我國是一個(gè)缺水的農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)灌溉用水需求量很大,但我國農(nóng)業(yè)灌溉用水利用率較低。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展,我國政府大力推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè),實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)改造,提升農(nóng)業(yè)裝備自動化程度。近年來,為提升農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率,從國外引進(jìn)灌溉設(shè)備,其價(jià)格高昂、對操作人員的要求較高,但從安裝的灌區(qū)使用情況來看,存在設(shè)備發(fā)揮效益低、分水控制點(diǎn)孤島等問題。因此,研究灌區(qū)調(diào)水智能化技術(shù),開發(fā)灌區(qū)精準(zhǔn)調(diào)水智能控制系統(tǒng),對提升渠道輸水效率具有十分重要的意義。灌區(qū)精準(zhǔn)調(diào)水智能控制系統(tǒng)主要面向明渠灌溉分水調(diào)水應(yīng)用,實(shí)時(shí)采集渠系閘門終端的數(shù)據(jù)信息,通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算處理,根據(jù)用水需求對渠道上的智能閘門終端發(fā)送調(diào)水指令,并提供具有遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、灌區(qū)信息查詢等功能的Android客戶移動端和網(wǎng)頁端進(jìn)行輔助決策,智能調(diào)水與人工遠(yuǎn)程調(diào)水相結(jié)合的方法。灌區(qū)精準(zhǔn)調(diào)水智能控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中,應(yīng)用測控一體化智能閘作為調(diào)水智能終端,安裝于灌區(qū)農(nóng)田渠系,用于接受云端服務(wù)器經(jīng)計(jì)算處理后的調(diào)水指令,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)的調(diào)水灌溉;設(shè)計(jì)太陽能供電系統(tǒng),提升智能閘門終端在野外工作的穩(wěn)定性、可靠性。在軟件系統(tǒng)中... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國外先進(jìn)灌區(qū)的測控一體化閘門亞洲農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展較好的為以色列[12]

第一章緒論3道化實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，大力進(jìn)行灌區(qū)信息化建設(shè)，普遍采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，使灌溉用水的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)整個(gè)灌溉用水系統(tǒng)的智能化[13]�？偟膩碚f，在發(fā)達(dá)國家的灌溉調(diào)水系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)成熟[14]，主要反映在以下幾個(gè)方面：（1）灌溉農(nóng)田信息的采集技術(shù)成熟，灌區(qū)管理人員一般都會對存儲于計(jì)算機(jī)當(dāng)中的參數(shù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理。（2）灌區(qū)設(shè)備自動化程度高，尤其是滴灌設(shè)備[15]。（3）灌區(qū)管理軟件標(biāo)準(zhǔn)化。發(fā)達(dá)國家投入大量的人力物力進(jìn)行灌區(qū)調(diào)水軟件的標(biāo)準(zhǔn)化，開發(fā)了不少適應(yīng)各種灌區(qū)情況的灌溉調(diào)水上位軟件[16]。隨著灌區(qū)灌溉調(diào)水快速向信息化、自動化、高效化、智能化方向的發(fā)展,部分國家現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)智能灌區(qū)水平不斷提高[17]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國灌區(qū)信息化始于上個(gè)世紀(jì)80年代，經(jīng)過多年的研究投入，我國的灌區(qū)信息化取得了一定的進(jìn)展[18]。但大部分灌區(qū)依舊是采用“人海戰(zhàn)術(shù)”，自動化程度十分低下，大家熟悉的渠道和灌區(qū)影響如圖1-2所示，多為鑄鐵、木板閘門，抗腐蝕能力差，使用壽命短，手動開啟困難，工人勞動強(qiáng)度大；沒有計(jì)量功能，粗放式放水，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。圖1-2傳統(tǒng)灌區(qū)如今灌區(qū)信息化比較成功的案例有：杰莫朗河灌區(qū)改造工程中建立的智慧灌排管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對明渠閘門的遠(yuǎn)程監(jiān)控、操作，控制軟件通過對渠道歷史數(shù)據(jù)的分析幫助灌區(qū)調(diào)水人員制定高效率的合理供水計(jì)劃；�？谑械男畔⒒�(xiàng)目中，設(shè)立多個(gè)重點(diǎn)水閘及分水口監(jiān)測站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對明渠水位、流量及明渠狀況的

