CN109343358A - 一种灌区智能用水决策信息化结构体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灌区智能用水决策信息化结构体系，涉及灌溉技术领域,包括智能终端模块、智能决策模块、信息监测模块、水量管理模块、水量预测模块、消息发布模块、用水申请模块、水费管理模块、协同办公模块和意见反馈模块。本发明根据灌区智能化用水调控的实际需求设计，不仅能够对灌区信息进行智能监测，而且能够根据灌区的实际情况进行智能化、合理化用水，综合管理灌区用水，提高了灌区信息化管理系统的体系性和各数据库间的关联性，有助于实现灌区资源的科学配置和优化调度，突出了灌区用水管理中信息共享性强、决策调控智能化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及灌溉技术领域，特别涉及一种灌区智能用水决策信息化结构体系。
背景技术
灌区信息化是提升灌区管理服务水平和降低运行成本的有效手段，随着信息通信技术的迅猛发展以及各行各业对管理手段信息化的要求，我国于2002年启动了大型灌区信息化建设试点，截至2015年，共有59处灌区开展了信息化建设试点，91处灌区不同程度参与了有关信息化管理内容的建设。通过信息化建设，灌区的工程设施安全运行得到保障，灌区综合管理水平、水资源优化配置能力及利用效率有了进一步提升。
灌区信息化建设是集计算机技术、通信技术、传感器技术、物联网技术等多项技术的综合应用与实践，其主要内容一般包括：灌区数据库、信息采集系统、通信系统、计算机网络系统、用水决策支持系统、渠系控制系统、办公服务系统等的建设。
但是,我国灌区用水管理的信息化建设目前总体上还处于比较低的水平，主要是灌区信息化结构体系的标准化程度低，缺乏统一的、有针对性的规程和标准；信息标准化接口模式还未形成，数据的分类、定义不规范，数据系统的兼容性差，数据库结构多种多样；导致低水平重复开发，无法实现灌区信息化应用系统的通用与信息共享，所以就需要一种灌区智能用水决策信息化结构体系。
发明内容
本发明实施例提供了一种灌区智能用水决策信息化结构体系，用以解决现有技术中存在的问题。
一种灌区智能用水决策信息化结构体系，包括：
智能终端模块，用于输入水量管理数据、消息发布数据、用水申请数据、水费管理数据、协同办公数据和意见反馈数据并发送到智能决策模块，所述智能决策模块接收水量管理数据并发送到水量管理模块，所述智能决策模块接收消息发布数据并发送到消息发布模块，所述智能决策模块接收用水申请数据并发送到用水申请模块，所述智能决策模块接收水费管理数据并发送到水费管理模块，所述智能决策模块接收协同办公数据并发送到协同办公模块，所述智能决策模块接收意见反馈数据并发送到意见反馈模块，
信息监测模块，用于采集灌区包括视频数据、气象数据、水质数据、土壤水分数据和作物生长状况数据在内的灌区信息数据，并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述智能决策模块接收灌区信息数据后发送到水量预测模块，同时发送到数据存储模块进行存储；
水量管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量管理处理，并将水量管理处理的数据结果发送到水量预测模块，同时发送到所述数据存储模块进行存储；
水量预测模块，用于接收所述信息监测模块发送的灌区信息数据和所述水量管理模块发送的水量管理处理的结果数据并进行预期水量预测处理，并将预期水量预测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
消息发布模块，用于接收所述智能决策模块发送的消息发布数据后进行消息发布处理，并将消息发布处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
用水申请模块，用于接收所述智能决策模块发送的用水申请数据后进行用水申请处理，并将用水申请处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
水费管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费管理处理，并将水费管理处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
协同办公模块，用于接收所述智能决策模块发送的协同办公数据后进行协同办公处理，并将协同办公处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
意见反馈模块，用于接收所述智能决策模块发送的意见反馈数据后进行意见反馈处理，并将意见反馈处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
较佳地，所述信息监测模块包括摄像头、气象监测仪、水质传感器、土壤水分传感器、作物生长监测诊断仪，所述摄像头用于拍摄灌区视频数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述气象监测仪用于采集灌区的气象数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述水质传感器用于采集灌区水的水质数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述土壤水分传感器用于采集灌区土壤水分数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述作物生长监测诊断仪用于采集灌区作物的生长状况数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块。
较佳地，所述无线通信模块的通信方式包括：光纤通信、无线自组织网络、GPRS/4G、NB-IoT、LoRa。
较佳地，所述智能决策模块内部设有中央处理器，所述中央处理器采用51单片机，所述51单片机根据接收到的数据完成智能决策算法的运行，所述智能决策模块还包括：
作物需耗水模型：用于计算灌区内作物的耗水量，并预测作物的需水过程；
水量配置模型：根据作物需耗水模型的计算结果以及用水单元的需求进行水量配置，所述用水单元包括农业用水、工业用水、生活用水、环境用水；
水资源调度模型：根据防汛抗旱、生态保护、补源灌溉、水库调度的需要进行地表水和地下水的联合调度。
较佳地，所述水量管理模块包括水量监测模块、闸门控制模块和泵站控制模块，所述水量监测模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量监测处理，并将水量监测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述闸门控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行闸门控制处理，并将闸门控制处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述泵站控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行泵站控制处理，并将泵站控制处理的的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
较佳地，所述水费管理模块包括水量计量模块、水费统计模块和成本统计模块，所述水量计量模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水量计量处理，并将水量计量处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述水费统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费统计处理，并将水费统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述成本统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行成本统计处理，并将成本统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
