农田水利信息化项目建设内容 v1.0 44页

农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012农田水利信息化项目建设内容一、无线灌溉控制与用水计量系统.................................................................2二、无线水产养殖智能测控系统.....................................................................9三、无线温室环境智能监测...........................................................................14四、土壤墒情远程监测系统...........................................................................19五、作物长势视频图像监测系统...................................................................24六、气象环境监测系统...................................................................................25七、泵房控制管理系统...................................................................................31八、UniWeb应用平台.....................................................................................34九、UniPhone移动手机应用平台..................................................................39十、系统预算表（详见预算表）...................................................................42北京联创思源测控技术有限公司2012年9月n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012一、无线灌溉控制与用水计量系统1.1系统描述系统基于SMC系列无线传输数据采集终端，配置土壤水分传感器、水力电磁阀、超声波流量计等，加上数据管理平台，实现无线远程的灌溉控制管理。多节点、多级数的采集传输模式，让传感器的安装不受限制，同时监测点之间没有距离限制。特别适合大范围的多点土壤水分监测项目及自动灌溉项目。软件平台可实现随时随地通过互联网查看土壤水分数据，控制电磁阀达到智能灌溉的目的。同时，系统可发增加农田气象环境的监测，形成以灌溉预报所需参数信息采集与传输系统为基础、节水灌溉预报为核心的节水灌溉预报系统。系统能科学指导进行适时适量灌溉，提高水生产率和水资源的高效利用，减少地下水开采，遏制地下水位下降，改善水生态环境，从而实现水资源的可持续利用，达到人与资源和谐发展。1/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20121.2系统组成从功能上来看，包括控制中心、采集节点和控制节点，各部分组成如下：控制中心：控制计算机、控制中心无线接入点、现场控制管理软件、远程管理平台（Uniweb）；环境采集节点：支持土壤水分、温度、盐分，空气温湿度、降雨量、蒸发量、风速、风向、太阳总辐射、有效辐射，管路的管道压力、管道流量等信息的采集。控制节点：无线阀门控制节点；无线机井控制终端（泵站管理终端）1.3系统特点无线智能测控节点�免去有线方案布线的繁琐，降低后期使用及维护成本。�无线采用全球免费的公共频段（2.4GHz），降低传统无线的运营成本，�节点安装方便，网络规模从几个到几百个不等，添加或移动节点简单容易；�支持的市场上众多厂家的电磁脉冲阀，从5~24VDC，从国内到时国外，SMC1600系列测控器都能与之无缝结合；智能灌溉管理�系统依据采集的实时土壤水分信息，自动调度灌溉时间；�水分上下限智能报警，防止过度浇水，以达到科学节水灌溉；�系统集成小型气象站，掌握实时气象信息，减少因天气、季节变化而带来的手动更新调度；�支持补灌与轮灌模式，满足不同用户的灌溉需求；�集成阀门开关状态反馈，提高灌溉系统的可靠性；2/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012�一个节点可同时支持两路电磁阀控制和状态、两路水分信息采集；网络化的远程管理�通过控制中心计算机（网络版通过浏览器）即可以对系统进行参数设置及灌溉的远程控制，�系统定时采集网络节点电压、工作温度与通讯链路状态，实现网络自诊断功能；�管理软件集成GPRS/GSM技术，支持E-mail报警和短信的智能报警；1.4主要设备技术指标1、超声波流量计测量范围：DN80-4000mm流速范围：0-12m/s准确度：1.0级测量液体：水、河水、海水、石油、化学液体及其他均质液体信号输出：1.4-20mA：阻抗小于800Ω，光电隔离，准确度0.1%。