基于物聯(lián)網(wǎng)和云架構(gòu)的渠灌閘門智能控制系統(tǒng)

包志炎 王學斌 張海波 鄭高安 馬登昌 王 萱

(1.浙江工業(yè)大學計算機科學與技術(shù)學院， 杭州 310014； 2.浙江水利水電學院計算機應用技術(shù)研究所， 杭州 310018；3.浙江省特種設備檢驗研究院國家電梯產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心， 杭州 310020)

基于物聯(lián)網(wǎng)和云架構(gòu)的渠灌閘門智能控制系統(tǒng)

包志炎1,2王學斌3張海波2鄭高安2馬登昌2王 萱2

(1.浙江工業(yè)大學計算機科學與技術(shù)學院， 杭州 310014； 2.浙江水利水電學院計算機應用技術(shù)研究所， 杭州 310018；3.浙江省特種設備檢驗研究院國家電梯產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心， 杭州 310020)

為了實現(xiàn)農(nóng)田明渠灌溉的精準化控制，設計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)和云架構(gòu)的渠灌閘門遠程智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由一體化旋轉(zhuǎn)式閘門、本地控制軟件、遠程終端訪問系統(tǒng)和云端中間件組成。閘門采用旋轉(zhuǎn)式閥芯結(jié)構(gòu)設計，降低閘門啟閉時的驅(qū)動能耗；基于ARM開發(fā)了嵌入式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)水閘運行的本地控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)采集；集成了無線通訊模塊和光伏電源系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)水閘野外安裝布線繁瑣和供電困難問題；通過在阿里云服務器建立數(shù)據(jù)中心，部署中間件，實現(xiàn)水閘遠程數(shù)據(jù)傳送與控制指令傳達；建立了基于水位、流量雙反饋的閘門開度云控模型，實現(xiàn)水閘群智能運行；根據(jù)旋轉(zhuǎn)式閘門啟閉階段角速度變化規(guī)律，提出了水閘運行異常報警方法；開發(fā)了B/S版和APP版的遠程終端訪問系統(tǒng)，實現(xiàn)了灌區(qū)數(shù)據(jù)大屏、閘群遠程控制和智能調(diào)度，適用于農(nóng)田灌溉中小型渠道輸水、配水的精準化控制。

明渠灌溉； 一體化閘門； 遠程無線監(jiān)控； 智能控制； 云架構(gòu)； 物聯(lián)網(wǎng)

引言

水是農(nóng)業(yè)的命脈，節(jié)水灌溉在提高農(nóng)業(yè)用水效率、農(nóng)民增產(chǎn)增收及生態(tài)環(huán)境建設等方面發(fā)揮著重要作用。渠灌因設施成本低，管理方便，仍然是目前運用最廣泛的灌溉方式之一。世界灌溉技術(shù)發(fā)展的總趨勢是節(jié)水、節(jié)能、多目標利用以及智能控制，渠灌技術(shù)日益走向精準化和可控化[1]。國外學者對渠道自動化輸水與配水研究較早[2-6]，美國、澳大利亞、日本、以色列等國家紛紛采用計算機技術(shù)調(diào)控渠系輸水與配水，實現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置，其中澳大利亞食盆(Foodbowl)灌區(qū)引進Rubicon公司的“全渠道控制系統(tǒng)”，安裝了近2萬臺一體化閘門，干渠的輸水效率從70%增加至85%，減少水流失約39%[1，7]。水利部曾引進該產(chǎn)品，分別在安徽淠史杭、寧夏青銅峽、甘肅昌馬等灌區(qū)開展試點，運行效果良好，但引進成本昂貴。我國大部分灌區(qū)采用單閘門的離散手動操作和開環(huán)控制，測流計量和灌溉方式粗放，農(nóng)業(yè)用水流失比較嚴重。為此，國內(nèi)學者也進行了相關(guān)研究[8-12]。本文面向中小型灌溉渠道，從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，充分利用新一代信息技術(shù)在系統(tǒng)研發(fā)、部署、運行、使用等方面的優(yōu)勢，將傳統(tǒng)的機電一體化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、云、移動互聯(lián)等技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)一種基于阿里云的渠灌閘門智能控制系統(tǒng)，以期實現(xiàn)渠灌輸水的精準化和可控化，提高農(nóng)業(yè)用水效率。

