于升級(jí)也維護(hù)。

五、管理房中心管理系統(tǒng)

主站PC軟件采用Visual studio 2008進(jìn)行開發(fā)，能綜合查看并動(dòng)態(tài)顯示各控制級(jí)（灌溉區(qū)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)+水泵房控制級(jí)）的流量、壓力、PH值、風(fēng)速、土壤濕度、空氣濕度、溫度、輻射、高位水池（調(diào)節(jié)池）液位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。灌溉閥門開度根據(jù)灌溉量（濕度差）、時(shí)間自動(dòng)計(jì)算和開度調(diào)節(jié)及壓力調(diào)節(jié)、報(bào)警等功能。

監(jiān)控管理級(jí)能對(duì)各控制級(jí)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，能設(shè)置報(bào)警和控制參數(shù)。各控制級(jí)上傳的數(shù)據(jù)將存入數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)具有查詢、修改、增刪等功能。能（點(diǎn)控現(xiàn)、群控）現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的電磁閥和調(diào)節(jié)閥，能按預(yù)設(shè)的要求定時(shí)定量地進(jìn)行灌溉。并能顯示現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和查看歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)，設(shè)置報(bào)警和控制的上下限值和趨勢(shì)圖；并能完成水位自動(dòng)檢測(cè)、臨界水位報(bào)警、水泵啟停、水泵轉(zhuǎn)速（調(diào)節(jié)進(jìn)、出水量），實(shí)現(xiàn)水泵根據(jù)水池水位變化自動(dòng)啟停、根據(jù)需水量的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出水量，進(jìn)而達(dá)到水泵房的無人化及自動(dòng)化的管理。

主站PC數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL SEVER 2005，并具有單位標(biāo)識(shí)、標(biāo)志。除主站PC（DELL PC22英寸）機(jī)顯示監(jiān)控組態(tài)畫面外，并采用4個(gè)55寸屏幕，拼接至2X2同步顯示監(jiān)控組態(tài)畫面，便于觀測(cè)，達(dá)到界面友好、人性化的特點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)控管理級(jí)設(shè)有主站PC用于數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。

六、小結(jié)

1.能按預(yù)設(shè)的要求定時(shí)、定量地進(jìn)行灌溉，并能顯示現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和查看歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)，設(shè)置報(bào)警和控制的上下限值和趨勢(shì)圖。2.能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤肥料、養(yǎng)分情況，并根據(jù)預(yù)設(shè)的作物施肥配方指導(dǎo)作物施肥，實(shí)現(xiàn)水肥一體化。3.遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控能反映出作物的生長(zhǎng)階段、狀況及園區(qū)關(guān)鍵區(qū)域、設(shè)備的運(yùn)行情況，輔助園區(qū)的中心管理工作。4.根據(jù)需水量的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)出水量，進(jìn)而達(dá)到水泵房的無人化及自動(dòng)化的管理。5.灌溉控制算法采用模糊控制算法，系統(tǒng)集成多種類型數(shù)據(jù)庫(kù)，科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、環(huán)境污染小等目的。

圖4 系統(tǒng)自動(dòng)控制界面

[1]王印松,岑煒,李濤永,劉鴻達(dá).基于 Matlab/Simulink電力系統(tǒng)仿真工具箱的拓展[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009(10):85-88.

[2]劉葉飛,陳志剛.節(jié)水自動(dòng)灌溉模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].排灌機(jī)械，1999(3):51-53.

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[4]曾光奇,胡均安,王東等.模糊控制理論與工程應(yīng)用[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006.

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[6]李永華,徐枋同,徐華中.模糊控制中的非線性問題[J].信息與控制,1992(5):317-319.

Exp loration of Guizhou Mountain Modern Water Information and Automation Technology

ZhOU Lu-qin
（Hydrology and Water Resources Bureau of Guizhou Province,Guiyang550002，China）

Luodian dragon agricultural technology demonstration park Water Conservancy automation and implementation of information technology solutions for the park to be formed set of practical,strong acquisition and monitoring,automatic irrigation control,remote video monitoring,pump tanks(regulation pool),two-dimensional code Pitaya various elements of quality and safety traceability(logistics)systems,water and fertilizer,such as one integrated system technology solutions to achieve the dual purpose of saving water and fertilizer at the same time,reduce theagricultural non-point source pollution problems caused by excessive fertilization,theenvironment effective protection.On behalf of the province aswell as the development direction of modern water technology in modern agriculture.

System Solutions;Saving Water and Fertilizer;Modern Water

1009—0673（2015）02—0104—06

F426.91

A

2015—03—17

周祿琴（1975— ），女，貴州開陽(yáng)人，貴州省水文水資源局助理工程師，研究方向：水生態(tài)監(jiān)測(cè)。

責(zé)任編輯：李玨