基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统

为了实现农田明渠灌溉的精准化控制,设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统,系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计,降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统,实现水闸运行的本地控制和状态数据采集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统,解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数据中心,部署中间件,实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型,实现水闸群智能运行;根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律,提出了水闸运行异常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统,实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度,适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。     

基于物联网的智能闸门控制系统

为提升灌区明渠调水利用率,文章设计了一种基于物联网的智能闸门控制系统,系统由智能闸门控制终端和Android远程控制软件组成。集成基于ARM开发的智能闸门终端,实现对闸门的现场控制和终端数据采集;开发Android远程控制软件,通过搭建的云服务器数据中心实现对明渠调水的远程控制,按需调水。实际应用表明,该系统实现了对智能闸门的智能控制和合理调水,能有效提高灌区明渠调水的利用率。     

基于ARM的明渠区域动态调水控制系统开发

开发一种明渠区域动态调水控制系统。研究农业灌溉信息化和自动化技术、动态调水解耦控制算法,设计基于ARM的机电集群设备联动协同控制的区域动态调水硬件控制系统。其中包括无线通信模块、提水控制终端、蓄水调解终端、动态调水控制终端、互补供电切换控制终端等。开发调度管理上位软件,实现对明渠区域动态调水的多点集群联调协同控制。在灌区进行应用性试验,实验结果表明:明渠区域动态调水控制系统运行稳定,操作简单,实现明渠区域灌溉分水、动态调水的信息化自动化管理,可有效提高农业水利用率和灌溉效率。     

大型灌区渠道闸门一体化测控系统

基于自动化控制、网络通信和测量等技术,设计并研发了能够实现信息采集-处理-决策-信息反馈-监控-共享一体化的灌区闸门测控设备,并在甘肃省景电灌区进行了应用和验证.结果表明:渠道闸门一体化测控系统实现了灌区流量数据自动监测、收集和计算分析,提高了计量精度;能够对数据进行存储、查询与展示,实现了数据的共享,形成了灌区水资源管理数据库;实现了渠道流量远程自动控制与调节,提高了管理水平和管理效率;实现了智能手机远程操作,提高了办公效率.灌区闸门测控一体化测控系统的实施减少了灌区现场维护的次数,降低了设备运行成本,极大地提高了灌区水资源管理效率.研究成果可为中国大型灌区水资源科学管理提供有力的技术支撑,对闸门量水测流技术进步进行了有益的探索.     

小水电站远程监测系统

小水电站远程监测系统解决了边远地区的小水电站运行状态数据的自动监测问题,实现了小水电站调度和管理的信息化,提高了效率,节约了成本。详述了该系统的组成和功能、监控中心和远程终端的设计,并给出了终端防雷击的措施和实际效果。该系统已运行在江西吉安市的多个县电力公司。     

基于ADAM5510和GSM的水渠水位远程测报系统研究

介绍了一种基于ADAM5510和GSM实现水渠水位远程自动测报的系统.具体给出了系统结构、工作原理,着重论述了利用GSM实现远程通信的方法.目前,该技术已实际应用,成功地实现了水位信息的自动采集、存储、远程通信及实时查询,并能根据水位实现闸门的自动控制.     

基于远程监控的农业气象自动采集系统设计

针对传统农业气象观测和当前传感器技术系统、方法存在的不足,设计了一套基于远程监控的农业气象自动采集系统,其硬件设备由农田小气候信息采集前端、视频图像信息采集前端、数据采集装置、数据传输装置和供电设备组成。该系统实现了农田小气候和视频图像信息参数采集与传输的高度集成,自动采集降水量、气温、空气湿度、风速、风向、光合有效辐射、土壤温度、土壤湿度和农作物视频图像信息,并通过远程客户端软件实现各要素信息的实时动态显示和远程监控。通过在郑州市、鹤壁市、温江市和荆州市开展的采集试验和系统试运行表明,系统显示出较好的稳定性,农田小气候和视频图像要素数据的采集、传输、动态实时显示与远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。     