第一章緒論4實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在4個(gè)站點(diǎn)中設(shè)立對灌區(qū)降水量、空氣濕度等的監(jiān)測；清源灌區(qū)通過引入以色列的自動控制灌溉系統(tǒng)和水量管理控制系統(tǒng)降低水流損失約70%；甘肅省灌溉工程使用WEBGIS平臺，推廣使用高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)，提升了節(jié)水灌溉的精細(xì)化程度[19]。雖然試點(diǎn)工程建設(shè)方面，取得了一定的成果。但我國灌區(qū)自動化和信息化的整體水平相對于發(fā)達(dá)國家仍有顯著的差距，主要存在以下幾個(gè)方面的問題：（1）我國農(nóng)田灌溉大部分使用明渠灌溉，明渠閘門的自動化、智能化程度不高，閘門設(shè)備無法在條件惡略的野外環(huán)境高效正常運(yùn)行；（2）灌區(qū)信息采集節(jié)點(diǎn)較少，采集設(shè)備較為落后，使得灌區(qū)調(diào)水管理系統(tǒng)的反饋精度低，對灌區(qū)渠道的控制不夠精確；（3）灌區(qū)信息數(shù)據(jù)傳輸方式相對落后，極大部分灌區(qū)缺乏穩(wěn)定的傳輸手段，終端設(shè)備無法將數(shù)據(jù)快速匯總到調(diào)水管理中心[20]；（4）欠缺對于智慧灌區(qū)管理人員的培養(yǎng)，管理人員缺乏相關(guān)必備知識；（5）對采集到的灌區(qū)明渠信息數(shù)據(jù)沒有建立切實(shí)可行的信息數(shù)據(jù)庫方案。進(jìn)入本世紀(jì)以來，我國對于灌區(qū)渠道上的新型智能化控水裝備加大了研究的力度，水利部從國外引進(jìn)了一批先進(jìn)的閘門調(diào)水設(shè)備，但是由于灌區(qū)的水情差異較大，設(shè)備存在“水土不服”的問題，出現(xiàn)很多問題，使用成本高。十二五計(jì)劃中后期開始，我國開始加強(qiáng)水利信息化建設(shè)，在中西部缺水地區(qū)，農(nóng)業(yè)灌溉用水計(jì)量和用水效率成為急需解決的突出問題。自2011年起，北方工業(yè)大學(xué)率先在國內(nèi)開展閘門測控一體化技術(shù)研究，2012年在引黃灌區(qū)進(jìn)行第一代測控一體化計(jì)量閘門的應(yīng)用試驗(yàn)，2015年入選水利部推廣新產(chǎn)品目錄。目前研發(fā)的智能閘系統(tǒng)已應(yīng)用于山西、內(nèi)蒙、寧夏多個(gè)大中型灌區(qū)，如圖1-3所示。圖1-3北方工業(yè)大學(xué)智能閘的示范應(yīng)用工程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于模糊PID控制的節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉洪靜,李黎,高金輝.  節(jié)水灌溉. 2020(02)
[2]關(guān)于智慧水利的認(rèn)識與思考[J]. 張建云,劉九夫,金君良.  水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[3]灌溉農(nóng)田高效用水研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J]. 何振嘉,杜宜春,邱宇潔.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2019(S2)
[4]農(nóng)業(yè)智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 陳圣杰,沈希忠,趙立新,張樹行.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2019(S2)
[5]不同水文年型下水稻節(jié)水灌溉技術(shù)方案模擬與評價(jià)[J]. 陳凱文,俞雙恩,李倩倩,張夢婷,王煜,劉子鑫.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(12)
[6]基于GIS的大型灌區(qū)移動智慧管理系統(tǒng)研發(fā)[J]. 俞揚(yáng)峰,馬福恒,霍吉祥,李涵曼.  水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[7]南水北調(diào)中線干線節(jié)制閘過流公式率定及曲線繪制[J]. 李景剛,喬雨,陳曉楠,黃詩峰,高林.  人民長江. 2019(08)
[8]美國德克薩斯州高地平原區(qū)地下水灌溉管理方法研究[J]. 胡亞瓊,劉靜,廖麗莎.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2019(01)
[9]Android平臺數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)的研究及其實(shí)現(xiàn)[J]. 王璇.  信息技術(shù)與信息化. 2018(11)
[10]基于無線中繼系統(tǒng)的高清管道檢測儀信號傳輸系統(tǒng)的研究[J]. 毛駿,陳志,呂謝超,何嘉維.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(21)

博士論文
[1]基于XML/BACnet的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究[D]. 王中明.華中科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]微信智能硬件關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 戴江崚.西安電子科技大學(xué) 2017
[2]基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D]. 李瑩.天津大學(xué) 2017
[3]基于SQLite數(shù)據(jù)庫的智能糧情監(jiān)測Android客戶端設(shè)計(jì)[D]. 劉陽.安徽大學(xué) 2014
[4]Android手機(jī)端遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳晶.上海交通大學(xué) 2012
[5]水工閘門自動化監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用研究[D]. 邊黨偉.蘭州理工大學(xué) 2007



本文編號：3375493