1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)和云計算都是新一代信息技術(shù)的典型代表。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常包括感知、傳輸和應用3個層次，基本特征是全面感知、可靠傳送和智能處理[13]。近年來農(nóng)業(yè)傳感儀器和感知技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應用[14-15]。云服務不但可以擁有便捷的云端數(shù)據(jù)存儲、大量的開放軟件服務和強大的云計算支撐，而且具有移動互聯(lián)、實時在線、安全穩(wěn)定和用戶終端設備配置要求低等優(yōu)點，向用戶提供自由、方便和靈活的服務，極大地改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的運行模式，大大降低了用戶運維成本，這種新的服務模式在互聯(lián)網(wǎng)+時代引起了業(yè)界又一次重大的產(chǎn)業(yè)變革[16-18]。

本系統(tǒng)采用阿里云服務器，實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，分為感知層、傳輸層、支撐層和應用層，如圖1所示?；舅悸肥歉黝悅鞲性O備按照預先設置頻率采集數(shù)據(jù)，嵌入式控制模塊負責將感知信息進行有效處理，并經(jīng)無線通訊發(fā)送至阿里云。在云端建立灌區(qū)數(shù)據(jù)中心，開發(fā)中間件，利用云計算資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集、整理、存儲和呈現(xiàn)。用戶只需使用較低的終端配置設備即可實現(xiàn)閘門的實時監(jiān)測、遠程控制和智能調(diào)度等功能。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 System architecture diagram

感知層集成了水位傳感器、閘門開度儀、電機控制器、光伏控制器和攝像頭(部分重要水閘站點)等，通過數(shù)據(jù)采集和計算即可實現(xiàn)對上下游水位、閘門啟閉狀態(tài)、閘門開度、閘門運行速度、過閘流量、現(xiàn)場圖像、電壓電流以及電池狀況等信息的匯聚。系統(tǒng)在阿里云服務器擁有固定IP地址。在傳輸層，嵌入式模塊通過GPRS模塊向指定IP地址發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)或接受控制指令。在支撐層，阿里云服務器為系統(tǒng)提供云服務器、云數(shù)據(jù)庫、云存儲和云安全等服務，滿足系統(tǒng)在云端建立灌區(qū)數(shù)據(jù)中心、部署中間件等需要；在應用層，根據(jù)不同應用需求，分別研發(fā)面向PC的B/S版和面向移動終端的APP版應用系統(tǒng)。用戶在任何時間、任何地點，均可通過計算機或手機訪問云服務器，實時查看水閘運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，遠程控制閘門的開啟、關(guān)閉、開度以及運行時間等，制定并執(zhí)行灌溉方案。

2 硬件設計

2.1 機械結(jié)構(gòu)設計

旋轉(zhuǎn)式閘門的機械結(jié)構(gòu)如圖2所示，它主要由支架、底座、閥芯、定位銷、電動機以及傳動機構(gòu)等組成。水閘工作時，電動機驅(qū)動傳動機構(gòu)，傳動機構(gòu)通過齒輪驅(qū)使閥芯轉(zhuǎn)動。當閥芯與底板垂直時，閥芯與底座構(gòu)成單向密閉空間，隔斷水流；當電動機繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，閥芯與底板形成的開度連續(xù)增大，實現(xiàn)閘門流量的精確控制。在底座兩側(cè)設置定位裝置，當閘門運行至預設開度停止時，通過定位銷鎖住閥芯，以防止水流對閥芯的長期沖擊而影響其使用壽命。采用旋轉(zhuǎn)式閥芯結(jié)構(gòu)設計，使閘門驅(qū)動力與水流的推力同向，利用水流沖力助推閘門的開閉，降低了閘門啟閉時驅(qū)動能耗，為實現(xiàn)水閘低功耗運行創(chuàng)造了條件。

圖2 旋轉(zhuǎn)式閘門機械結(jié)構(gòu)Fig.2 Mechanical structure of rotary sluice1.支架 2.底座 3.閥芯 4.定位銷 5.電動機 6.傳動機構(gòu)