累计脉冲输出：光电隔离，无源开路输出，传输距离小于500m。RS-485：光电隔离，波特率可选择，传输距离大于1.6km。测量功能：显示瞬时流量、瞬时流速、正累计流量、净累计流量、累计运行时间、瞬时供热量、累计共热量、供回水温度。数据存贮：可储存前720小时，前365天，前36个月和前十年的测量数据，包括瞬时流量、累计流量、断电时间等环境温度：转换器：-10～45℃（特定环境请说明）传感器：-30～+60℃（常温型）-30～+160℃（高温型）传感器承压能力：管内部分压力小于2.5MPa3/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012GPRS模块RS4852、水力控制电磁阀WSV系统高流量隔膜驱动水力控制阀门是我公司根据农田灌溉的特点，有针对性的设计的尖端产品。它结合简单可靠设计和一流的水力性能为一体，同时还真正避免了其他传统控制阀门的常有的缺陷。阀门尺寸基本覆盖了农田应用的大部分环境，阀门口径包括1’、2’、3’4’（DN25~110）。阀门采用工业耐用玻璃纤维尼龙材质，耐腐蚀性好；阀体为全通径设计，无阻隔阀口，通路上无导向阀杆或支撑肋，灵活的隔膜配上独特的阀盘设计，为水流提供了无障碍通路，保证了最大流通性能，并把水头损失降到最小。长行程导向式设计的阀盘，全支撑式隔膜及可替换式密封圈的组合使阀门拥有如此优越的性能：�0.2MPa超低的开户压力；�外流道的命令管设计，增强了阀门的抗堵能力；�机械式的脉冲控制器，保证控制稳定可靠；�稳定可靠、一体化的阀门状态反馈，实时掌握阀门状态；�动作平缓，关闭时无震动或水锤；�优质EPDM阀门隔膜，可以抵御化肥等化学物质的侵蚀；�低压情况下，仍能保证足够的开度；�设计简单，维护方便；技术参数：工作压力范围：0.02MPa~1MPa（0.2~10公斤）；工作温度：0~60℃；塑料部件材料：增强尼龙隔膜材料：EPDM（三元乙丙橡胶）；电磁头电压：6~12VDC(Latch)4/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012脉冲宽度：20~100mSec(毫秒)；开启时间：10s中达到最大开度；关闭时间：最长30s延时关闭；水流损失及流量参数见下表：3、水位传感器测量范围(FS)：0~0.5m…200mH2O或0~5KPa…2MPa允许过压：2倍满量程压力测量介质：与316不锈钢兼容的液体(特殊可选防腐型)综合精度：±0.25%FS长期稳定性:典型：±0.1%FS/年使用温度范围:一体式：-20℃~70℃零点温度漂移:典型：±0.02%FS/℃,最大：±0.05%FS/℃灵敏度温度漂移:典型：±0.02%FS/℃,最大：±0.05%FS/℃供电范围:12~36VDC（一般24VDC）信号输出:4~20mA/1~5VDC/0~5VDC负载电阻:≤(U-12)/0.02Ω结构材料:外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ni，膜片不锈钢316L,密封：氟橡胶,电缆:Φ7.2mm聚5/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012氯乙烯专用电缆绝缘电阻:100MΩ,500VDC防雷:三级防雷设计（1万伏/5千安）；特殊可（2万伏/1万安）防护等级:外壳防护等级IP6844、管道压力传感器压力传感器是在单晶硅片上扩散上一个惠斯通电桥，电压阻效应是桥壁电阻值发生变化，产生一个差动电压信号。此信号经专用放大器，再经电压电流变换，将量程相对应的信号转化成标准4~20mA/0~5VDC/0~10VDC信号。技术指标如下：测量介质：气体液体测量范围：-0.1~0~0.001~100MPa（中间量程任选）压力类型：表压精度等级：0.2级长期稳定性：±0.1%F.S/年温度漂移：±0.01%FS/℃供电范围：12～36VDC输出信号：4～20mA或0～5VDC介质温度：-40～85℃环境温度：-40～85℃超压：200%防护等级：IP65探头材料：隔膜316S,过程接头1Cr18Ni9Ti负载能力：（电流型）250~1425Ω（电压型）≥2KΩ5、无线测控终端远程通讯：WSN空旷距离600~1200m供电电压：5~12VDc供电方式：太阳能：2000mA+1.5W太阳能电源（2年免维护）电池：电池组保证至少工作2年；受控电源输出：2路模拟输入：4路（可扩展至8路）A/D转化精度：12bit模拟分辨率：0.6mV6/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012工作温度：-20～+50℃输入信号：0～2.5V数据端口：RS-232&RS-485尺寸：￠95×170mm防水：IP677/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012二、无线水产养殖智能测控系统2.1系统描述水产养殖智能测控系统通过对水质参数的准确检测，数据的可靠传输，信息的智能处理以及控制机构的智能控制，实现水产养殖的科学养殖与管理，最终实现节能降耗、绿色环保、增产增收的目标。