CN201928757U

CN201928757U - 基于gprs无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统

Info

Publication number: CN201928757U
Application number: CN2010206526395U
Authority: CN
Inventors: 李强; 吕广强; 王瑞霞; 刘明辉; 陶宇军
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，包括变频调速恒压供水主系统、视频编解码模块、GPRS无线传输网络、组态监控装置，变频调速恒压供水主系统通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将相关设置和监测的参数传送给组态监控装置，视频编解码模块也通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将采集到的视频信号传输到组态监控装置；本实用新型通过优化编解码系统能够很好的利用现有的无线传输网络的带宽，实现随时随地的灌溉系统的视频监控和保护，提高监控的精确性和准确率。

Description

基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能监控系统，特别是一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统。

背景技术

农田灌溉用水的合理性直接关系到农业的发展和农民的经济利益。在农田灌溉中水资源的浪费十分普遍。在全国范围内，农田灌溉用水的利率用仅为40％，这和我国严重的水资源不足形成了极大的反差，因此提高农田节约用水，有效利用水资源显得尤为重要。传统的农田灌溉不易于精确控制田间水位，且需要众多劳动力才能协调完成。因此智能化的农田节水灌溉监控系统是解决上述问题的有效途径。应用计算机等现代化技术，通过数据采集模块和控制模块实现对农田的监控和管理，能够提高管理的效率，节省人力。

传统的远程监控系统受制于传输介质的限制，不能随时随地的对节水灌溉系统进行监控。为了解决上述问题，目前普遍采用的方法，通过GPRS，通过上位机和下位机构成远程监控系统。由于受限于网络传输容量等等的问题，目前的远程监控更多的是对于系统参数的设置和监控，对于基于无线传输的视频监控并没有得到很好的应用。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，实现对节水灌溉系统的监控、保护和管理功能。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，包括变频调速恒压供水主系统、视频编解码模块、GPRS无线传输网络、组态监控装置，变频调速恒压供水主系统通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将相关设置和监测的参数传送给组态监控装置，视频编解码模块也通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将采集到的视频信号传输到组态监控装置；

所述变频调速恒压供水主系统包括压力传感器、PLC控制模块、A/D模块、变频器、线路切换模块和水泵，压力传感器通过A/D模块与PLC控制模块相连接，PLC控制模块的第一输出端直接与线路切换模块相连接，PLC控制模块的第二输出端通过变频器与线路切换模块相连接，线路切换模块的输出端与水泵相连接。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：1)控制器通过串行通讯接口，与无线传输模块连接，通过GPRS无线传输网络，最终实现与管理中心计算机的信息交换，完成对节水灌溉系统运行状态的远程实时监视和控制，完成各种参数的设置，实现系统各种故障的远程检测，向管理中心发送信息，并产生声光报警，实现节水灌溉系统的智能化；2)通过优化的编解码系统，将视频信号接入GPRS无线传输网络，实现对农田节水灌溉系统的视频监视。平时在本地存储视频信息，当检测到入侵事件时，立即通过物联网向管理中心发送视频信息和报警信号，使异常事件可以得到快速处理。也可以通过网络，可以对视频设备进行操作，实现撤防和布防，实现系统的安全运行；3)由PLC和变频器构成的主控系统，实现灌溉用水的调频恒压控制，为节约用水的智能监控和无线传输系统提供接口和数据；4)本实用新型改变原来的远程监控系统受传输介质影响的因素，通过无线传输的方式连接以太网可以实现随时随地的对节水灌溉系统进行监控，实时性好，不受时间和地点的影响；5)本实用新型通过优化编解码系统能够很好的利用现有的无线传输网络的带宽，实现随时随地的灌溉系统的视频监控和保护，提高监控的精确性和准确率。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的节水灌溉智能系统结构框图。

图2为本实用新型的主控系统结构框图。

图3为本实用新型的GPRS无线传输系统结构图。

图4为组态管理中心结构图。

具体实施方式

本实用新型是一种通过物联网和3G网络实现对农田节水灌溉的智能监控系统。通过无线传输的方式将节水灌溉系统的实现视频监控，并通过无线传输的方式将视频监控信号传输到管理中心，实现对节水灌溉系统的监控、保护和管理功能。具体通过PLC编程和变频器通讯，实现对泵站的调频恒压控制；通过DTU和无线网络实现PLC和人机界面的通讯和参数设置；通过PTU和无线传输网络，将视频采集到的视频信号传输到视频监控系统和人机界面，实现对泵站运行的监控，同时将视频信息进行存储，以备查询。

结合图1，本实用新型的一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，包括变频调速恒压供水主系统、视频编解码模块、GPRS无线传输网络、组态监控装置，变频调速恒压供水主系统通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将相关设置和监测的参数传送给组态监控装置，视频编解码模块也通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将采集到的视频信号传输到组态监控装置；

