灌区测控一体化闸门系统设计与试验

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运用矩形渠道平板闸门的过流量检测方法,然后融合信息采集、自动控制等技术,使该闸门系统具备渠道水位、闸门开度、过闸流量等参数的计量功能;采用对称双齿轮齿条作为平板闸门升降的传动机构,提升了闸门启闭运行的稳定性、安全性和效率;研制了基于PLC的现地闸门终端控制装置,具有闸门终端远程通信和自动控制的功能;开发了远程监控平台软件,包含手机端和电脑端,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结果】闸门终端工作性能稳定,系统具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,闸门开度控制的最大误差为1mm,网络丢包率接近于零,自由出流的测流误差小于4.6%,淹没出流的小于8.3%。【结论】因此,该系统适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。     

灌区闸门模糊控制器设计与应用

在灌区闸门远程自动控制系统中,现地控制单元承担着根据监控中心指令控制闸门开度及调节灌溉泄水量的任务,闸门实时控制的优化与否直接关系到整个灌区的灌溉效率和灌溉用水利用率.采用模糊控制技术设计的一种基于PLC的模糊控制器,对灌区闸门实施实时监控,可以有效地降低闸门动作频度,提高闸门的控制精度,从而达到优化和节约灌溉用水的目标.     

农田灌溉远程监控测控系统的开发

介绍了一种农田灌溉远程监控和测控系统的组成、功能和控制软件.系统由计算机进行远程监测控,根据4个电灌站及其灌区农田水位进行灌溉,实现对农田灌溉供水自动化控制.系统具有实时监控、测控、实时数据采集与保存以及视频数据保存、历史数据查询、打印等功能.     

基于WINCE和GSM的灌区用水远程监控系统

为了实现灌区水情信息的无线数据传输和接收处理,设计了基于WINCE和GSM的灌区用水信息专用接收、处理与发布系统.同时,在介绍了GSM,WINCE和AT指令的基础上,详细说明了使用PXA270嵌入式微处理器,通过AT指令控制 MC35 GSM模块实现远程SMS收发的方法.该监控系统解决了灌区传统水情信息监控的低效率、高成本和维护困难等问题.经测试表明,该监控系统的稳定可靠,具有较高的应用价值.     

灌区灌溉设施及农作物图像采集器设计

根据图像监测蕴含信息丰富而且信息直观、明了的特点,在分析总结国内外灌区信息化建设的基础上,研制出一套适合灌区应用的嵌入式Linux图像采集系统,实现图像的采集与处理;再利用3G无线传输"实时在线""自如切换""高速传输"等优点,实现图像的传输,设计了一种轻便小巧、低功耗的嵌入式系统来对灌区进行远程监测。     

节水灌溉自动控制系统研究

介绍了苏南某市节水灌溉自动化系统的设计。该系统利用计算机远程、实时采集各种数据，远程控制灌区泵站、阀门，以实现节水灌溉。系统控制软件是以delphi6为软件开发平台，采用三级结构的计算机远程自动控制系统。所有灌溉事件自动插入数据库。并自动形成各种报表，以便对灌溉数据进行统计分析。     

智能泵站PLC远程控制系统设计

智能泵站PLC远程控制系统采用现地控制设备PLC、无线通讯模块(智能远程控制终端)、YunPLC平台(公网云服务器)、上位机有机结合的方案。根据操作功能和无线传输等需求,搭建硬件系统和软件系统。系统可远程下载PLC梯形图程序;可通过OPC客户端组态软件、PC端/手机网页、手机短信、IOS、安卓手机APP等方式,实现远程监控智能泵站的功能。也可通过操作触摸屏等本地控制方式监控智能泵站。结合变频器多段速等节能技术,实现不同台位地块灌溉分频率运行。实现泵站远程监控、高效运行,减少操作劳动强度,改善操作维护人员的工作环境。     

浑北灌区渠首枢纽工程自动化监控系统

浑北灌区渠首枢纽工程自动化监控系统,分别由硬件及软件系统组成.介绍该系统的设计原则、基本功能、总体设计,系统的硬件以及灌区设备控制系统软件的设计等.系统采用以计算机控制技术和无线通信技术为核心的集控系统,对灌区渠首枢纽运行状态、水位、水量进行监控,并实现泵站视频监控图像上传灌区渠首监控中心,具有远程监测、远程与现场控制以及远程监视等功能.本系统已运行二年,运行情况正常并达到了设计要求.     

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GPRS的灌区自动化信息系统的设计与实现

灌区管理自动化是水利信息化的一个重要组成部分,在农业生产服务中发挥着重要的作用。该文设计的灌区自动化信息系统采用嵌入式技术和GPRS通信技术,采集各闸站的水情和工情参数,实现灌区的自动化管理,更好地为水资源调度和管理提供技术支持。闸站采用嵌入式处理器采集河流的水位、雨量和闸门开度等参数,采用GPRS方式发送给信息中心。信息中心将接收到的数据处理后存入服务器的数据库,客户端用浏览器通过Internet浏览各闸站的实时数据和历史数据。经长时间运行表明,系统可靠性高、实时性好,具有广阔的应用前景。该方案已在江苏省淮安灌区得到了实施。     

便携式水情信息终端的研究与设计

便携式水情信息终端,选用Intel Sitsang开发板和嵌入式linux作为系统平台,应用GSM技术进行数据通信.便携式信息终端接收各个现地水情测站以短消息发出的水位、雨量等实时数据,经过分析处理后写入数据库,同时具有图表形式的查询和统计功能,并在紧急水情时向用户发出警示,为水资源调度、防汛指挥等提供服务.     

