一、項目總論

新疆是我國離海洋最遠的地區，水資源嚴重缺乏、荒漠化特征明顯，且多采用人工開閉機井進行灌溉。這種灌溉方式，費時費力、勞動強度大、管理不科學、難以杜絕人情水、設備故障率也較高，因而發展節水灌溉技術是新疆發展農業生產的必然選擇。本項目有利于農業信息技術及智能農業的建設和示范。在現有灌溉農業的基礎上，通過信息化平臺和智能化系統將節水智能灌溉和機井的遠程控制技術相配套，可以實現大面積的自動化灌溉控制。

基于中國移動無線通信GSM/GPRS網絡的農田灌溉機井遙控系統，由GSM機井控制器、計算機網絡、GIS電子地圖和GSM通信接口組成，可實現一點到多點的遠程無線雙向數據通信和控制。GSM機井控制器可以實現機井運行參數的實時監測與遠程無線自動控制灌溉等功能，具有投資少、設備一體化、維護方便等優點。

本項目主要進行：

1.基于中國移動GSM/GPRS無線通訊網的點對點數據采集和控制。

2.基于互聯網和地理信息系統的機井集中監視、控制和管理平臺。

二、項目技術路線及主要示范內容

（一） 技術路線

農業智能灌溉核心問題是如何以廉價的方式解決大范圍分散點的數據通訊問題。由于現代通訊技術的飛速發展，我們可以采用的通訊方式越來越多，特別是近年來中國移動通訊網絡幾乎覆蓋了全部的農田。因此我們采用基于中國移動GSM/GPRS服務的通訊方式作為農業信息傳輸的基礎網絡，充分利用它覆蓋范圍廣、通訊成本不隨通訊距離的增加而增加的特點。在解決了通訊問題之后，我們就可以通過這一純無線的通訊網絡實現機井的啟?？刂?。

（二）主要示范技術內容

從本項目的技術特點方面來說，本項目是將通訊技術、測控技術、和軟件開發技術有機地結合在一起，滿足農業信息化的需求。本項目的技術具有前瞻性和創新性，示范推廣的意義較大，具體表現在以下幾個方面：

1.本系統采用中國移動GSM/GPRS 移動電話網絡作為田間灌溉機井的控制器與中央監控站的通訊網絡，這種無線通訊相結合的通訊方式與其他通訊方式相比具有很多優點。

2.互聯網操作：本系統具有互聯網接入功能，有權限的系統操作人員可以在世界的任何地方通過互聯網來操作整個灌溉自動化控制系統或查閱相關的灌溉數據。這是最古老的農業生產與最現代的互聯網技術的完美結合。