结合图2，所述变频调速恒压供水主系统包括压力传感器、PLC控制模块、A/D模块、变频器、线路切换模块和水泵，压力传感器通过A/D模块与PLC控制模块相连接，PLC控制模块的第一输出端直接与线路切换模块相连接，PLC控制模块的第二输出端通过变频器与线路切换模块相连接，线路切换模块的输出端与水泵相连接。

主控系统通过A/D模块将压力传感器的信号传输给PLC和变频器，通过与设定值比较，实现水泵频率和水压的控制，通过PLC对3个水泵的智能切换，实现调频恒压的功能。即压力传感器的信号与设定值之间的误差作为判据通过PLC和变频器自动调节电机转速，控制水泵出水，以达到恒压变流量控制，实现节约用水。

结合图3，所述GPRS无线传输网络包括DTU、PTU和3G网路，其中DTU、PTU分别与3G网路相连接，PLC控制模块将信号通过DTU传输给3G网路，视频信号通过PTU传输给3G网路。视频信号通过同轴电缆和PTU传输给3G网络，实现视频信号的无线传输；PLC的信号通过R232协议传输给DTU，DTU将相关信号通过3G网络实现无线传输。

视频编解码模块由摄像头和编解码控制器完成对视频信号的采集和处理，并进行优化，以便于实现无线传输。GPRS无线传输网路将本地采集的视频信号进行远距离传输，并将信号在组态监控装置进行编解码及处理。

结合图4，组态监控装置包括ADSL调制解调器、数据服务器、视频服务器、工作站、监视器和声光报警模块；数据服务器、工作站、视频服务器分别与ADSL调制解调器相连接，通过ADSL调制解调器与外界网路相连接，视频服务器与监视器、声光报警模块相连接，将相关信息显示在显示器上。

组态监控装置实现对节水灌溉系统以及视频信号的显示和管理。通过无线网络进入Internet网络，经由ADSL调制解调器将PLC的参数和视频信号分别传送到数据服务器、工作站和视频服务器，实现对节水灌溉系统监控和设置；视频服务器同时将视频信号通过监视器显示，并进行相关的声光报警。组态监控装置完成对无线传输得到的视频信号和各种参数以非常直观的形式形成友好界面，可以很方便的实现多地区、多泵站的管理和控制。

本实用新型通过PLC和变频器的控制可以实现对灌溉水资源的变频恒压控制，以达到节约用水的目的。监控系统采用GPRS的无线传输系统，实现对节水灌溉系统的实时监控。

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细的描述：

如图1-4所示，农田节水灌溉智能监控系统结构，GPRS无线传输系统，视频编解码系统，组态管理中心结构图。在农田调频恒压节水灌溉系统的基础上，通过优化编解码系统，充分利用GPRS无线传输网络的优势，完成节水灌溉系统与管理中心的数据连接，实现对节水灌溉系统的远程监视、控制和数据收集、存储及分析，并将视频信号传送到管理中心，实现异常事件报警。

(1)无线数据传输系统。采用基于GPRS网络的无线数据传输系统，完成管理中心与PLC的数据交换，实现运行状态监视和实时控制。利用无线网络和internet网络进行数据传输，由运营商提供网络接入许可；向运营商申请管理中心的光纤接入和固定IP。

(2)图像监视系统。采用基于网络传输的视频图像服务和无线传输系统、红外摄像头，完成图像信息的传输；采用移动侦测技术，发生入侵事件时，抓取和传输图像。

(3)数据和图像服务系统。采用工业控制计算机作数据服务器，接收和存储通过网络传输的图像数据信息，供工作站和视频服务器调用。

(4)运行状态监控。通过组态软件开发，实现泵站信息的动态和动画显示，发送控制命令。将现场站点的图片解码为视频信号，传送到管理中心监视器显示，并对异常事件进行声光报警。

Claims

1.一种基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，其特征在于，包括变频调速恒压供水主系统、视频编解码模块、GPRS无线传输网络、组态监控装置，变频调速恒压供水主系统通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将相关设置和监测的参数传送给组态监控装置，视频编解码模块也通过GPRS无线传输网络与组态监控装置相连接，将采集到的视频信号传输到组态监控装置；

2.根据权利要求1所述的基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，其特征在于，所述GPRS无线传输网络包括DTU、PTU和3G网路，其中DTU、PTU分别与3G网路相连接，PLC控制模块将信号通过DTU传输给3G网路，视频信号通过PTU传输给3G网路。

3.根据权利要求1所述的基于GPRS无线传输网络的农田节水灌溉智能监控系统，其特征在于，组态监控装置包括ADSL调制解调器、数据服务器、视频服务器、工作站、监视器和声光报警模块；数据服务器、工作站、视频服务器分别与ADSL调制解调器相连接，通过ADSL调制解调器与外界网路相连接，视频服务器与监视器、声光报警模块相连接，将相关信息显示在显示器上。