总体的系统结构图如下所示。8/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012该系统由水环境监测站、水质控制站、现场及远程监控中心与中央云处理平台等子系统组成，并配备气象站一座。1.水环境监测站站：包括无线数据采集终端与智能水质传感器，主要完成对溶解氧、ph、温度、氨氮、水位、叶绿素等各种水质参数的实时采集、在线处理与无线传输。传感器具有自识别、自校正、自补偿功能和通用数字串口，有良好的互换性，便于设备更新维护，且价格是国外产品价格的1/6到1/10。2.环境气象监测站：主要完成对风速、风向、空气温湿度、太阳辐射以及雨量等气象数据的实时采集、在线处理与无线传输，依据该气象数据可分析水质参数与天气变化的关系，以9/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012便更好地预测水质参数的变化趋势，提前采取调控动作，保证水质良好。3.水质控制站：包括无线控制终端、电控箱以及空气压缩机、增氧机、循环泵等各种水质调控设备，无线控制终端汇聚水环境监测站采集的数据，并接收来自监控中心的控制指令，通过电控箱控制各种水质调控设备的动作。无线传感网络具有多跳路由、组网灵活、超低功耗的特点，无线单跳通信距离不低于500m，通过无线中继与缓存技术，可覆盖10平方公里的养殖场范围增氧控制冲装置4.现场及远程监控中心：分别依托无线传感网络和具有GPRS/GSM通信功能的中心服务器与中央云处理平台，通过水质智能控制算法，实现现场及远程的数据获取、系统组态、系统报警、10/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012系统预警、系统控制等功能。5.中央云处理平台：是专门为现场及远程监控中心提高云计算能力的信息处理平台，主要提供鱼、蟹等各种养殖品种的水质监测、预测、预警、疾病诊断与防治、饲料精细投喂、池塘管理等各种模型和算法，为用户管理提供决策工具。此外，该系统由太阳能补充供电，免除布线，适用于野外长期监控，节能降耗；提供手机短信遥控功能，并提供3G、4G手机视频监控接口；运用远程视频监控技术，构建起全方位的安防监控体系和设备运行状况反馈系统以提升水产养殖的监控水平，增强系统运行的可靠性。同时能减少水产养殖对周边水体环境的污染，具有显著的经济社会效益，适合大面积推广。2.2主要设备技术指标溶解氧传感器测量范围：溶解氧0～20mg/L温度0～50℃温度补偿范围：-2～50℃分辨率：0.1ml/L测量精度：溶解氧±2%FS温度±1%FS长期稳定性（3个月）：溶解氧≤±4%FS温度≤±1%FS485通讯波特率：9600bps适用测量介质：水溶液11/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012供电电源：5～36VDC功耗：≤30mW浊度传感器范围：0-50NTU和0-1000NTU精度：±1%(全量程)测量方法：90°散射法，带校正功能工作电压：10-36VDC输出：4-20mA工作电流：30mA+传感器输出预热时间：5s，最少光源：红外LED最大压力：30psi工作温度：-10°-+55℃材料：306不锈钢，聚甲醛树脂线缆长度：7.6m(最长152m)探头重量：454gpH传感器测量范围：pH0～14温度0～50℃温度补偿范围：-2～50℃分辨率：0.1485通讯波特率：9600bps适用测量介质：水溶液供电电源：5～36VDC功耗：≤30mW无线测量终端供电：3.6-6V直流数据存储：1M采集通道：4通道模拟量采集，支持RS485扩展采样频率：1秒-24小时12/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012工作温度：-40-85℃通讯：GPRS13/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012三、无线温室环境智能监测针对现有的设施农业缺乏有效环境信息采集和环境控制手段，建设特色蔬菜种植大棚的智能感知与自动控制系统，实现根据大棚内的温湿度、光照、土壤水分等监测数据，实时调整控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证大棚环境最适宜作物生长，为蔬菜花卉优质、高产、高效、健康发展创造条件。