灌区测控一体化闸门系统设计及应用

灌区水资源的合理利用一直是我国发展节水型农业的关键。为了缓解疏勒河灌区用水矛盾,基于原有渠道闸门研制出测控一体化闸门系统。系统由安装于渠道上的自动计量闸门和运行于远方中心站的调水控制系统组成,能够根据目标过闸流量或过闸总水量实现闭环控制,做到按需供水。试验表明,该系统实现了渠系闸门的智能控制和田间用水的合理分配,功能完备、可靠性高、操作和维护便捷,能够有效提高灌区水资源的利用率。     

花生收获机实时测产远程监测存储系统设计——基于智能路由器

为了解决花生收获过程中的实时自动测产及远程数据监测存储问题,设计了基于智能传感器的花生收割机实时测产远程监测存储系统,提出了一种新的测产机械结构和方法,并利用智能路由器加密通道建立了一套API框架体系,实现了测量数据的远程传输与实时共享。试验结果表明:收割机终端测产值与智能路由器传回至服务器的数据相对误差绝对值小于5%,数据传输速度快,具备较大的扩展性,验证了测产系统的可行性、可靠性和准确性,应用前景宽广。     

基于WinCE系统和GPRS的远程车载数据采集与监控系统

为了满足汽车道路疲劳试验的数据远程采集与实时监控的要求,开发了基于WinCE系统和GPRS通讯网络的远程车载数据采集监控系统。车载终端采用嵌入式PC作为核心,利用外围电路接口连接A\D模块、CAN总线模块及GPS\GPRS模块;在WinCE系统上开发软件,协调车载终端内部各个模块工作、运算、及数据处理与存储,通过GPRS通讯模块将关键数据发送到监控中心,实现了汽车道路疲劳试验的远程数据采集与监控。     

Automatic regulator for channel flow control on flooded rice

The low efficiency water control provided by sluice gates and weirs used in the flooded rice tillage system in Rio Grande do Sul, Brazil, have caused significant water losses. Such devices are utilized to control the water flow from the main to the secondary channels. The water flow through the gates is highly influenced by the water depth fluctuation in the main channel. The purpose of this work was to construct and evaluate a flow regulator to reduce flow variations in the secondary channels, resulting from water level fluctuation in the main channels. The prototype operates with a float that prevents the water head variation over the water passage orifices. The regulator flow control was compared to the sluice gate flow control. Both structures were installed at a lateral inlet, and the depth of water in the main channel ranged from 70 to 90 cm. The flows from the regulator and sluice gate were measured with “H” flumes. To relate the flow provided by the regulator to the water head over the water passage orifices, the regulator was submitted to six different water heads, ranging from 5 to 30 cm. The comparison between the structures showed that both presented variation in the controlled flow. However, the flow control provided by the automatic flow regulator was more effective than that provided by the sluice gate. The controlled flow variation was 5.5% for the automatic flow regulator, and 23.7% for the sluice gate. Regulator flow analysis for the different water heads showed that it can operate with flows ranging from 24 to 49 L s⁻¹. Comparing the sluice gate to the automatic flow regulator, the latter is a more efficient flow control device, reducing the waste of water.     

宽顶堰平板压差式量水闸过流规律

灌区水量的测量问题正日益受到关注。对于平原灌区，研究利用以淹没出流为主的工作闸门进行渠道量水具有现实意义。基于孔板式流量计的测流原理，提出一种平板压差式量水闸门。选择不同闸门开度e与闸门上游水深H组合，通过室内试验研究分析了闸孔淹没出流的相关测流规律，得出实用的流量系数经验公式。结果表明，该型闸门结构简单，取压方便，量水精度较高，集水位流量调控与测量为一体，适合应用于平原灌区。     

气流输送式播种机测控技术研究进展

气流输送式播种机具有适应性强、作业速度快、作业效率高等优点,也是国内播种机未来的发展方向.气流输送式播种机智能化测控技术包括种箱料位、堵塞和流量、播深等检测技术,以及风机速度、排种轴驱动、播深、播量、播种行等关键参数自动控制技术.针对这些关键技术,在归纳各项技术优缺点的基础上,讨论我国气流输送式播种机在排种器性能、动力...     

