CN112598850A - 一种基于区块链的灌区智能nfc费控测流方法及装置 - Google Patents

一种基于区块链的灌区智能nfc费控测流方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法及装置，涉及灌区技术领域，包括服务器、智能灌溉测控终端机、数据采集设备和平台配套设备；服务器，运行web服务器和灌溉智能控制平台。有益效果在于：本发明集监测、控制、测量、费控、区块信息管理于一体，智能灌溉测控终端机将记录的数据自动上传至灌溉智能控制平台，灌溉智能控制平台对上传信息进行归档整理，有效的减少了工作人员的工作量，管理成本降低。

Description

一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法及装置
技术领域
本发明涉及灌区技术领域，特别是涉及一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法及装置。
背景技术
为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分，在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求，因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。
一方面，现有的灌溉方式较为繁琐，灌溉设备智能化程度低，需要配设管理人员看护、检查，防止出现偷水现象，每天需要到现场查看设备并抄录数据，工作量大，任务繁重，增加了人力和管理费用的开支。
另一方面，目前大多灌区输水系统采用雷达测水位和流速，通过计算得出输水量，人工后期收费，常导致费用收不上来，输水纠纷不断，浪费大量的人力，人力成本很高，实时性很差，管理成本大，管理水平不高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法及装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置，包括服务器、智能灌溉测控终端机数据采集设备和平台配套设备；
服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；
所述水资源云监控信息化平台包括：
视频监控模块，用于管理人员实时查看植物现状；
信息采集模块，用来采集并显示水位、温度、土壤参数、瞬时流量、瞬时流速、累计水量、电压等各类型监测数据，对最新上报的数据满足用户设定的预警条件的数据进行声音和颜色报警；
电子地图模块，在二维和三维电子地图上直观地显示地下水监测点的分布位置以及最新的监测数据，点击监测数据可以查询历史数据及数据图表，点击视频监视点可以查看实时视频，同时可以实现地下水等值线、等值面等相关的业务功能；
数据库，用来记录和存储所述信息采集模块采集的信息和远程智能控制系统各设备的状态信息；
通讯模块，接收土壤监测设备监测到的信息和灌溉远程智能控制系统各设备的状态信息并将上述信息发送给所述数据库，所述通讯模块还将控制指令发送给所述控制模块并将其接收和发送的数据写入所述数据库；
设备控制模块，向所述通讯模块下达控制指令；
设备管理模块，用于对机井水量监测站点基本信息的管理与维护，支持现场与远程设置，现场设计人机界面设备，访问菜单，根据现场情况随时设置，远程设置可以通过GSM、GPRS、超短波电台发送设置指令；
专家系统模块，具有知识库和规则库，根据地域、土壤特性、灌溉方式、作物类型与作物生育期，根据不同种类的作物用水量不同，对不同用户进行水权分配；
充值模块，用于进行充值、发卡、注销、查询设置的操作；
远程浏览器，可通过网络访问所述服务器；
所述智能灌溉测控终端机包括：
执行模块，用于执行所述服务器的控制指令；
数据传输模块，用于数据云交换传输；
显示模块，用于显示数据信息，液晶汉显屏，分辨率128X64，导轨式安装；
计量模块，用于计量，有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；
刷卡模块，用于刷卡读写管理；
存储模块，用于存储用水用电及报警信息；
电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度等并报警停机，电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时保护并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；
警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；
数据采集设备包括：
流量传感器，采用无线微功耗超声波流量计，测量显示累计流量和瞬时流量，可回放查询，Lora无线远传，液晶汉字显示，防水等级IP68，计量精度2S，RS485接口，内置MODBUS-RTU通讯规约；
水位传感器，用于检测地下水位；
温湿度传感器，检测土壤温湿度；
土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值，微功耗设计，内置高能锂电池，供电寿命大于6年，Lora无线数据传输，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；
气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；
潜水泵，用于抽水灌溉；