3.1日光温室监控终端建设解决方案图日光温室内安装土壤水分传感器、空气温湿度传感器感知探头以及无线测量终端，通过终端内集成的GPRS/GSM模块，借助现有的移动网络将数据发送至数据中心服务器，实现温室环境信息的远程实时监测。此部分建设的设备有：土壤水分传感器、空气温湿度传感器、无线采集终端。14/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20123.2连栋温室监控终端建设由于连栋温室内主要以育苗为主，而且温室内苗床温度最为重要，所以环境监测以空气温湿度为主要监测对象，根据所采集的实时空气温湿度的值，来控制湿帘、风机、遮阳帘等，以创造作物育苗所需的最佳环境。为了能准确监测育苗车床苗间温度，每个连栋温室（按5000平米计算）均匀分布8个空气温湿度探头，增加电控箱和网关节点，以实现通过互联网或者手机短信对湿帘、风机和遮阳帘的远程控制。3.3作物长势图像和视频监控终端建设在日光温室和连栋温室内安装作物长势无线采集装置，每天采集1-2张作物长势图片，并通过GPRS发送给服务平台，实时远程监控作物长势和病害情况，实验阶段选着3个日光温室和连栋温室实验示范；在连栋温室内安装一套视频监控装置，通过3G或宽带技术，实时动态展现自动控制效果。3.4智慧温室综合管理试点平台建设综合管理平台是数据汇总的中心，无线采集终端、无线控制终端都通过GPRS和移动互联网接入。该平台可以对智慧温室的业务平台的各项应用进行有效支撑，同时实现全国数据的接入并对农业物联网终端进行有效管理。综合管理平台的建设分4部分：�底层通信模块�平台数据库设计�传感器管理模块�自动控制管理模块3.5温室环境手机管理试点平台建设手机是温室生产和管理人员、市场流通人员和政府管理人员普及率最高的用户终端，如何针对不同用户群，通过手机WEB、WAP和短信方式，实现监测数据的随时随地浏览、调控装15/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012置的远程控制和信息服务的短信推送等功能是信息化建设的亮点和重点。建设温室环境手机管理平台，实现通过手机网络或短信的方式，监测大田传感器网络所采集的信息，以本项目组已有作为生长模拟技术和传感器网络技术为基础，通过研制常见蔬菜生长模型和嵌入式模型的低成本智能网络终端，通过共享、交换、融合，获得最优和全方位的准确数据信息，实现对该蔬菜施肥、灌溉、播种、收获等的决策管理和指导。并且，该测控系统可以通过中继网关和远程服务器双向通信，服务器也可以做进一步决策分析，并对所部署的温室中灌溉等装备进行远程管理控制。3.6视频图像监控试点平台建设作物长势图像和温室视频采集监控试点平台首先解决大量图像数据的传输和存储问题，在此基础上试点作物长势和病虫害分析和动态远程实时操作平台。3.7温室信息综合服务展示平台建设建设基于现场数据的“天气预报”式的信息综合服务平台，展示物联网在农业信息服务中的应用和强大的推动力。主要展示信息服务内容包括：1)基于现场信息装备的温室种植标准化技术推广模式展示；2)基于现场数据的农业生产管理技术推广服务模式展示，如实时预报卷帘时间、病虫害预防等信息；3)集成市场价格信息、政府调控信息等综合信息推广。3.8设备参数及技术指标各项目监测设备技术指标如下：1)土壤水分传感器测量参数：土壤容积含水量vol%（cm3/cm-3）供电电压：5~12VDC工作电流：25mA测量范围：0~100%（即0至饱和）；精度：±3%,，标定后±2%；16/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012重复性：±1%；输出信号：0~1.5VDC或4～20mA；探针材料：316L不锈钢；探针长6cm；测量区域：95%的影响在Φ5x8cm的圆柱体内；密封性：防水等级IP68，防水防潮工作温度：-30~65℃2)土壤温度传感器传感器供电：5~12V输出信号：0~2.5V或4~20mA探头材料：316L不锈钢测温范围：-30℃～+70℃测量精度：±0.3~0.5℃分辨率：0.1℃3)空气温湿度传感器湿度测量范围：0~100%RH；温度测量范围：-20~60℃，湿度测量精度：±3%，温度测量精度：±0.5℃工作电压：3.6~12VDC4)CO2浓度传感器测量范围：0~2000ppm；测量精度：±40ppm；工作电压：12~24VDC；工作电流：200mA；5)辐射传感器（光照度）测量范围：0~1800W/m2；测量精度：±2%；17/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012工作电压：3.6~12VDC分辨率：1W/m2；6)无线数据采集终端远程通讯：GPRS/GSM/WSN供电电压：5~12VDc一体式太阳能供电系统，含太阳能板，充放电控制器受控电源输出：8路模拟输入：4路（可扩展至8路）数字输入：16路A/D转化精度：12bit模拟分辨率：0.6mV工作温度：-20～+50℃输入信号：0～2.5V数据端口：RS-232&RS-485尺寸：￠95×170mm防水：IP6818/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012四、土壤墒情远程监测系统4.1功能描述及组成土壤墒情远程监测系统是一种先进的土壤墒情实时收集、处理的自动化系统。