较佳地，所述协同办公模块用于灌区行政管理中公文流转、通知公告、邮件收发、事务处理。
本发明有益效果：本发明根据灌区智能化用水调控的实际需求设置，不仅能够对灌区信息进行智能监控，而且能够根据灌区的实际情况进行智能化、合理化用水，综合管理灌区用水，提高了灌区信息化管理系统的体系性和各数据库间的关联性，有助于实现灌区资源的科学配置和优化调度，突出了灌区用水管理中信息共享性强、决策调控智能化的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种灌区智能用水决策信息化结构体系的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种灌区智能用水决策信息化结构体系的信息监测模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种灌区智能用水决策信息化结构体系的水量管理模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种灌区智能用水决策信息化结构体系的水费管理模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
参照图1-4，本发明提供了一种灌区智能用水决策信息化结构体系，包括：
智能终端模块，用于输入水量管理数据、消息发布数据、用水申请数据、水费管理数据、协同办公数据和意见反馈数据并发送到智能决策模块，所述智能决策模块接收水量管理数据并发送到水量管理模块，所述智能决策模块接收消息发布数据并发送到消息发布模块，所述智能决策模块接收用水申请数据并发送到用水申请模块，所述智能决策模块接收水费管理数据并发送到水费管理模块，所述智能决策模块接收协同办公数据并发送到协同办公模块，所述智能决策模块接收意见反馈数据并发送到意见反馈模块。
信息监测模块，用于采集灌区包括视频数据、气象数据、水质数据、土壤水分数据和作物生长状况数据在内的灌区信息数据，并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述智能决策模块接收灌区信息数据后发送到水量预测模块，同时发送到数据存储模块进行存储。
所述信息监测模块包括摄像头、气象监测仪、水质传感器、土壤水分传感器、作物生长监测诊断仪，所述摄像头用于拍摄灌区视频数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述气象监测仪用于采集灌区的气象数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述气象监测仪采集与气象相关的多种信息：空气湿度、温度以及风速、风向等数据；所述水质传感器用于采集灌区水的水质数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述水质传感器用于采集灌区水质数据，同时包括污染源、企业排污水质状况参数、水体水质状况参数，监测的项目参照国家有关标准；所述土壤水分传感器用于采集灌区土壤水分数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述作物生长监测诊断仪用于采集灌区作物的生长状况数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述作物生长监测诊断仪采集的作物生长状况数据包括包括呼吸作用强度、光合作用强度、蒸发蒸腾量和叶面积指数等数据。
所述无线通信模块的通信方式包括：光纤通信、无线自组织网络、GPRS/4G、NB-IoT、LoRa。
所述智能决策模块内部设有中央处理器，所述中央处理器采用51单片机，所述智能决策模块通过计算机软件系统调取相关模型对采集的数据进行分析处理，然后选择匹配的模型，进而完成智能决策算法的运行，制定出用水决策方案和依据，由计算机及各种控制设备和设施自动执行模型，并按照权限设置进行灌区工程设施的操作控制；相关模型包括作物需耗水模型、水量配置模型、水资源调度模型；所述智能决策模块还包括：
作物需耗水模型：用于计算灌区内作物的耗水量，并预测作物的需水过程；
水量配置模型：根据作物需耗水模型的计算结果以及用水单元的需求进行水量配置，所述用水单元包括农业用水、工业用水、生活用水、环境用水；
水资源调度模型：根据防汛抗旱、生态保护、补源灌溉、水库调度的需要进行地表水和地下水的联合调度。
水量管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量管理处理，并将水量管理处理的数据结果发送到水量预测模块，同时发送到所述数据存储模块进行存储；所述水量管理模块包括水量监测模块、闸门控制模块和泵站控制模块，所述水量监测模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量监测处理，并将水量监测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述闸门控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行闸门控制处理，并将闸门控制处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述泵站控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行泵站控制处理，并将泵站控制处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述闸门控制模块根据智能决策模块形成的决策方案，通过计算机向闸门控制单元发送指令，完成对闸门开启、关闭及开启角度的调整，并将执行结果进行反馈；所述泵站控制模块根据智能决策模块形成的决策方案，通过计算机向泵站机组控制单元发送指令，远程控制泵站机组的启动、关停。
水量预测模块，用于接收所述信息监测模块发送的灌区信息数据和所述水量管理模块发送的水量管理处理的结果数据并进行预期水量预测处理，并将预期水量预测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
消息发布模块，用于接收所述智能决策模块发送的消息发布数据后进行消息发布处理，并将消息发布处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述消息发布模块包括Web网页、手机APP、微信公众号等形式，提供灌区建设与管理信息的发布与查询、水利知识科普等功能。
用水申请模块，用于接收所述智能决策模块发送的用水申请数据后进行用水申请处理，并将用水申请处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
水费管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费管理处理，并将水费管理处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述水费管理模块用于灌区用水量计量、水费计收、成本核算、报表统计以及用水计划提交，使水费缴纳更加科学、公开、透明；所述水费管理模块包括水量计量模块、水费统计模块和成本统计模块，所述水量计量模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水量计量处理，并将水量计量处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述水费统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费统计处理，并将水费统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述成本统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行成本统计处理，并将成本统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