所述平台配套设备包括：
IC卡，RFID射频卡，用于存储充值金额，刷卡取水；
IC卡充值机，用于IC卡充值管理，USB接口；
管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台；
优选的，所述通讯模块支持GSM通讯、GPRS通讯和超短波通讯三种方式，并支持多种通讯方式组合使用，按照优先级超短波、GPRS、GSM的顺序依次发送。
一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法，包括以下步骤：
（1）充值，登录灌溉智能控制平台，通过IC卡充值机对用户的IC卡进行充值；
（2）浇灌，具体步骤如下：
a.第一次刷卡查看卡中余额；
b.第二次刷卡开启闸门放水；
c.水量计量、运行过程数据处理储存后实时上传；
d.第三次刷卡关闭闸门；
e.闸门关到位后语音提示第四次刷卡确认，返回余额，灌溉过程结束
f.系统数据本地存储，并经处理后上传数据库。
有益效果在于：
1、本发明集监测、控制、测量、费控、区块信息管理于一体，智能灌溉终端机将记录的数据自动上传至灌溉智能控制平台，灌溉智能控制平台对上传信息进行归档整理，有效的减少了工作人员的工作量，管理成本降低；
2、本发明基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置的应用，彻底改变了传统的闸门测流方式、输水收费管理模式，充分采用人工智能和区块链技术，杜绝了费用收不上来或偷水现象；
3、通过灌溉智能控制平台，在办公室PC端完成各种报表的制作打印，实现了云端办公、节省人力资源，提高管理效率的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步阐释：
如图1所示，一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置，包括服务器、智能灌溉测控终端机数据采集设备和平台配套设备；
服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；
水资源云监控信息化平台包括：
视频监控模块，用于管理人员实时查看植物现状；
信息采集模块，用来采集并显示水位、温度、土壤参数、瞬时流量、瞬时流速、累计水量、电压等各类型监测数据，对最新上报的数据满足用户设定的预警条件的数据进行声音和颜色报警；
电子地图模块，在二维和三维电子地图上直观地显示地下水监测点的分布位置以及最新的监测数据，点击监测数据可以查询历史数据及数据图表，点击视频监视点可以查看实时视频，同时可以实现地下水等值线、等值面等相关的业务功能；
数据库，用来记录和存储信息采集模块采集的信息和远程智能控制系统各设备的状态信息；
通讯模块，接收土壤监测设备监测到的信息和灌溉远程智能控制系统各设备的状态信息并将上述信息发送给数据库，通讯模块还将控制指令发送给控制模块并将其接收和发送的数据写入数据库；
设备控制模块，向通讯模块下达控制指令；
设备管理模块，用于对机井水量监测站点基本信息的管理与维护，支持现场与远程设置，现场设计人机界面设备，访问菜单，根据现场情况随时设置，远程设置可以通过GSM、GPRS、超短波电台发送设置指令；
专家系统模块，具有知识库和规则库，根据地域、土壤特性、灌溉方式、作物类型与作物生育期，根据不同种类的作物用水量不同，对不同用户进行水权分配；
充值模块，用于进行充值、发卡、注销、查询设置的操作；
远程浏览器，可通过网络访问服务器；
智能灌溉测控终端机包括：
执行模块，用于执行服务器的控制指令；
数据传输模块，用于数据云交换传输；
显示模块，用于显示数据信息，液晶汉显屏，分辨率128X64，导轨式安装；
计量模块，用于计量，有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；
刷卡模块，用于刷卡读写管理；
存储模块，用于存储用水用电及报警信息；
电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度等并报警停机，电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时保护并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；
警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；
数据采集设备包括：
流量传感器，采用无线微功耗超声波流量计，测量显示累计流量和瞬时流量，可回放查询，Lora无线远传，液晶汉字显示，防水等级IP68，计量精度2S，RS485接口，内置MODBUS-RTU通讯规约；
水位传感器，用于检测地下水位；
温湿度传感器，检测土壤温湿度；
土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值，微功耗设计，内置高能锂电池，供电寿命大于6年，Lora无线数据传输，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；
气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数，可与智能灌溉终端机组成无线局域网，实现数据分析并无线上传水资源云监控信息化平台；
潜水泵，用于抽水灌溉；
平台配套设备包括：