基于水位流量关系的量水计研制与测试

为克服传统量水设施的不足,促进灌区灌溉水情的实时监测,研制和测试了一种基于水位流量关系的量水计。该量水计由水位传感器、模数转换器、单片机、电源、控制盒组成,其测流方法是:水位传感器实时采集水位数据,通过水位流量关系推算渠道流量,再按时段对水量进行累计得到灌溉水量,可实时读出或存储渠道水位、流量及灌溉水量数据。在高邮灌区的实验表明,该量水计与高精度板闸流量计的量水结果相近,相关系数为0.986,平均相对误差为4.48%,满足渠系量水的精度要求。该量水计具有成本低廉、使用方便、量测精度较高的优点,适合在中小型灌溉渠道推广应用。     

基于GPRS的灌区水情远程监测系统研究

针对灌区传统水情信息监测方法时效性低、成本高、维护困难等问题,提出了以ARM微控制器和GPRS通信模块构成的水情远程监测系统的设计方案,并详细介绍了该系统结构和各功能模块的软硬件设计及实现方法.测试表明,该系统运行稳定可靠,具有较高应用价值.     

基于Web的日光温室地暖远程测控系统设计

聚焦日光温室地暖远程测控系统硬件系统设计和软件编程关键技术开发,重点围绕实现对不同位置点温度、湿度等环境参数的实时监测及系统作业状态的远程控制展开深入探讨。研发了基于Web平台的日光温室地暖网络化测控平台,设计了图形化人机交互界面,实现了采集参数图像化显示、数据统计处理与保存、视频图像无线传输以及系统作业状态远程智能化管理等功能,有效提升了日光温室地暖控制系统的智能化和自动化水平。     

基于OFDM信道和远程监控的果园采摘机器人设计

随着网络和远程控制技术的发展,基于移动互联网的智能机器人成为未来机器人的发展方向。到目前为止,采摘机器人还很少采用移动互联网进行远程监控,如果将移动互联网应用到果园采摘机器人的设计上,将会大幅度地提高采摘机器人的实时在线控制水平,提高多机器人编队控制能力。为此,提出了一种基于OFDM信道估计和远程监控网络的果园采摘机器人设计方法,并结合果实图像的分割、归一化、细化和增强技术,提高机器人果实图像的识别能力。通过夜间对采摘机器人平台的测试发现:机器人在加入信噪比的干扰信号情况下,采用OFDM传输系统的机器人信号发送端和接收端的信号吻合程度很高,误码率很低,为新式智能远程控制采摘机器人的研究提供了较有价值的参考。     

基于信息融合的灌区水情预测方法研究

引入信息融合理论,通过在系统输入变量上叠加"干扰流量",基于对灌区用水模糊特征分析估计其不确定性,实现分散且孤立的实时监测数据之间的关联,使系统保持必要的信息冗余,进而实现灌区水情信息融合。该方法可用于建立具有跟踪和预测能力的灌区实时仿真系统,克服了信息融合理论用于非线性时变系统的诸多限制,扩展了信息融合理论在系统关系确定的民用领域的应用。     

作物数字图像远程实时获取方法研究

作物图像获取方法是应用计算机视觉技术监测作物长势的首要问题。为此,对作物数字图像远程实时获取方法进行了研究。研究的作物数字图像远程实时获取系统由图像获取设备、下位机、数据传输系统、Web服务器和客户端等部分组成,包括用户管理与系统维护、数据库管理、图像获取与设备控制和数据处理与发布4个功能模块。系统利用带无线传输功能的数码相机和高清晰网络工业相机作为作物数字图像获取设备,并给出了图像获取设备的5种安装形式:移动车载、固定形式、滑动导轨、云台和综合形式;系统在图像获取设备到下位机之间采用有线或微波无线的传输方式,从下位机到Web服务器再到客户端采用Internet网络连接,通过增加带宽可以显著提高图像信息的传输速率;系统利用直接存取法建立作物图像数据库,并利用Web信息系统实现了作物图像信息的实时发布。     

计算机远程通讯控制技术

本文研究了远程通信的原理,在此基础上,我们设计了一套远程通讯控制的系统,通过远程控制技术的分析实现网络的管理,现在的远程控制已经能够达到从网络的一端完全控制另外的计算机,从BIOS的设置、系统的启动直到控制系统的整个过程,研究分析3种远程控制方式,在本系统开发过程中,借鉴了现今市面上多数远程控制系统的技术,同时对上述3种方式进行了系统的归纳,使得本系统同时提供上述3种方式,由用户进行选择来实现远程控制。     

数字传媒交互式技术在采摘机器人远程控制中的应用

在采摘机器人远程控制系统的设计过程中,为了提高采摘机器人的智能化水平,基于数字传媒交互式学习技术引入了机器人远程控制交流交互系统,利用语音指令的方式实现管理员对采摘机器人的远程控制。在交流交互过程中,首先由远程监控端采集采摘机器人作业视频,然后利用投影技术进行投影,管理员根据实时作业情况对采摘机器人发出控制指令,以提高采摘机器人的作业质量。为了验证方案的可行性,对采用交互式系统的采摘机器人进行了测试,结果表明:采用交互系统后采摘机器人的远程控制精度有所提高,交互性系统的引入对于提高采摘机器人的作业质量具有重要的意义。     

基于嵌入式Linux的灌区信息采集系统设计

针对灌区管理领域中对灌区现场信息进行实时监测的实际需求,基于ARM9硬件平台以及嵌入式Linux操作系统设计和实现了一种灌区信息采集系统。该系统以嵌入式微处理器S3C2440为核心,通过温湿度、降雨量传感器和COMS摄像头采集灌区多点的气象及图像信息,利用socket套接字通过3G网络平台将数据信息发送到PC上位机监测中心,实现了灌区信息采集、传输、处理的自动化、无线化,提高了灌区数字化管理水平。