文獻[9]利用明渠測流理論[19]對矩形平板閘門的測流方法進行了深入探討，提出了具體的計算方法，并通過實驗驗證了其有效性。針對本文提出的旋轉(zhuǎn)式閘門，當閘前水位低于閥芯半徑時，符合該測流方法的適用條件，同時需將部分參數(shù)作等效轉(zhuǎn)換。

圖3 旋轉(zhuǎn)式閘門流量計算分析圖Fig.3 Calculation chart of rotary sluice

圖3給出了旋轉(zhuǎn)式閘門流量計算分析圖。因在明渠灌溉中，水流速度較小，實際應用中可忽略動水位，用H代替H0。經(jīng)過分析可知，當閘門閥芯旋轉(zhuǎn)θ角時，閘門的實際有效開度為

(1)

式中R——水閘旋轉(zhuǎn)半徑

θ——水閘旋轉(zhuǎn)角度

當有效開度和水位之比he/H≤0.65時，屬于閘孔出流狀態(tài)。此時，根據(jù)ht不同取值，又可以分為自由出流和淹沒出流兩種情形。

在自由出流時流量為

(2)

式中u0——孔流流量系數(shù)b——閘門寬度

在淹沒出流時流量為

(3)

式中φ——孔流流速系數(shù)

ε——垂向收縮系數(shù)

h——淹沒有效水深

當有效開度和水位之比he/Hgt;0.65，屬于堰流狀態(tài)，此時流量為

(4)

式中σ——堰流淹沒系數(shù)

m0——堰流流量系數(shù)ha——堰上水頭

國內(nèi)外學者就不同閘門結(jié)構(gòu)及流態(tài)下的各計算系數(shù)取值對測流精度的影響展開了研究[9,20-21]，式(2)～(4)中涉及的各計算系數(shù)均可通過特定公式或查表得到[9]。

2.2 光伏供電模塊

水閘裝置中耗電部件主要包括各類傳感器、控制器、電動機和控制板。在滿足水閘系統(tǒng)供電要求的基礎(chǔ)上，選用功率較低的太陽能電池板和容量較低的蓄電池，以降低產(chǎn)品尺寸及成本。光伏電源系統(tǒng)采用兩組12 V、12 A·h的鉛酸蓄電池，兩組10 W的太陽能板，長、寬、高尺寸分別為340、170、18 mm，為水閘提供24 V和5 V兩種等級的輸出電壓。單個閘門開啟或關(guān)閉時最大功耗45 W,水閘靜止時功耗小于5 W，光伏電源能基本保持水閘連續(xù)15 d陰天情況下的正常使用。通過光伏控制器可以實現(xiàn)對負載工作模式、停充電壓、欠壓恢復電壓和欠壓保護電壓等參數(shù)設定，并進行實時電量監(jiān)測。

2.3 嵌入式控制模塊

遠程實時監(jiān)測和控制是智能水閘的顯著特點，這部分功能主要由嵌入式控制模塊完成。它負責與水位傳感器、開度儀、攝像頭、光伏控制器、電動機控制器以及GPRS模塊保持數(shù)據(jù)交換，如圖4所示?？刂瓢暹x用STM32系列MCU，采用成熟的工業(yè)級芯片STM32F103ZET6，其內(nèi)核為32位ARM Cortex-M3，主頻72 MHz，功耗低，尺寸小，價格便宜；水位和開度傳感器均采用成熟的MODBUS產(chǎn)品。電動機控制采用多功能直流電動機控制器，具有多種調(diào)速模式，支持剎車、轉(zhuǎn)速控制及斜坡起動等。攝像頭可按需集成，滿足重要水閘站點的實時圖像傳送需要。經(jīng)二次開發(fā)，嵌入式控制模塊能通過液晶屏、發(fā)光二極管等媒介在本地顯示閘門開度、水位、流量、故障報警等信息，同時完成與云端服務器間的數(shù)據(jù)遠程傳送。