它应用高精度传感技术、通信技术、数据库存储和处理等技术，实现无人监守情况下，对土壤水分数据进行自动采集、传输和存储，为统计、分析和预测土壤墒情变化提供依据，该系统可广泛应用于水利抗旱、精细农业、城市绿化等领域。系统主要包括以下功能：�GPRS/GSM运行方式支持实时在线、短连接、无连接三种模式，流量少，费用低；�数据通讯方式兼容定时上报和远程召测两种模式；�内置本地时钟，支持远程数据中心的时钟校正；�数据采集间隔时间范围1min～2d可设，内置校正曲线，支持远程校正；�内置本地存储，支持存储上报，克服无线不稳定性，支持历史数据下载；�低电压低能耗设计，自带一体化1.5W太阳能电源，支持外接电源扩展；�远程数据中心支持互联网浏览器查看实时数据、历史数据、曲线分析等功能；�支持土壤水分、温度以外的多种类型的传感器接入，如雨量、水位、电导率等参数；19/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012�支持本地串口和无线扩展采集量，增加覆盖范围。�具有自诊断功能，定时上报电源电压、无线信号强度等运行信息，维护平台自动管理报警，并支持短信查询，方便维护.Uni-SM系列土壤水分（墒情）自动监测产品结构组成如下图1所示，本产品包括以下四个部分：图1土壤水分（墒情）自动监测产品结构组成4.1.1土壤水分传感器土壤水分传感器的功能是准确的监测土壤水分体积含水率，能够直接反映土壤墒情的传感设备。FDS系列土壤水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术(FDR)自主研制开发的，能够测量土壤/基质等多孔介质的含水率。土壤水分（墒情）自动监测可依据《土壤墒情监测规范》或具体应用需求，选用多只FDS系列水分传感器实现分层测量。4.1.2土壤温度传感器土壤温度（soiltemperature）简称地温（groundtemperature）。地表温度和地中温度的总称。土壤温度的高低，与作物的生长发育、肥料的分解和有机物的积聚等有着密切的关系，是农业生产中重要的环境因子。ST系列土壤温度传感器是利用热敏原件来在不同温度下电流或者电阻的变化来测量温度的，通常埋于土壤表层，也可分层测量。20/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20124.1.3远程无线自动监测单元远程无线自动监测单元由SMC1800系列远程无线一体式采集终端和安装支架组成。根据应用需要可使用备用电源提高能源保障率，使用SMC扩展单元增加数据采集通道和覆盖范围。SMC1800系列远程无线采集终端基于移动通讯网络（GPRS/GSM）技术开发，可连接各种模拟信号传感器、数字信号传感器，支持485扩展。融合《土壤墒情监测规范》中的遥测终端机和通讯设备，并采用低功耗设计,集成一体化太阳能电源。内置实时时钟，具有数据本地存储功能。支持一个或多个远程数据中心（中央控制单元）进行土壤水分和温度等数据的定时自报和远程召测，并可实时校正时钟。4.1.4远程数据中心（中央控制单元）远程数据中心（中央控制单元）在《土壤墒情监测规范》中也称为中心站。主要包括通信设备、网络设备、服务器、电源等硬件设备和数据接收和管理软件。中心站硬件设备根据任务、规模和性能要求具体确定。UNI-SM系列土壤水分（墒情）自动监测产品支持第三方的远程数据中心软件平台，也可采用自主研制的UniWeb远程监控管理软件，实现实时显示、历史查询、实时曲线、历史曲线分析等管理功能。4.2．