井灌区灌溉管理无线遥控遥测系统的研制与应用.pdf

水利水电技术第卷年第期

井灌区灌溉管理无线遥控遥侧
系统的研制与应用

李亚民‘,赵辉,,邵景力’,李慈君‘,高胜国,樊向阳“
中国地质大学水资源与环境学院,北京《兀旧
水利部农田灌溉研究所,河南新乡

【摘要】以数学模型为基础,采用计算机技术、微控制器技术、遥控遥测技术和通讯技术,构建的井
灌区水资源管理遥控遥测系统具有功能强、成本低、操作简单的特点,系统地提高了灌区管理水平和水
资源的利用率,同时有效控制地下水的开采,为井灌区水资源管理的信息化莫定了基础该系统已在多
个灌区得到应用,促进了灌区节水工作的开展
【关键词】井灌区灌溉管理自动化人工神经网络单片机
中图分类号佗文献标识码文章编号拟一以一加一

子站发出控制指令,再由子站回传现场工作状态包括

引言,
指令执行情况构成闭环控制
井灌区的建设与发展对灌溉农业和农村经济发系统硬件设计
展起着举足轻重的作用随着生产的发展和技术的进系统硬件电路设计是在保证设备性能要求的前提
步,现有的灌区运行管理方法和装备已不能满足农业下,以低成本元器件和成熟电路为基础,以利于产品在
生产实践的需要,如灌区运行的集中管理、灌区地下农业生产中的推广和应用总控模块数据传输流程如
水资源均衡控制、灌水的实时性、单井水费计算等,造图所示
成灌区工程效益下降为保障农业生产的持续增长,微处理器
保证灌区在不对水环境造成破坏的前提下合理高效运系统采用美国公司生产的微处
行,急需研制一套灌区现代化运行管理设备井灌区理器,是一种低功耗、高性能的
水资源管理自动化系统是将计算机技术、单片机技术、处理器,片内包含有月口存贮器和
通讯技术、遥控遥测技术综合应用于井灌区,根据区域,该芯片采用公司高密度非易失性存贮

、
水资源状况机井工程布局及灌溉配水计划,设定系统技术,指令系统与兼容,个位口,个常
运行参数,自动对井群系统运行进行控制、监视和事故数可自动重装的位定时器和个位定时计数
处理该系统可直接降低灌区运行管理费用,提高灌溉器,个中断源,个中断优先级由于系统总线的挂
保证率,为灌区农业实现高产、优质、高效、低耗提供有接器件较多,的驱动能力不够,为此增加一
力保障,对于实现区域水资源的优化配置和井灌区运片总线驱动器考虑到主控站与子控站及微
行的科学管理、充分发挥井灌工程效益具有重要意义机与主控站之间串行通信的需要,晶振频率采用

系统设计
眨兮巧单片机控制软件由冉与抽正
,系统组成两种编程语言完成,由于语言具有较好的可移植
系统由主站中央控制室和子站机井测控现

,
场组成控制方式为主站向子站发送控制指令子站收稿日期一刀

,,
回传现场工作状态经过主站计算机分析处理后向作者简介李亚民一,男,内蒙古赤峰人,博士研究生

·
肠犷。“肥口姗石心认亡州蟹为,,,场
李亚民,等井灌区灌溉管理无线遥控遥测系统的研制与应用

,
廷时时间、重发次可靠的情况下可以有效地减少硬件的投人和频率资
教等初始化设里
源的占用数字电台由调制解调器芯片以和无线
丫,
计算机抽出受控子站地收发模块组成采用双无
址和操作指令等致据线传输链路,通讯距离最大为
直流电源
,
计算机滴总控棋块标志位,,
同时启动总控棋块进入数由于本系统一般在农村使用电源电压不稳为了
据发送程序提高系统可靠性,主板电源采用直流开关稳压电

,、、,
计算机延时,处理源开关电源稳压性能好效率高发热小可以提高系
其他任务
统的热稳定性控制继电器的电源与控制电磁
阀的电源由普通直流电源供电
软件设计
进入故降
,
处理程序系统控制软件包运行在平台下利用
计算机接收及处和联合编程,采用组件技术

理子站救据,
和虚拟仪器技术,易于扩充和维护,系统操作简单虚
图遥控遥测总控模块数据传输流程拟的控制面板和各种工作状态指示均以形象化的动态
性,因此单片机等硬件设备易于升级图形方式显示在微机屏幕上,直观方便,除控制总站电
转换器源开关外,全部操作均通过鼠标完成,硬件开支少,故
本系统可采集的模拟量包括三相交流电压、三相障率低程序界面如图所示系统包括个功能模块

、、、
交流电流、管道水压、流量、电动阀开度、负荷电系统设置实时监测数据管理预报模型及在线帮助
源电压、电流、交流继电器采样电压、土壤湿度,
由于各种模拟信号强弱不同,因此这些信号须分别经
特别电路进行预处理后才可进行用转换系统采
用的转换器为的模拟通道
为路,与的接口电路简单方便,
采用中断方式处理转换数据
图系统主控软件界面
时钟模块
可以向本系统提供完整的年、月、日、系统设置

、
时、分、秒时间数据,同时还可提供中断信号本系统该模块完成系统参数设置,包括灌溉用户名开关

、、
利用作计时器,利用其时间中断信号作为定机定时设置地下水水位允许下限值允许开采量等参
时器数的设置这些参数可根据本软件系统地下水