智能机井灌溉控制系统方案

　　1. 系统概述

　　我国是农业大国，耕地面积 20 亿亩，农田灌溉成为农业生产中的重中之重。但是传统的农田管理存在较大弊端，机井分散，不便管理。无须取水，造成水资源的浪费，地下水严重匮乏。井房陈旧，安装方式占用较大耕地面积。机井裸露，存在安全隐患。为加强农业基础设施建设，着力推进农业经济结构的战略性调整、优化和升级，提高农业

　　综合生产能力和农业效益。

　　厦门计讯最新开发的 NFC 新型智能机井控制系统集灌溉刷卡取水、自动用水用电计量、水泵控制、防盗报警、远程监测等功能于一体，实现灌溉机井取水自动计量、IC 卡控制、远程传输的一体化和一卡式操作、一柜式安装的智能测控装置。NFC 新型智能机井控制系统由潜水泵，超声波水表，电能表，防雷器、电磁隔离器、开卡器、NFC 机井灌溉控制器及开卡软件和机井远程监控管理平台软件组成，系统拓扑图如下所示：

    潜水泵是水管所资产，用于抽取地下水，电能表记录水泵的用电情况，超声波水泵记录抽水量;防雷器和电磁隔离器用于防止外部干扰及损害，开卡中心和移动开卡终端负责给农民开卡，NFC 机井灌溉控制器负责采集水表的流量和电表的用电量，并通过 4G/3G/CDMA/GPRS 把数据传到水管局监控中心和云服务器;平台软件通过对数据分析处理后，以不同形式展示给业主和管理人员，协助智能化管理机井灌溉系统，发现异常情况，及时处理。

　　2. 平台软件介绍

　　2.1 平台软件

　　2.2.1 平台功能

　　◆ 实时监控：支持 GIS 地图形式，列表形式，图标形式实时在线监测，轻松掌握每口机井

　　状态。

　　◆ 水权管理：以“总量控制和定额管理”为目标，水管局、水管所、村，自上而下三级水

　　权分配和交易，实现水权市场化管理。

　　◆ 机井灌溉系统资产管理，详细记录每笔资产属性，购置，维修记录，随时查询资产信息。

　　◆ 自动生成各种报表，如用水量，用电量年、月、日报表等，各种形式分析和展示分析，

　　挖据后的数据，并辅助制定区域农业取水计划的安排。

　　◆ 支持远程配置和干预控制各机井控制器，开启和关闭水泵需输入操作密码。

　　◆ 统计分析：具备报警查询、操作查询、用水查询和充值查询功能，同时可将历史记录随

　　时打印。

　　◆ 信息发布：支持新增、删除、查找、修改水户信息、价格信息和灌溉的作物类型

　　◆ 系统管理：用户管理安全管理，支持操作记录历史查询，责任溯源。

　　◆ 报警查询：支持设备故障自动报警，报警方式包括短信，APP 和上位机软件报警。

　3. 开卡器及开卡软件

　　3.1 NFC 卡 卡

　　机井灌溉控制系统的 NFC 卡分为三种：用户卡，管理卡和反写卡，其作用如下：

　　用户卡 ：数量最多，农民使用，用于启动和关闭机井，需要充值才能使用，可挂失和补卡，也可以水权交易。

　　管理卡：管理员使用，比用户卡权限高，用于管理特定区域内的机井使用。

　　反写卡：充值回购和反写。

　　3.2 NFC 开卡器(TJ720)

　　J720 非接触式 IC 卡读写器符合 ISO14443A 标准，可支持多种接口联机方式：USB 口/RS232 串口，USB 采用无驱 HID 方式，方便安装使用。配有蜂鸣器和 LED 灯，为用户清楚地提供读写器和应用程序的状态指示，主要特点为：

　　支持 NFC 标签;

　　外型时尚，开发包功能齐全，易于开发;

　　可根据用户要求定制，满足用户的特殊需求

　　支持 Windows 操作系统、Linux 以及安卓平台;

　　提供 384 个字节的 EEPROM 存贮空间;

　　3.3 NFC 开卡软件

　　NFC 开卡软件有两个版本，电脑端程序和手机 APP 端程序，可联网开卡，开卡数据可自动上传到数据中心，水管局可统一查看相关数据。

　　开卡软件界面如下图所示：

　　4.NFC 智能机井灌溉控制器介绍

　　TJ710 系列智能机井控制器是新型智能机控制系统(智能农业灌溉系统)的核心设备。设计完全满足工业级标准和工业用户的需求，采用高性能的工业级 32 位通信处理器，软件多级检测和硬件多重保护机制来提高设备稳定性。

　　产品特点：

　　●支持水计量，电计量和时间计量，并支持多路计量;

　　●支持一个控制器可供多张用户卡使用;

　　●支持 2G/3G/4G、zigbee 等多种通讯方式;

　　●支持语音提醒用户用水信息。

　　●支持继电器控制输出，可直接接入接触器;

　　产品功能：

　　●采集功能：采集超声波水表、脉冲水表的流量数据，采集只能电能表、秒冲电表的电量数

　　据，采集压力、水位变送器的标准信号，采集水泵或阀门运行状态、设备供电状态等信息;

　　●刷卡取水功能：刷非接触 IC 卡，开启水泵取水(卡内要有剩余水量);

　　●控制功能：支持自动控制、远程控制水泵、阀门等控制设备;

　　●报警功能：监测数据越限、IC 卡内余额不足等，立即上报告警信息;

　　●存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失;

　　●远程监控：支持通过 2G/3G/4G 网络远程监控设备;

　　●远程管理：支持通过 2G/3G/4G 网络进行设备远程参数设置、程序升级。