三、系統功能

（一）手動遙控功能

允許通過中央監控站或授權的手機直接遠程操作進行機井的啟?？刂?。

（二）手動就地灌溉功能

每一個遠程控制箱都帶有就地的手動開關，在遠程控制出現問題的時候可以實現就地控制，以確保灌溉自動化系統故障而無法操作。

（三） 多級監控和數據傳輸共享功能

每個機井控制站和中央監控站可以通過GSM/GPRS 移動電話網實現與中央監控站的數據通訊，從而實現對所有機井遙控和遙測，各級管理者通過授權管理相應區域的機井。

（四）基于地理信息系統的大范圍灌溉管理與控制

全疆監視界面

城鎮監視界面

村莊監視界面

單井監視界面

（五）運行數據統計功能

系統自動記錄每口機井總共開啟時間、用電量和出水量，再根據每個農戶開啟的時間計算出每個農戶以月或周為單位的累積灌水時間、灌水量或電度數。

（六）具有運行狀態反饋功能：

系統以實際水泵的運行為反饋目標，不論手動或自動開啟都能及時發現，從而及時發現設備故障和私自開泵。

（七）機井防盜功能

系統設有防盜裝置，如有人非法開啟機井控制箱或者機井控制箱體受到劇烈沖擊或傾斜，系統均會自動發出報警短信到中央監控站及管理人員的手機上。

（八）變壓器防盜功能

系統設有變壓器防盜裝置，如有人切斷變壓器的電源，系統將會在極短的時間內自動發出報警短信到中央監控站及管理人員的手機上。

（九）設備故障報警和保護

系統自動監視各主要設備的運行狀態，一旦發現故障會自動發出報警信息指出故障位置和故障類型，同時系統還會自動停止運行保證設備安全。

（十）空抽保護和報警

系統自動監視水泵的運行狀態，一旦發現空抽會自動發出報警信息，同時系統還會自動停機。

（十一）開停時間預約管理：

根據地下水開采計劃和用戶申請做出水量分配計劃、并執行開停計劃、還可以短信方式提前通知相關人員

四、 系統特點

（一）全無線控制方案

本系統所采用中國移動無線通信網絡。實現了機井控制器與監控中心的全無線通訊。

（二）互聯網操作

本系統具有互聯網接入功能，有權限系統操作人員可以在世界的任何地方通過互聯網來操作整個灌溉自動化控制系統或查閱相關的灌溉數據。這是最古老的農業生產與最現代的互聯網技術的完美結合。

（三）管理功能強大

由于中央監控站采用了與互聯網相連接的計算機機作為上位管理機，故可以進行大量的數據處理，分析和存貯工作，使系統管理能力變強。

（四）手動/自動雙路操作

本系統所有電磁閥都保留了手動操作的可能性，確保不會因為自動化系統故障而影響灌溉。

（五）系統拓展功能

可根據用戶需求，更改或增加系統的功能與實際應用。最大程度滿足用戶要求，體現用戶特點。

（六）實現統一控制平臺

為貫徹落實國家有關農業數字化、信息化的相關指示，將多個地塊機井控制系統集成在統一的通訊平臺上，我公司的中央監控站在設計階段就考慮到了多層次部署需求，根據中央監控站設置的地點及使用人員的職權，可以查看下級監控站的數據，為各級領導的科學決策提供了依據。

五.利用中國移動GSM/GPRS網進行灌溉控制的優勢

（一）覆蓋范圍廣

中國移動GSM/GPRS無線網面向廣大用戶，其覆蓋范圍非常大，也不容易受到阻擋，這就為我們的應用打下了堅實的基礎。

（二）通訊成本與距離無關

利用中國移動GSM/GPRS網絡進行通訊與其他通訊方式相比最明顯的特點是不會隨著通訊距離的延長而增加通訊成本。

（三）節約建設費用

建設中無需采購昂貴的數傳電臺或電纜及其附屬設備，還可節約天線架設和電纜鋪設的費用，為用戶節約工程投資。

（四）節約維護費用

使用中網絡由專業的維護人員提供服務，無需用戶對網絡傳輸設備進行維護，減少了維護人員和費用。

（五）方便實施

在實施過程中用戶只需對網絡終端設備進行安裝和調試，大大減少了工程量，對加快工程進度大有好處。

（六）設備功耗小

平均功耗小于0.1W,這對設備功耗要求較高的場合是極其重要的指標。

（七）通訊不影響環境也不受環境變化的影響

采用中國移動GSM/GPRS 網絡，不需要架設天線、電纜，不會對環境造成影響。同時也不會因為城鎮化建設影響通訊質量。

（八）高度可靠

公用中國移動GSM/GPRS無線網因面向廣大用戶而且技術非常成熟因此系統可靠性很高，是一般用戶建立的專用網絡不可比擬的。

（九）監控點可自由設置

該方案擴展極為方便，用戶只需為每一個擴展點購買一個GSM手機卡即可。也不會遇到其他方案經常遇到的新的站點無法實現通訊的問題。

（十）方便實現站間通訊

各站不僅可以與中央監控站進行通訊，而且各站間也可以相互發送信息，實現多元化通訊。例如在本地設備啟動前查詢與之相關的設備狀態實現連鎖控制，進一步提高了系統的安全性和可靠性。

（十一）可向管理人員發送信息

根據需要系統可以通過中國移動GSM/GPRS網絡將現場工況數據和報警信息及時發送到管理和維護人員的手機上。還可以根據不同的報警信息向不同的部門發出不同的信息。

六、系統功能描述