基本参数4.2.1土壤水分传感器参数测量参数：（非饱和）土壤体积含水量θV测量原理：频率反射法（FDR）量程：0～100％（m3/m3）；精度：不超过2.0％响应时间：响应在1s内进入稳定过程工作电压：5.5～12VDC，典型值9VDC工作电流：≤25mA输出信号：0～1.5VDC或者4～20mA测量区域：95%影响在φ6x8cm的圆柱体内21/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012外形尺寸：131x45x14mm（长x宽x厚）探针材料：316L不锈钢，防酸、碱、锈电缆长度：出厂5m，标准4芯双屏蔽线；密封材料：电子专用密封胶,耐腐蚀、稳固；防水和防冻，低温冻胀不破坏防护等级：IP67；工作环境:-25℃～+55℃平均无故障时间：MTBF≥25000小时4.2.2土壤温度传感器参数测量参数：土壤温度测量范围：-35～+60℃精度：±0.5℃响应时间：响应在1s内进入稳定过程工作电压：5.5～12VDC，典型值9VDC输出信号：4～20mA探针材料：316L不锈钢，防酸、碱、锈电缆长度：出厂5m，标准4芯双屏蔽线；密封材料：电子专用密封胶,耐腐蚀、稳固；防水和防冻，低温冻胀不破坏防护等级：IP67；工作环境:-35℃～+60℃平均无故障时间：MTBF≥25000小时4.2.3自动监测单元参数供电要求：3.6～6VDC，支持太阳能供电或外部供电；工作电流：实时在线模式：100mA间隔上报、定时上报模式：10mAI/O参数：4路模拟量输入（0～2V，4～20mA）1路RS485输入1路脉冲输入22/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20124路电源输出（电源电压或12V）2路脉冲输出I/O扩展：支持4路、8路扩展单元；支持SDI-12扩展单元；支持WSN无线单元；无线参数：支持900／1800MHz双频GSM/GPRSGPRS支持TCP/IP协议支持AT指令集4.3技术要求4.3.1基本要求满足《SL364-2006土壤墒情监测规范》，具体如下：1)土壤墒情传感器适用于下列环境条件：�工作环境温度：-25℃~+55℃；�工作环境湿度：100%RH（无凝结）；2)土壤墒情传感器的技术参数应符合下列要求：�精度：误差不差过2%（绝对含水量在0~50%范围内）；�测量范围：一般为0~50%；�稳定时间：一般情况下应不大于10s；3)输出量特征�串行支持RS485;�模拟量支持4-20mA或0-2.5V；4)其他要求电源适应性：直流供电，在额定电压的-15%~+20%间波动时，仪器正常工作采用物联网技术，自动监测单元融合遥测终端机和通讯设备于一体，并实现低功耗，自带太阳能电源。自动监测站支持水文、水质类传感器的接入，如雨量、地下水位、电导率等传感器，支持本地串口和无线扩展采集通道，增加覆盖范围。23/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012五、作物长势视频图像监测系统视频采集终端技术指标：视频输入：1路NTSC/PAL，1Vpp75Ω（BNC）压缩标准H.264图像分辨率：QCIF/CIF/HalfD1/D1帧率、码流：最高：25fps(PAL),30fps(NTSC)、32Kbps~3Mbps,CBR/VBR可调网络接口：1个RJ45，10/100M自适应，1个外置USB，支持WIFI、3G网络协议：TCP/IP、UDP/IP、多播、HTTP、ICMP、FTP、EMAIL、TELNET等IE应用：内嵌WebServer，用户可直接用IE进行浏览、控制视频服务器网络功能：网络搜索，网络监控，ADSL、3G(CDMA/TD-SCDMA/WCDMA)高清视频摄像头技术指标：9寸27倍红外夜视网络恒速球红外距离300米，36颗食人鱼大灯，内置27倍一体机SONY480线，夜视实际距离在120米以上。机械部分全部采用金属结构，纯铜齿轮。全模块结构，左右355度旋转，上下90度。设计有摄像机与红外灯分仓隔光系统，夜间没有任何反光现象。24/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012六、气象环境监测系统6.1.功能描述气象监测是园林节水灌溉、农业生产管理、及山洪预警与救灾基本信息收集的基础工作。一体式气象自动监测产品具有易安装维护、省时省力、实时性好的显著优势，已经成为水利、气象行业的主要形式。随着传感技术、电子技术和计算机技术的迅速发展，物联网已成为一个新兴产业，推动着气象远程无线自动监测设备走向一体化和微型化，实现低成本和高性能。小区域气象自动监测迈向规范化和规模化应用阶段。Uni-WS一体式气象自动监测产品基于SMC系列无线传输数据采集终端，Unilog智能数据接收、管理、控制软件平台，根据具体需求配置集大气温度、湿度、风速、风向、气压、雨量、辐射、土壤湿度、土壤温度等气象环境传感器，形成一套征对性强，管理清晰，控制便捷，功能强大的独特生态监测控制系统。具有技术领先、高度集成、稳定可靠和价格合理的产品优势。本标准的制定将有力促进Uni-WS系列一体式气象自动监测产品的规模化生产和应用，保障产品质量，规范产品应用，实现小气候数据准确测量、可靠获取和高效利用。一体式气象站特点如下：�远程数据传输、管理；没有地域距离限制，支持多级多点控制中心同时接收、查询站点数据；实现大区域范围内联网、数据共享；实现部委系统内(如水利系统、气象系统、生态保护区系统)监测站点垂直树形管理；�无线、智能；整个系统不用电源供应线，不用数据通讯线。