CN113091814A - 一种基于灌区的数据监测和处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于灌区的数据监测和处理系统，包括监控中心、监测模块和灌溉模块，监控中心与监测模块和灌溉模块均通过通信连接；监控中心用于接收数据和发送数据及指令，并对数据进行处理和分析；监测模块用于对水源监测点进行数据监测及采集；监测模块包括数据采集单元和视频监测单元，数据采集单元用于采集水源监测点水位、压力和流量数据；视频监测单元用于对水源监测点的动态进行实时监测；灌溉模块通过接收监控中心的指令；灌溉模块包括阀门单元和管道单元；管道单元接收监控中心的指令；本发明减少了灌区耗费的人力，便于及时地按需供水，且避免了出现水田灌水后无法储蓄降雨，对外排水带走大量水源的现象，使水源得以合理利用。

Description

一种基于灌区的数据监测和处理系统
技术领域
本发明涉及灌区监测技术领域，具体为一种基于灌区的数据监测和处理系统。
背景技术
水资源短缺已经成为全球性的问题，随着经济的发展，日益增长的用水需求与水资源短缺之间的矛盾迫使世界各国都在寻求解决的有效办法。灌区所具有的工程分散性、水情雨情变化性、农作物需水时效性、灌溉供水动态性、灌区性质特殊性等方面的特点，再加上近年了国家加大对水利项目的建设，农村水利设施数量成倍上升等因素，使农田灌区的小水窖、小水池、小水渠、小泵站等小水利设施的实时监测和动态管理工作变得十分艰巨。
灌区是指有可靠水源和引、输、配水渠道系统和相应排水沟道的灌溉面积，是人类经济活动的产物，随社会经济的发展而发展。灌区是一个半人工的生态系统，它是依靠自然环境提供的光、热、土壤资源，加上人为选择的作物和安排的作物种植比例等人工调控手段而组成的一个具有很强的社会性质的开放式生态系统。
灌区由于面积大、灌排水建筑物分布具有差异性、地势高低不一，作物类型多样等特点，造成了同一时间不同区域水源状况可能存在较大的差异，这使得以定期巡查﹑灌水为主的人工管理模式耗费大量的人力，不能实现及时地按需供水。此外不具备预见性的灌水，不利于减少因降水产生的田间排水，容易出现水田灌水后无法储蓄降雨，对外排水带走大量水源的现象，造成水源不能得到合理利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于灌区的数据监测和处理系统，以解决上述技术背景中以定期巡查﹑灌水为主的人工管理模式耗费大量的人力，不能实现及时地按需供水。此外不具备预见性的灌水，不利于减少因降水产生的田间排水，容易出现水田灌水后无法储蓄降雨，对外排水带走大量水源的现象，造成水源不能得到合理利用的缺点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于灌区的数据监测和处理系统，包括监控中心、监测模块和灌溉模块，所述监控中心与所述监测模块和所述灌溉模块均通过通信连接；
所述监控中心用于接收数据和发送数据及指令，并对数据进行处理和分析；
所述监测模块用于对水源监测点进行数据监测及采集，并发送至监控中心；所述监测模块包括数据采集单元和视频监测单元，所述数据采集单元用于采集水源监测点水位、压力和流量数据，并将数据发送至监控中心；所述视频监测单元用于对水源监测点的动态进行实时监测，并将数据发送至监控中心；
所述灌溉模块通过接收监控中心的指令，对灌区进行灌溉；所述灌溉模块包括阀门单元和管道单元，所述阀门单元通过接收监控中心的指令，用于对水源监测点的水闸进行控制；所述管道单元接收监控中心的指令，用于对各个水源检测点水源的输送。
优选的，所述监控中心与数据采集单元、视频监测单元、阀门单元、管道单元和调配模块均通过GPRS/5G无线通信方式进行传输数据。
优选的，所述数据采集单元包括F9164遥测终端、水位计和流量计，所述水位计用于水源监测点水位的监测；所述流量计用于水源监测点水流量的监测；所述F9164遥测终端与水位计和流量计连接，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
优选的，所述视频监测单元包括F9164-V视频遥测终端和摄像头，所述摄像头用于对水源监测点进行实时监控；所述F9164-V视频遥测终端连接摄像头，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
优选的，所述管道单元包括输送管，所述输送管将各个水源监测点连接；所述阀门单元包括控制阀，所述控制阀设于输送管上用于控制输送管输送水源的流量；所述遥测终端连接控制阀，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于灌区的数据监测和处理系统，具备以下有益效果：
本发明由监控中心和各个水源监测点的终端组成，通过F9164遥测终端便于将水位计和流量计对水源监测点的监测数据通过无线网络发送至监控中心，通过水位计和流量计便于对水源监测点的水位和水流量进行监测，再将数据发送至监控中心进行分析，再通过摄像头对水源监测点进行实时监测，便于通过摄像头发送到监控中心的数据对各个水源监测点的实时情况进行监测，提高了系统的灵活性，避免了以定期巡查﹑灌水为主的人工管理模式耗费大量的人力，便于及时地按需供水；阀门单元通过接收监控中心的指令便于控制通过管道单元对灌区内进行灌水水源的流速，以便于对农作物进行及时供水；当某个管区降水过多时，通过控制中心发送指令到管道单元，通过输送管便于将降水过多的水源监测点的水源通过运输到水源较少的水源监测点进行储存，避免水源的流失，提高了水源的利用率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的基于灌区的数据监测和处理系统简易结构示意图；