IC卡，RFID射频卡，用于存储充值金额，刷卡取水，用户采用预交费的收费方式，用户在用水时，智能终端根据设置的水电费率，核减用电用水金额，然后通过水电传感装置进行实时计量、并核减用电量用水量值，MCU通过采集到的数据进行数据分析及逻辑判断，根据给定的指令和嵌入式专家系统进行智能诊断，实现智能自动操作；通过执行电路来控制强电模组的闭合与断开，控制负载的启停，从而实现电量、水量的预付费功能和用电、用水的计量功能。如果剩余金额小于设定的报警下限时，控制器会自动发出语音报警，提示用户卡内余额不足，需要及充值。当用户卡内余额为0时，自动关闭水泵，停止供水，用户须充值后再次刷卡，才能继续用水；
IC卡充值机，用于IC卡充值管理，USB接口；
管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台；
通讯模块支持GSM通讯、GPRS通讯和超短波通讯三种方式，并支持多种通讯方式组合使用，按照优先级超短波、GPRS、GSM的顺序依次发送。
一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法，包括以下步骤：
（1）充值，登录灌溉智能控制平台，通过IC卡充值机对用户的IC卡进行充值；
（2）浇灌，具体步骤如下：
a.第一次刷卡查看卡中余额；
b.第二次刷卡开启闸门放水；
c.水量计量、运行过程数据处理储存后实时上传；
d.第三次刷卡关闭闸门；
e.闸门关到位后语音提示第四次刷卡确认，返回余额，灌溉过程结束
f.系统数据本地存储，并经处理后上传数据库。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置，其特征在于：包括服务器、智能灌溉测控终端机、数据采集设备和平台配套设备；
服务器，运行web服务器和水资源云监控信息化平台；
所述水资源云监控信息化平台包括：
视频监控模块，用于管理人员实时查看植物现状；
信息采集模块，用来采集并显示水位、温度、土壤参数、瞬时流量、瞬时流速、累计水量、电压等各类型监测数据，对最新上报的数据满足用户设定的预警条件的数据进行声音和颜色报警；
电子地图模块，在二维和三维电子地图上直观地显示地下水监测点的分布位置以及最新的监测数据，点击监测数据可以查询历史数据及数据图表，点击视频监视点可以查看实时视频，同时可以实现地下水等值线、等值面等相关的业务功能；
数据库，用来记录和存储所述信息采集模块采集的信息和远程智能控制系统各设备的状态信息；
通讯模块，接收土壤监测设备监测到的信息和灌溉远程智能控制系统各设备的状态信息并将上述信息发送给所述数据库，所述通讯模块还将控制指令发送给所述控制模块并将其接收和发送的数据写入所述数据库；
设备控制模块，向所述通讯模块下达控制指令；
设备管理模块，用于对机井水量监测站点基本信息的管理与维护，支持现场与远程设置，现场设计人机界面设备，访问菜单，根据现场情况随时设置，远程设置可以通过GSM、GPRS、超短波电台发送设置指令；
专家系统模块，具有知识库和规则库，根据地域、土壤特性、灌溉方式、作物类型与作物生育期，根据不同种类的作物用水量不同，对不同用户进行水权分配；
充值模块，用于进行充值、发卡、注销、查询设置的操作；
远程浏览器，可通过网络访问所述服务器；
所述智能灌溉测控终端机包括：
执行模块，用于执行所述服务器的控制指令；
数据传输模块，用于数据云交换传输；
显示模块，用于显示数据信息；
计量模块，用于计量，有五种计量模式，分别为电能计量；流量计量，以电折水计量、水电双计量和计时计量；
刷卡模块，用于刷卡读写管理；
存储模块，用于存储用水用电及报警信息；
电动机智能综合保护模块，监测保护潜水泵油室进水、接线盒进水、电机进水、上轴承温度、下轴承温度、泵轴抱死、A/B/C三相绕组温度等并报警停机，电机过压、欠压、缺相、三相不平衡、过流、堵转、漏电、启动超时保护并报警停机，同时控制报警指示灯亮灯指示，所有故障报警时间均传输至存储模块存储供查询；
警报模块，在非法操作或非法开箱时报警会发出警报，并由存储模块记录；
数据采集设备包括：
流量传感器，测量显示累计流量和瞬时流量；
水位传感器，用于检测地下水位；
温湿度传感器，检测土壤温湿度；
土壤环境传感器，监测多层根系需水量及生长环境值；
气象信息传感器，用于监测风速、风向，环境温度、湿度，光照度和雨量6项参数；
潜水泵，用于抽水灌溉；
所述平台配套设备包括：
IC卡，用于存储充值金额，刷卡取水；
IC卡充值机，用于IC卡充值管理；
管理计算机，用于村管理员对用水户用水资金的收缴管理，充值信息实时上传，缴费查询，打印输出报表，档案归类管理，实名制认证，历史记录查询，数据上传水资源云监控信息化平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流装置，其特征在于：所述通讯模块支持GSM通讯、GPRS通讯和超短波通讯三种方式，并支持多种通讯方式组合使用，按照优先级超短波、GPRS、GSM的顺序依次发送。
3.一种基于区块链的灌区智能NFC费控测流方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）充值，登录灌溉智能控制平台，通过IC卡充值机对用户的IC卡进行充值；
（2）浇灌，具体步骤如下：
a.第一次刷卡查看卡中余额；
b.第二次刷卡开启闸门放水；
c.水量计量、运行过程数据处理储存后实时上传；
d.第三次刷卡关闭闸门；
e.闸门关到位后语音提示第四次刷卡确认，返回余额，灌溉过程结束
f.系统数据本地存储，并经处理后上传数据库。
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