[发明专利]节水型农业生态信息采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及采集控制设备，特别是一种农业灌区的节水型自动化管理控制设备。

背景技术

我国是一个农业大国，又是一个水资源极其短缺的国家，人均水资源拥有量仅相当于世界平均水平的1/4，耕地单位面积占有水资源量仅为世界平均水平的3/4。灌溉用水的浪费现象又十分严重，利用率只有40%左右。尤其西部地区干旱少雨，水资源成为制约西部地区发展的瓶颈。要在如此干旱的地区发展现代农业，就必须节约有限的水资源，合理利用水资源。 我国高新节水灌溉技术推广普及程度低，灌溉的水利用率极低，水资源浪费现象严重。因此，采用现代化手段，建设水资源实时监控系统，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。

在传统的水资源调度中，通常是用人工控制的落后模式，现场操作笨拙、信息传输缓慢、响应迟钝、费时耗力、投入大成效低。另外需要改变部分灌区现有PLC水资源调度系统的控制方式，解决其成本高、供电要求严格，难以适应西北恶劣自然环境的瓶颈问题。针对北方，特别是西北地区干旱少雨、年蒸发量大，农作物种植面积大、灌溉时间集中，灌区水渠系统（干渠、支渠、斗渠等）庞大、测控站点分散遥远的现状，需要解决水渠系统量大面广、通信距离长难以维护等困难及传统水资源管理方式使用成本高、资源利用效率低，存在随意性，浪费严重等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节水型农业生态信息采集系统。

本发明是节水型农业生态信息采集系统，根据采集的信息对闸门驱动设备进行控制，该系统由主控制模块、多传感器设备、数传模块、电源模块、闸门驱动设备、视频图像采集器组成，其中主控制模块由微控制器1、键盘2、LCD3、实时时钟4、数据存储器5、ADC6、在线编程调试接口7、串行接口18、光电隔离电路15、USB19组成；传感器设备17由翻斗式雨量传感器2-4、风速仪2-5、温度传感器2-6、土壤含水分传感器2-7、蒸发量传感器2-8组成；数传模块有GPRS/3G 8、光纤9三种通信接口；电源模块是太阳能10和蓄电池12的供电方式，主要包括充电电路11、电源管理电路13和电源电压检测电路14；

灌区内水文、气象、环境数据自动采集、存储、处理、传输功能是通过上述多传感器设备采集数据信号，将这些微弱的电流信号通过光电隔离电路2-3和信号调理电路2-2后送入到信息采集器2-1的ADC6中进行采集；微控制器1将存储器5内的数据和实时时钟4的数据转化成适合串口18通信的Modbus通信协议形式，通过通信模块将数据上传监控中心并在中心地理信息系统上更新显示数据，通过专家系统实现多传感器数据的信息融合做出决策的一体化；通过雨量传感器2-4采集降雨量信息；通过风速仪2-5采集当地风速；通过温度传感器2-6采集温度；通过土壤含水量传感器2-7采集土壤墒情；蒸发量传感器2-8采集土壤的蒸发量信息；

远程闸门监控是由水位传感器3-2、闸门3-3、光电编码器3-4、闸门驱动装置3-5、视频图像采集器组成，其中视频图像采集器包括解码器3-6、云台3-7、视频摄像机3-8，监控中心通过水位仪3-2采集闸门3-3前后的水位数据后，根据供配水计划控制闸门3-3的开度；闸门3-3的启闭是由生态信息采集器3-1的控制模块控制闸门驱动装置3-5来实现，其中控制模块集成了模糊PID控制算法，在对闸门远程控制的过程中，视频图像采集器能对闸位进行视频监控，其通过USB19将图像数据存入生态信息采集器3-1的存储器5内，并压缩上传至监控中心以达到对闸门实时监控的目的。

 本发明提供了一个现代化、智能化的技术支持平台，通过对灌区水资源进行自动控制和优化配置及调度，提高了农业灌溉用水的效率，减少了水资源的浪费和用水调度的随意性，提高了量水的准确性、实时性以及水资源分配和调度的合理性，减轻了工作人员的劳动强度，达到了农田灌溉节约用水，节省成本费用，促进灌区的增产增收的目的。

附图说明   

图1是本发明节水型农业生态信息采集器结构图，图2是本发明水文、气象、环境信息采集结构图，图3是本发明闸门监控结构图。

具体实施方式