圖4 嵌入式控制模塊運行原理圖Fig.4 Runtime interactions of embedded controller

2.4 水閘安裝部署

將傳感器、嵌入式控制模塊、無線通訊模塊、太陽能電源與機械本體結(jié)構(gòu)進行一體化集成，其中嵌入式控制模塊、無線通訊模塊和太陽能電池統(tǒng)一裝入小型控制盒，電動機封裝在水渠外側(cè)并高于閥芯；閥芯和底座之間做好專門的防漏處理。一體化設計的水閘產(chǎn)品可以在出廠前便完成大部分調(diào)試，施工時采取整體吊裝,降低了戶外安裝調(diào)試工作量。因采用太陽能電源和GPRS/3G/4G無線通信，降低了布線成本，有助于解決傳統(tǒng)水閘野外布線繁瑣、供電困難等問題。在閘門產(chǎn)品化時，預先生產(chǎn)常見尺寸的系列產(chǎn)品；根據(jù)灌區(qū)渠系實際情況，可以按需選擇并組合安裝水閘，如圖5所示。

圖5 水閘群部署圖Fig.5 Deployment diagram of sluice group

3 軟件設計

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)軟件設計包括本地控制端、遠程終端以及云端等3個層次的程序設計。本地控制端軟件基于μC/OS-II操作系統(tǒng)研發(fā)，主要完成傳感器數(shù)據(jù)采集與顯示、水閘手動開啟與關(guān)閉、運行模式設置以及與云端保持數(shù)據(jù)通訊；遠程終端訪問系統(tǒng)包括Web網(wǎng)站和移動APP，為用戶提供用戶權(quán)限管理、灌區(qū)數(shù)據(jù)大屏、水閘遠程監(jiān)測與控制、智能調(diào)度與異常報警等功能，實現(xiàn)人機交互；數(shù)據(jù)大屏通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)全方位、多角度呈現(xiàn)當前灌區(qū)所有渠系和水閘相關(guān)實時數(shù)據(jù)的動態(tài)變化；云端中間件為遠程控制終端和水閘終端之間搭建橋梁，水閘運行狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)嵌入式模式發(fā)送至云端存儲并處理，供遠程控制終端訪問；用戶通過遠程控制終端經(jīng)云端向水閘發(fā)送控制指令。此外，云端中間件還為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)可視化、渠系配水等模型與算法的支撐。系統(tǒng)軟件主要功能模塊如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)軟件構(gòu)成框圖Fig.6 Software composition block diagram

3.2 數(shù)據(jù)通訊

通過設置定時中斷完成水閘運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集。在閘門靜止時，每1 000 ms一次輪詢各類傳感器；在閘門運行時，輪詢周期縮短至100 ms，以提高數(shù)據(jù)實時性。在獲得傳感器應答后,分別進行數(shù)據(jù)的CRC校驗、時序校驗和合理性校驗，以提高數(shù)據(jù)可靠性。如數(shù)據(jù)錯誤則返回錯誤代碼。

采用Socket通訊程序，將采集到的水閘運行狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至云端并接受處理，如圖7所示。在云端服務器初始化Socket后，與端口建立綁定，進行監(jiān)聽并阻塞，等待水閘端連接。灌區(qū)中所有水閘端均可以向云端發(fā)送建立連接請求。在與云端建立連接后，水閘端按照預定編碼向云端發(fā)送數(shù)據(jù)請求，此時僅發(fā)送有更新的數(shù)據(jù)，以降低運行功耗；云端接收數(shù)據(jù)并按預定格式解碼。若解碼成功，將更新云端數(shù)據(jù)，更新操作日志，然后把回應數(shù)據(jù)反饋給水閘端。雙方使用send()和receive()完成數(shù)據(jù)的全雙工發(fā)送。

圖7 水閘狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送與接受Fig.7 Transmission and reception of sluice running data

用戶通過訪問終端委托云端中間件向水閘發(fā)送控制指令，嵌入式模塊接受并執(zhí)行指令。水閘在執(zhí)行啟動和關(guān)閉指令時，電動機均采用變速方式，提高啟閉過程的平穩(wěn)性，如啟動時采用5 s爬坡啟動，中間勻速運行，停止時采用3 s減速停車。采用高分辨率絕對式編碼器獲得閘門實時開度。在水閘即將達到預設開度前，根據(jù)閘門運行速度，提前發(fā)出停車指令，減少閘門運動慣性帶來的定位誤差。