协同办公模块，用于接收所述智能决策模块发送的协同办公数据后进行协同办公处理，并将协同办公处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述协同办公模块用于灌区行政管理中公文流转、通知公告、邮件收发、事务处理。
意见反馈模块，用于接收所述智能决策模块发送的意见反馈数据后进行意见反馈处理，并将意见反馈处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
综上所述，本发明根据灌区智能化用水调控的实际需求设置，不仅能够对灌区信息进行智能监控，而且能够根据灌区的实际情况进行智能化、合理化用水，综合管理灌区用水，提高了灌区信息化管理系统的体系性和各数据库间的关联性，有助于实现灌区资源的科学配置和优化调度，突出了灌区用水管理中信息共享性强、决策调控智能化的特点。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种灌区智能用水决策信息化结构体系，其特征在于，包括：
智能终端模块，用于输入水量管理数据、消息发布数据、用水申请数据、水费管理数据、协同办公数据和意见反馈数据并发送到智能决策模块，所述智能决策模块接收水量管理数据并发送到水量管理模块，所述智能决策模块接收消息发布数据并发送到消息发布模块，所述智能决策模块接收用水申请数据并发送到用水申请模块，所述智能决策模块接收水费管理数据并发送到水费管理模块，所述智能决策模块接收协同办公数据并发送到协同办公模块，所述智能决策模块接收意见反馈数据并发送到意见反馈模块；
信息监测模块，用于采集灌区包括视频数据、气象数据、水质数据、土壤水分数据和作物生长状况数据在内的灌区信息数据，并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述智能决策模块接收灌区信息数据后发送到水量预测模块，同时发送到数据存储模块进行存储；
水量管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量管理处理，并将水量管理处理的数据结果发送到水量预测模块，同时发送到所述数据存储模块进行存储；
水量预测模块，用于接收所述信息监测模块发送的灌区信息数据和所述水量管理模块发送的水量管理处理的结果数据并进行预期水量预测处理，并将预期水量预测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
消息发布模块，用于接收所述智能决策模块发送的消息发布数据后进行消息发布处理，并将消息发布处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
用水申请模块，用于接收所述智能决策模块发送的用水申请数据后进行用水申请处理，并将用水申请处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
水费管理模块，用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费管理处理，并将水费管理处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
协同办公模块，用于接收所述智能决策模块发送的协同办公数据后进行协同办公处理，并将协同办公处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；
意见反馈模块，用于接收所述智能决策模块发送的意见反馈数据后进行意见反馈处理，并将意见反馈处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
2.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述信息监测模块包括摄像头、气象监测仪、水质传感器、土壤水分传感器、作物生长监测诊断仪，所述摄像头用于拍摄灌区视频数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述气象监测仪用于采集灌区的气象数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述水质传感器用于采集灌区水的水质数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述土壤水分传感器用于采集灌区土壤水分数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块，所述作物生长监测诊断仪用于采集灌区作物的生长状况数据并通过无线通信模块发送到所述智能决策模块。
3.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述无线通信模块的通信方式包括：光纤通信、无线自组织网络、GPRS/4G、NB-IoT、LoRa。
4.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述智能决策模块内部设有中央处理器，所述中央处理器采用51单片机，所述51单片机根据接收到的数据完成智能决策算法的运行，所述智能决策模块还包括：
作物需耗水模型：用于计算灌区内作物的耗水量，并预测作物的需水过程；
水量配置模型：根据作物需耗水模型的计算结果以及用水单元的需求进行水量配置，所述用水单元包括农业用水、工业用水、生活用水、环境用水；
水资源调度模型：根据防汛抗旱、生态保护、补源灌溉、水库调度的需要进行地表水和地下水的联合调度。
5.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述水量管理模块包括水量监测模块、闸门控制模块和泵站控制模块，所述水量监测模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行水量监测处理，并将水量监测处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述闸门控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行闸门控制处理，并将闸门控制处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储，所述泵站控制模块用于接收所述智能决策模块发送的水量管理数据后进行泵站控制处理，并将泵站控制处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
6.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述水费管理模块包括水量计量模块、水费统计模块和成本统计模块，所述水量计量模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水量计量处理，并将水量计量处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述水费统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行水费统计处理，并将水费统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储；所述成本统计模块用于接收所述智能决策模块发送的水费管理数据后进行成本统计处理，并将成本统计处理的结果数据发送到所述数据存储模块进行存储。
7.如权利要求1所述的体系，其特征在于，所述协同办公模块用于灌区行政管理中公文流转、通知公告、邮件收发、事务处理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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