基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的灌區(qū)量水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

左權(quán)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，淡水已經(jīng)成為一種稀缺的資源，運(yùn)用灌區(qū)量水技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉用水的合理調(diào)度，進(jìn)而提高水資源的利用率。介紹了采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)灌區(qū)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，選用經(jīng)典的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立水位與流量對(duì)應(yīng)關(guān)系的軟測(cè)量模型，由此進(jìn)行水文流量預(yù)測(cè)。運(yùn)用GPRS無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，主要完成對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)上報(bào)以及監(jiān)測(cè)中心下發(fā)指令執(zhí)行等功能。

關(guān)鍵詞：水資源；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；GPRS

中圖分類(lèi)號(hào)：S274.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0050-01

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水量大幅度增加，執(zhí)行科學(xué)的用水計(jì)劃顯得尤為重要。灌區(qū)量水是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的一項(xiàng)核心技術(shù)，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)渠道水位流量關(guān)系建立對(duì)應(yīng)模型，設(shè)計(jì)基于GPRS的遙測(cè)終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的水位流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，可以通過(guò)Web瀏覽器登陸管理系統(tǒng)并訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測(cè)模型

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由感知單元組成的輸入層、計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成的隱含層和計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成的輸出層三部分組成。各層信號(hào)逐層其前向傳遞，每個(gè)神經(jīng)元只能夠?qū)ο乱粚由窠?jīng)元產(chǎn)生影響，其軟測(cè)量模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

遙測(cè)終端（RTU）是集數(shù)據(jù)采集處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及無(wú)線傳輸于一體的現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備，選擇SIMCOM提供的SIM800C系列模塊。其模塊的主要功能具有GSM基帶、GSM視頻、天線接口及其他接口，其模塊功能框圖如圖2所示。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)灌區(qū)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集，達(dá)到對(duì)灌區(qū)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控的目的，就需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)之間的通信以及兩者之間數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)的傳輸選用無(wú)線傳輸方式，GPRS的通信原理如圖3所示。

4 服務(wù)器上位機(jī)設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)中心的軟件是將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行收集、匯總以及分析，提供一個(gè)給用戶(hù)解決方案的平臺(tái)，監(jiān)測(cè)中心應(yīng)具備管理功能、查詢(xún)功能、通信功能、分析功能和存儲(chǔ)功能。上位機(jī)的界面層通過(guò)瀏覽器來(lái)實(shí)心，其具有實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)查詢(xún)、圖形報(bào)表等功能。

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究設(shè)計(jì)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的灌區(qū)量水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)荷灌區(qū)信息話建設(shè)的需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌區(qū)量水的遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)測(cè)，具有很好的適用性。

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