3.3 智能調(diào)度

智能調(diào)度是指用戶按照所在灌區(qū)不同區(qū)域不同時間不同農(nóng)作物的灌溉需求，制定灌溉方案，讓系統(tǒng)在渠系配水優(yōu)化模型的作用下，自動決定需要開啟或關(guān)閉的水閘及其運行模式、開啟時間、開啟時長、開度等參數(shù)設置，通過遠程遙控，自主完成灌溉任務，同時將運行結(jié)果數(shù)據(jù)反饋至用戶端供輔助決策。

渠灌系統(tǒng)由很多渠道串聯(lián)而成，每段渠道被水閘分割。某個水閘開度變化時，將引起閘門前后水位和流量的變化。將實時監(jiān)測獲取的閘后水位、流量與目標值的偏離量作為控制水閘開度的反饋輸入，建立基于水位、流量雙反饋的閘門開度云控模型，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)云端中間件。通過云端軟件包對水閘群的聯(lián)動控制，完成自動調(diào)水。假定下游用戶要在Ci段渠道取水，在穩(wěn)定輸水工況下，自動調(diào)水流程(圖8)如下：

(1)用戶向云端提出訂水請求，并告知需水量ΔWi。

(2)云端接受訂水請求，并遠程控制相關(guān)上游水閘G0～Gi開閘放水。

(3)實時監(jiān)測水閘Gi閘后水位Li、過閘流量Qi和累計水量，并發(fā)送至云端。

(4)云端中間件程序根據(jù)Li和Qi計算偏離量，進而求得此時Gi的閘門開度增量Δgi，并通過遠程控制，驅(qū)動閘門自動調(diào)節(jié);以此類推，讓所有閘門G0～Gi-1自動完成調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中防止各段渠道C0～Ci溢水。

(5)當調(diào)水量達到訂水量時，調(diào)水結(jié)束；否則重復步驟(3)、(4)。

圖8 水閘群控運行圖Fig.8 Working diagram of sluice group control

3.4 異常報警

圖9 水閘開啟時角速度變化曲線Fig.9 Angular velocity varying graph of sluice at opening stage

當水閘供電不足或者水閘未按指定指令執(zhí)行時系統(tǒng)將自動報警。前者通過對光伏控制器實時監(jiān)測電量來實現(xiàn)，后者根據(jù)旋轉(zhuǎn)式閘門開啟或關(guān)閉時的角速度變化規(guī)律作出判斷。水閘運行角速度ω為瞬時角度θ的變化率，θ可以通過開度儀實時監(jiān)測獲取。根據(jù)選用的開度儀和傳動機構(gòu)性能，預設合理上限角速度ωmax和下限角速度ωmin。在正常開啟時，ω值是一個逐步增速、勻速開啟(大于ωmin且小于ωmax)和逐步減速的過程，如圖9中的f0所示；如果值較長時間小于ωmin或趨于零，如f1，需要檢查水閘是否被異物堵塞；如果值較長時間大于ωmax，如f2，需要檢查傳感器或傳動機構(gòu)是否發(fā)生故障。

4 試驗

2017年8月，在浙江水利水電學院搭建模擬灌區(qū)，安裝了5扇試驗水閘，使用了阿里云服務器、云數(shù)據(jù)庫和云安全等服務，對本系統(tǒng)進行了為期15 d運行測試。試驗期間，使用不同配置的用戶終端設備在不同信號強弱下對本系統(tǒng)的遠程控制響應時間、閘門開度控制精度、水位控制精度以及傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)丟包率進行了測試，測試原始數(shù)據(jù)如圖10所示。測試結(jié)果表明APP遠程控制響應時間最長為0.5 s，最大的開度控制誤差1.2 mm，動態(tài)水位控制誤差為6.5 mm，網(wǎng)絡丟包率接近為零。此外，本系統(tǒng)采用了文獻[9]的閘門測流方法，在自由出流和淹沒出流2種狀態(tài)下的最大誤差分別為4.55%和8.29%。系統(tǒng)在測試期運行安全穩(wěn)定，云端數(shù)據(jù)管理便捷，響應速度快，運維成本低，并不需要配置專門的服務器、用戶終端設備和其他支撐環(huán)境。渠道水閘遠程控制APP、本地控制軟件及旋轉(zhuǎn)式閘門如圖11～13所示。

