论文部分内容阅读
灌溉流量节水控制器集电量计量、水量计量、系统监测、射频卡预付费、外部设备控制、远程通讯等多种功能于一体,内置嵌入式软件,用于农业机井灌溉计量、控制。通过采集水泵工作时的电参数和其它相关参数,现场标定形成一定的数学模型,控制器实时检测水泵工作时的参数并对原数学模型进行修正,经过计算机的科学运算,实现电量到水量的转换,精度高,完全满足农业灌溉的要求。
1 创新性的计量原理
水泵抽水时所耗电能虽然与水泵出水量有一个成正比的关系,但出水量还与水经过的扬程有关,是反比关系,即扬程越大同样功率的水泵出水量越少。另外出水量还与水泵的电效率,机械效率有关。把这些有关因素写成数学模型是可以的,但要把这个数学模型变成容易操作,可以计算的数学式,就必须把这些因素在一定条件下的常数值找出来。然后经过计算机运算才能把水量计算出来。分析离心泵的Q—N、Q-H曲线后可知,采用抛物线形式来表示其数学模型,但在水泵实际运行过程中,受水泵扬程、电网电压的影响,特性曲线也所变化,所以必须实时对曲线进行修正,这将通过一系列复杂的数学计算获得,从而保证转换精度,这也是核心的关键技术所在。
2 射频卡管理技术
本产品采用高速射频卡作为预付费介质,射频卡读写速度快,可以避免因抖动造成读写不成功的现象,可靠性、安全性高。产品具有一表多用户,独占工作模式,分时使用等功能特点,避免不同用户的使用纠纷。因为该设备应用的现场环境大多非常恶劣,要求抗干扰能力,纠错能力强,而且射频卡中保存的内容主要为用户信息和水量金额,这些资料是比较敏感的,在对这些资料进行读写时,如果发生意外使操作中断,如何正确恢复资料是一个很关键的问题,这需要很高的软件技巧,所以安全性、可靠性是重点要解决的问题。
本产品具有强大的管理功能,一表多用户,分时使用,用户的电能卡只能在配套的控制器上使用(卡内设备号、用户号、市号和乡号与表内的设备号、用户号、市号和乡号一致才能使用),在其它控制器不能作用,并远程与管理中心进行数据交互。
3 GPRS远程监控管理
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS方式实时在线,可按流量计费,特别适合水务部门控制点多、分散、中小流量的数据传输特点。
灌溉流量控制器采用GPRS传输网络实现数据的无线传输功能。设备通过内置GPRS模块与管理中心计算机进行数据交互,定时上报用户数据,包括累计用电量、水量、用户信息等数据,随机自报设备报警数据,随时响应中心下达的各项召测命令,如实时数据、历史数据、设备时钟、设备地址等各种数据信息。控制器与监控管理中心间需建立一套完整、严谨的数据传输协议及确认机制,以保证数据的可靠、无误的传输。监控管理中心的农业灌溉节水监控系统实现对各个灌溉监测点的远程实时监控管理。系统实时采集监测点的数据,实现数据查询、统计,测站召测,报表打印等功能。
4 应用前景
该设备是专门为地表水、地下水设计的,特别适应地表水、地下水的计量;该设备是纯电子产品,设有易损件,寿命长,15年以上;设备本身是一个单片计算机系统,其它辅助设备相当于计算机的外部设备,便于拓展,更新换代比较方便,投资较少。
该设备是针对我国在农田灌溉现场实际面设计的,对农电,对水质,对操作人员适应能力都很强。
就我国农业电网供电的现状,普遍存在电源波动范围过大的问题,该产品超宽供电电源范围(AC165-420V),较好地适用于农业灌溉现场,同类产品的供电全部为220V±10%,或380V±10%。
国内其它产品各种水的计量器具都不适应我国农田现场情况,设备投资大,且现场无法安装。
1 创新性的计量原理
水泵抽水时所耗电能虽然与水泵出水量有一个成正比的关系,但出水量还与水经过的扬程有关,是反比关系,即扬程越大同样功率的水泵出水量越少。另外出水量还与水泵的电效率,机械效率有关。把这些有关因素写成数学模型是可以的,但要把这个数学模型变成容易操作,可以计算的数学式,就必须把这些因素在一定条件下的常数值找出来。然后经过计算机运算才能把水量计算出来。分析离心泵的Q—N、Q-H曲线后可知,采用抛物线形式来表示其数学模型,但在水泵实际运行过程中,受水泵扬程、电网电压的影响,特性曲线也所变化,所以必须实时对曲线进行修正,这将通过一系列复杂的数学计算获得,从而保证转换精度,这也是核心的关键技术所在。
2 射频卡管理技术
本产品采用高速射频卡作为预付费介质,射频卡读写速度快,可以避免因抖动造成读写不成功的现象,可靠性、安全性高。产品具有一表多用户,独占工作模式,分时使用等功能特点,避免不同用户的使用纠纷。因为该设备应用的现场环境大多非常恶劣,要求抗干扰能力,纠错能力强,而且射频卡中保存的内容主要为用户信息和水量金额,这些资料是比较敏感的,在对这些资料进行读写时,如果发生意外使操作中断,如何正确恢复资料是一个很关键的问题,这需要很高的软件技巧,所以安全性、可靠性是重点要解决的问题。
本产品具有强大的管理功能,一表多用户,分时使用,用户的电能卡只能在配套的控制器上使用(卡内设备号、用户号、市号和乡号与表内的设备号、用户号、市号和乡号一致才能使用),在其它控制器不能作用,并远程与管理中心进行数据交互。
3 GPRS远程监控管理
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS方式实时在线,可按流量计费,特别适合水务部门控制点多、分散、中小流量的数据传输特点。
灌溉流量控制器采用GPRS传输网络实现数据的无线传输功能。设备通过内置GPRS模块与管理中心计算机进行数据交互,定时上报用户数据,包括累计用电量、水量、用户信息等数据,随机自报设备报警数据,随时响应中心下达的各项召测命令,如实时数据、历史数据、设备时钟、设备地址等各种数据信息。控制器与监控管理中心间需建立一套完整、严谨的数据传输协议及确认机制,以保证数据的可靠、无误的传输。监控管理中心的农业灌溉节水监控系统实现对各个灌溉监测点的远程实时监控管理。系统实时采集监测点的数据,实现数据查询、统计,测站召测,报表打印等功能。
4 应用前景
该设备是专门为地表水、地下水设计的,特别适应地表水、地下水的计量;该设备是纯电子产品,设有易损件,寿命长,15年以上;设备本身是一个单片计算机系统,其它辅助设备相当于计算机的外部设备,便于拓展,更新换代比较方便,投资较少。
该设备是针对我国在农田灌溉现场实际面设计的,对农电,对水质,对操作人员适应能力都很强。
就我国农业电网供电的现状,普遍存在电源波动范围过大的问题,该产品超宽供电电源范围(AC165-420V),较好地适用于农业灌溉现场,同类产品的供电全部为220V±10%,或380V±10%。
国内其它产品各种水的计量器具都不适应我国农田现场情况,设备投资大,且现场无法安装。