完全摆脱野外生态站布线造成的繁琐和高风险困境，不再担心动物撕咬外力拉扯造成的线路中断；�软件平台定制化，征对性强，灵活性好，具备数据接收、管理基本功能；还提供预警服务；提供远程控制特性化功能；�监测项目可任意增减，扩展空间无限，传感器种类和数量上没有限制；可根据用户需求在项目不同阶段、不同时期扩增；�所有传感器监测采用间隔性供电超低功耗设计；避免常供电导致监测对象性质变异，测量结果误差增大；�整个系统都采用太阳能供电，每个设备都有配套的小太阳能供电；�数据采集、通讯设备小巧、隐蔽；减小野外被破坏和被盗的风险；25/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20126.2.系统组成一体式气象站主要由以下几部分组成：软件管理平台；远程数据传输接收终端；远程数据传输发射终端；数据采集单元；无线路由中继器，传感器，太阳能供电系统；数据采集传输模式：传感器——数据采集器——GPRS/GSM数据发送终端——(数据接收终端（或Internet上的计算机）——(数据中心平台软件Uni-WS一体式气象远程自动监测产品结构示意图如下图1所示，主要由四部分组成：①气象传感器部分：包括风向传感器、风速传感器、空气温湿度传感器、辐射传感器、雨量传感器；②变送传输单元：包括气象变送单元、无线传输单元和太阳能供电单元；26/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012③远程数据中心：主要为接入互联网的计算机，同时安装了相应的数据接收软件；④支架及附件：包括气象站三角支架及水平仪、指南针等安装附件。6.2.1气象传感器风速传感器风速传感器采用传统的三风杯结构，通过测量转轴的转速，来间接测量到风速，单位一般用米/秒（m·s-1）；风向传感器27/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012风向传感器的变换器采用精密导电塑料电位器，当风向发生变化，尾翼转动通过轴杆带动电位器轴芯转动，从而在电位器的活动端产生变化的电阻信号输出，间接测量风向。风向表示用度（°），由北按顺时钟旋转以0-36标度，其中36为北风，09为东风；翻斗式雨量传感器翻斗式雨量传感器是翻斗来盛满雨水，并通过累积测量脉冲数量，来间接表示当前一段时间内的降水量。降雨量单位表示为毫米（mm）；空气温度传感器温度传感器是将空气温度转化为电信号输出的一种敏感原件，它具有结构简单，测量范围宽，稳定性好、精度高等优点。温度单位表示为摄氏度（℃）；相对湿度传感器相对湿度传感器是利用湿度敏感元件制作而成，湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。相对湿度单位表示为百分数（%）；太阳总辐射传感器辐射传感器利用硅光电二极管测量，把太阳辐射转化为电压信号输出，要求水平安装。土壤水分传感器土壤水分传感器的功能是准确的监测土壤水分体积含水率，能够直接反映土壤墒情的传感设备。FDS系列土壤水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术(FDR)自主研制开发的，能够测量土壤/基质等多孔介质的含水率。体积含水量单位表示为3-3vol%（cm·cm）；6.2.2气象变送远程传输单元气象变送单元采用SMC205系列气象专用的采集变送器，此终端程序内置了符合《气象观测规范》的多种算法，以确保产品可以快速度的计算日、周、月及年气象信息的平均值、最高值、最低值等。同时，变送单元与远程传输单元通过RS485总线通讯，保证了数据传输的稳定、可靠。远程传输单元由SMC1800系列一体式远程无线采集模块、传输模块组成。根据应用需要可使用备用电源提高能源保障率，使用SMC扩展单元增加数据采集通道和覆盖范围。SMC1800系列远程无线采集终端基于移动通讯网络（GPRS/GSM）技术开发，可连接各种模拟信号传感器、数字信号传感器，支持RS485扩展。融合《气象观测规范》中的遥测终端机和通讯设备，并采用低功耗设计，集成一体化太阳能电源。内置实时时钟，具有数据本地存储功能。支持一个或28/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012多个远程数据中心（中央控制单元）进行环境气象因子的定时采集自报和远程召测，并可实时校正时钟。6.2.3远程监控中心远程数据中心（中央控制单元）也称为网络中心。主要包括通信设备、网络设备、服务器、电源等硬件设备和数据接收和管理软件。中心站硬件设备根据任务、规模和性能要求具体确定。UNI-WS一体式气象自动监测产品支持第三方的远程数据中心软件平台，也可采用自主研制的UniWeb远程监控管理软件，实现实时显示、历史查询、实时曲线、历史曲线分析等管理功能。