圖10 系統(tǒng)測試結(jié)果Fig.10 Results of system running test

圖11 渠道水閘智能控制APPFig.11 Intelligent control APP of canal irrigation sluice

圖12 本地控制軟件Fig.12 Local control software

圖13 旋轉(zhuǎn)式閘門Fig.13 Rotary sluice

5 結(jié)論

(1)以無線公共網(wǎng)絡作為傳輸媒介，在物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)架構(gòu)上進行了系統(tǒng)開發(fā)，利用云中間件實現(xiàn)了水閘終端與云端的雙向通訊，并使用移動APP作為用戶訪問終端，探索了利用新一代信息技術(shù)實現(xiàn)渠道水閘遠程監(jiān)測與控制的可行性。

(2)旋轉(zhuǎn)式閘門的結(jié)構(gòu)設計和電動機啟停的變速控制方式，降低了水閘開啟和關(guān)閉階段的驅(qū)動能耗，提高了水閘控制的可靠性。

(3)試驗結(jié)果表明，開發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)和云架構(gòu)的渠道水閘智能控制系統(tǒng)，運行安全可靠，響應速度快，控制精度高，運維成本低，可適用于農(nóng)田灌溉中小型渠道的輸水、配水的精準化控制。

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IntelligentControlSystemofCanalIrrigationSluiceBasedonInternetofThingsandCloudArchitecture

BAO Zhiyan1,2WANG Xuebin3ZHANG Haibo2ZHENG Gaoan2MA Dengchang2WANG Xuan2

(1.CollegeofComputerScienceandTechnology，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China2.InstituteofComputerApplicationTechnology,ZhejiangUniversityofWaterResourcesandElectricPower,Hangzhou310018，China3.NationalElevatorProductQualitySupervisionandInspectionCenter，ZhejiangProvincialSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Hangzhou310020，China)

The development of canal irrigation technology was briefly reviewed. In order to realize the precise control of irrigation canal water delivery in farmland, a remote intelligent control system of canal irrigation sluice was designed based on the Internet of things (IOT) and cloud architecture. The system was consisted of integrated rotary sluice, local control software, remote terminal access system and cloud middleware. Rotating structure was used to spool of the sluice in order to reduce the driving power consumption when opening and closing gates. An embedded local control system based on ARM was established to implement local control and data acquisition. Wireless communication module and photovoltaic power supply system were integrated to solve the problems of complicated wiring and difficult power supply in the field. Remote data transfer and control instruction delivery were implemented through database and cloud middleware in Ali cloud server. A cloud control model of gate opening based on double feedback of water level and flow was established to achieve intelligent operation of sluice groups. According to the rotating angular velocity variation of sluice at opening and closing stage, an abnormal warning method of sluice operation was put forward. Remote terminal access system, including B/S version and APP version was developed for users to monitor operation state data of the sluice group, remotely control any sluice, and carry out reasonable dispatch of water resources in the irrigation area. Experimental results showed that the remote intelligent control system had the characteristics of safe and reliable operation, fast response, high control accuracy and low maintenance cost. The intelligent control system of canal irrigation sluice could satisfy the precise control for water conveyance and distribution in the small and medium-sized irrigation canals.

canal irrigation; integrated sluice; remote wireless monitoring; intelligent control; cloud architecture; Internet of things

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.11.027

TV663; TP393

A

1000-1298(2017)11-0222-07

2017-08-27

2017-09-17

國家自然科學青年基金項目(41601461)、浙江省科技廳公益技術(shù)應用研究計劃項目(2016C32093)、浙江省水利廳重點科技項目(RB1314)、浙江省博士后優(yōu)先項目(201693)和浙江省重大科技專項計劃項目(2014C01048)

包志炎(1982—)，男，博士后，浙江水利水電學院副教授，主要從事智慧水利和制造業(yè)信息化研究，E-mail： baozhy0571@163.com

王學斌(1969—)，男，高級工程師，主要從事特種設備檢驗技術(shù)研究，E-mail： hzr18888@163.com