图2为本发明提出的基于灌区的数据监测和处理系统拓扑图结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1-2，一种基于灌区的数据监测和处理系统，包括监控中心、监测模块和灌溉模块，监控中心与监测模块和灌溉模块均通过通信连接。
监控中心用于接收数据和发送数据及指令，并对数据进行处理和分析，监控中心通过接收水位计、流量机和摄像头发送的数据对水源检测点的水源进行监控，当该地区进行强降雨时，为了避免水位过高导致水源流失，便于通过嘉能可中心对输送管和控制阀进行控制，将该灌区的水源运输至临近的灌区进行储存，以便于对水源进行储存，避免了水源的无用浪费。
监测模块用于对水源监测点进行数据监测及采集，并发送至监控中心；监测模块包括数据采集单元和视频监测单元，数据采集单元用于采集水源监测点水位、压力和流量数据，并将数据发送至监控中心；视频监测单元用于对水源监测点的动态进行实时监测，并将数据发送至监控中心。
灌溉模块通过接收监控中心的指令，对灌区进行灌溉；灌溉模块包括阀门单元和管道单元，阀门单元通过接收监控中心的指令，用于对水源监测点的水闸进行控制；管道单元接收监控中心的指令，用于对各个水源检测点水源的输送；通过监控中心发送的指令，便于通过阀门单元控制水源在管道单元内进行流通，并流入需要进行供水的地方，管道单元包括滴灌管道、喷灌管道和灌溉管道，便于通过监控中心对对不同的情况的农田灌区监控从而采用不同管道进行灌溉，以便于对水源的合理使用，避免水源的浪费。
监控中心与数据采集单元、视频监测单元、阀门单元、管道单元和调配模块均通过GPRS/5G无线通信方式进行传输数据，便于通过监控中心对水源监测点的进行远程监控和调节，避免了浪费大量人员对灌区进行巡察及监控。
无线通信的处理器采用高性能工业级无线模块以及32位通信处理器，便于耐高低温和耐强电磁干扰，适用于各种恶劣的现场。
数据采集单元包括F9164遥测终端、水位计和流量计，水位计用于水源监测点水位的监测；流量计用于水源监测点水流量的监测；F9164遥测终端与水位计和流量计连接，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心，便于将水位计和流量计监测的数据输送至监控中心，以便于监控中心对水源监测点的数据进行分析。
视频监测单元包括F9164-V视频遥测终端和摄像头，摄像头用于对水源监测点进行实时监控；F9164-V视频遥测终端连接摄像头，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心，便于通过F9164-V视频遥测终端将摄像头拍摄的实时画面输送至监控中心，以便于监控中心对水源监测点水源的及时调配，避免了人员对灌区进行巡查，从而减少了灌区耗费的人力，便于及时地按需供水。
管道单元包括输送管，输送管将各个水源监测点连接，阀门单元包括控制阀，通过控制阀便于对输送管流过的水源的流速进行控制，便于对各个水源检测点的水源进行运输调配，以便于处理突发暴雨的情况，避免了发生水源流失的情况；遥测终端连接控制阀，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心，当一个水源监测点发生降雨，且灌区无法对水源进行储存时，通过摄像头的实时监测并将数据发生至监控中心，便于发生指令至输送管上设置的控制阀，便于控制输送管对水源进行运输，将降水过多的灌区水源运输至别的水源监测点，便于对水源进行储存，以便于对水源后续合理利用，避免了水源的浪费。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于灌区的数据监测和处理系统，其特征在于，包括监控中心、监测模块和灌溉模块，所述监控中心与所述监测模块和所述灌溉模块均通过通信连接；
所述监控中心用于接收数据和发送数据及指令，并对数据进行处理和分析；
所述监测模块用于对水源监测点进行数据监测及采集，并发送至监控中心；所述监测模块包括数据采集单元和视频监测单元，所述数据采集单元用于采集水源监测点水位、压力和流量数据，并将数据发送至监控中心；所述视频监测单元用于对水源监测点的动态进行实时监测，并将数据发送至监控中心；
所述灌溉模块通过接收监控中心的指令，对灌区进行灌溉；所述灌溉模块包括阀门单元和管道单元，所述阀门单元通过接收监控中心的指令，用于对水源监测点的水闸进行控制；所述管道单元接收监控中心的指令，用于对各个水源检测点水源的输送。
2.根据权利要求1所述的一种基于灌区的数据监测和处理系统，其特征在于：所述监控中心与数据采集单元、视频监测单元、阀门单元、管道单元和调配模块均通过GPRS/5G无线通信方式进行传输数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于灌区的数据监测和处理系统，其特征在于：所述数据采集单元包括F9164遥测终端、水位计和流量计，所述水位计用于水源监测点水位的监测；所述流量计用于水源监测点水流量的监测；所述F9164遥测终端与水位计和流量计连接，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
4.根据权利要求1所述的一种基于灌区的数据监测和处理系统，其特征在于：所述视频监测单元包括F9164-V视频遥测终端和摄像头，所述摄像头用于对水源监测点进行实时监控；所述F9164-V视频遥测终端连接摄像头，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
5.根据权利要求1所述的一种基于灌区的数据监测和处理系统，其特征在于：所述管道单元包括输送管，所述输送管将各个水源监测点连接；所述阀门单元包括控制阀，所述控制阀设于输送管上用于控制输送管输送水源的流量；所述遥测终端连接控制阀，并通过5G/GPRS/CDMA无线通信方式连接监控中心。
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