基于水动力学模型的渠道流量控制系统研究

针对渠道流量较大、水流条件复杂的流量测量问题，提出一种水动力学模型的渠道流量计算方法，并以此搭建基于水动力学模型的渠道流量控制系统。首先建立水动力学数学模型，采用两点水位量水法计算渠道流量，即在闸门上、下游选择两个断面，利用水位传感器实时测量断面水位数据，通过上位机求解水流控制方程得到两处断面的流量，取均值作为渠道的流量值，其次结合PLC搭建渠道流量控制系统，根据调度要求控制闸门的启闭，实现渠道流量的精准控制。在加大供水流量、水流条件复杂条件下，流量计算结果与多声道超声波流量计所测数据相比，平均偏差率小于5%。通过试验研究表明：控制系统流量控制误差为0.514%，系统响应时间小于200 ms，平均无故障运行时间大于10 000 h。控制系统的研究为后续渠道流量调度工程建设提供理论依据和案例支撑，具有较强的应用价值。     

气送式高速玉米精量排种器导流涡轮设计与试验

为了提高气送式高速玉米精量排种器的工作性能,设计了3种结构类型的导流涡轮,通过计算流体力学(Computational fluid dynamic, CFD)方法模拟仿真与理论分析得出,导流涡轮可有效提高排种器内部空气的流动性,增大外圈型孔处空气流速流量,增大压覆作用力,且具有较大迎风角和具备曲线结构的导流涡轮C具有较好的扰动性和导流性,效果最佳。为了获得安装有导流涡轮C排种器的最佳性能参数,以工作速度、种子喂入量和气送风压为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为试验指标进行三元二次回归正交旋转组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了各因素对指标的影响关系。采用多目标优化方法,确定最佳参数组合为：工作速度为9.8km/h、种子喂入量为1.8kg/min、气送风压为8kPa。此时,排种器合格指数最高,其性能指标为合格指数91.32%、漏播指数2.83%、重播指数5.85%。对优化结果进行对比验证试验,在相同条件下与未安装导流涡轮的排种器进行对比表明,安装导流涡轮可以有效提高排种器工作性能。     

农业灌溉远程控制系统的设计

以黑龙江垦区大面积的水稻灌溉为研究对象,开发了基于嵌入式系统、远程无线传输技术以及数据库技术的农业灌溉远程控制系统。该系统设有中央控制器、水位检测及闸门控制系统、泵群控制系统3个部分,通过GSM网络进行数据通信,按水稻的需水量进行较为精确的自动灌溉,从而节省了水、电及人力资源。     

双向钢闸门反向挡水启门力CFD分析与减载对策

为解决工程中发生垂直提升式双向挡水钢闸门反向挡水时,启门力过大,常规选用的启闭机启门力不足等问题,以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,对反向挡水启门过程中的闸门进行受力分析,采用CFD方法计算闸门不同开高时的过流流场和水流对闸门的作用力,计算启门力,并实测验证,分析启门力影响因素和增大的原因,提出采用增大横梁排水孔面积的方法减小启门力,采用Ansys Workbench对排水孔加大后的闸门横梁强度进行校核.结果表明:启门过程中,下泄水流冲击闸门底部主梁上表面,造成上下表面压力差,是启门力增加的主要原因;增大排水孔面积,启门力呈线性规律下降,同时,由于水流对闸门水平作用力减小,主梁最大应力减小,强度能够保证.当排水孔面积增大到原面积8倍时,启门力下降7.6%~11.9%,效果显著.成果对于改进双向挡水闸门设计、减小启门力、保障启门安全具有重要意义.     

农田二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统优化设计与试验

为准确测量农田近地层二氧化碳浓度梯度分布，降低人为测量所产生的干扰误差，设计了一种二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统。该系统由机械采集模块和系统控制模块组成，机械采集模块负责采集气体，系统控制模块实现二氧化碳浓度的自动测量，测量系统在农田中自动进行二氧化碳浓度梯度分布的测量，并采用无线传输技术将测量数据发送至服务器。阐述了测量系统的总体结构以及各模块设计方法，运用Fluent软件模拟了二氧化碳测量的抽气过程，分析优化了测量管路间隔与抽气速度、管道直径的关系，并进行了测量系统室内标定和现场二氧化碳浓度测量试验。试验结果表明，该系统能够较好地测量农田二氧化碳浓度梯度的分布，测量误差不大于4.17%，实现了农田信息的自动获取，对二氧化碳碳汇信息计算具有重要意义。