6.2.4安装支架及附件安装支架为了便于运输及快速安装，采用铝合金的三角支架，所有气象传感器安装的高度等空间位置要求都满足气象观测规范。同时配备了安装气象传感器时所需要的指南针、水平仪等附件，以帮助现场安装人员规范、高效的安装。6.3.技术指标6.3.1传感器参数�风速：测量范围：1-67m/s，精度：5%，分辨率：0.1m/s�风向：测量范围：0-3600,精度：±70,分辨率：10�空气温度:测量范围：-40到+65℃,精度：±0.5℃,分辨率：0.1℃�相对湿度:测量范围：0-100%，精度：±3%，分辨率：1%；�叶面湿度:测量范围：0-15,精度：±0.5,分辨率：1�降雨量:测量范围：天0-9999mm；月0到19999mm；年0到19999mm；精度：±4%；分辨率：0.2mm；�太阳辐射:反应波段：300-1100nm；测量范围：0-1800W/m2;精度：±5%；分辨率：1W/m2；�土壤温度:测量范围：-40到+65℃，精度：±0.5℃，分辨率：1℃；�土壤湿度:测量范围：0%~100%体积含水量；精度±3%�气压：测量范围：880-1080hPa，精度：±1.0hPa，分辨率：0.1hPa；29/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012�蒸发量：测量范围：0~20cm，精度：±0.1mm分辨率：<0.01%;6.3.2测控终端参数SMC1800系列无线自动采集单元主控电路模块包括微处理器、输入输出模块、数据存储模块和无线通信模块四大部分，可实现模拟量传感器、智能传输器的采集，以及数据预处理、存储和发送的功能。主电路模块使用低功耗无线芯片作为微处理器，适用于太阳能供电的同时，也支持其他外部电源供电。终端的主要参数如表2所示。表2SMC1814采集终端主要性能指标项目指标无线载波频率900~1800MHz无线通讯波特率19200bps扩频方式GPRS/GSM调试接口USB输入信号RS485、0~2.5V电压输入通道数1~4A/D采集位数12位输出通道数1~4存储容量1M采样间隔1min~120min工作温度-20~60℃供电方式3.6V电池、5V直流电源电源电压3.3~9VDC工作功耗≤200mW表3太阳能供电系统主要性能指标项目指标太阳能电池板单晶硅，1.5W电池特性3.6VNiMH2000/4000mAH供电截止电压3.3VDC30/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012七、泵房控制管理系统泵房现场控制中心利用工控触摸屏来实现对泵站的监测与控制，监测的信息包括：河流的水位、管道的压力、水泵的电流、电压；同时此终端也支持通过网络发送来的命令与任务（网络部分需要开发相应的协议）。环境如下：操作系统：WinCE应用软件：组态软件灌溉首部由控制箱、PLC、触摸一体屏TPC、GPRSRTU、Zigbee无线接入点、开关电池组成。其中各部分的功能如下：�控制箱：主要是把各部件安装在一起，防潮防尘；�PLC：主要是通过IO控制，来控制变频器的开关，以实现水泵的控制；�触摸一体机TPC：以为现场的人机交互终端，完成通过Zigbee无线的接入点对田间的控制器进行控制；完成通过GPRS模块，把现场采集的数据发送至数据服务器；�GPRSRTU：主要实现TPC与数据服务器的无线通信；�Zigbee接入点：主要实现TPC与田间控制器的Zigbee无线通信；�开关电源模块：主要是对机柜内的设备进行供电；工控触摸屏技术指标TPC7062k，是一套以嵌入式低功耗CPU为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。31/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率1024×1024）。产品特点液晶屏：7"TFT液晶显示，真彩（LED背光），分辨率：800×480显示颜色：65535色背光寿命：50,000小时触摸屏：电阻式供电电源：24VDCCPU主板：ARM低功耗，400MHz内存：64M存储设备：128MFLASH产品规格结构工业塑料结构32/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012颜色工业灰面板尺寸226.5mm×163mm机柜开孔215mm×152mm外部接口串口1×RS232、1×RS485USB1主1从以太网RJ45以太网口环境条件工作温度0℃~45℃工作湿度5%~90%储存温度-10℃~60℃振动频率10-57Hz57-150Hz振动加速度0.075mm9.8m/s2振动扫频速率Oct/min≤1认证防护认证CE/FCC防护等级IP65抗干扰性工业三级33/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012八、UniWeb应用平台UniWeb综合管理系统，该平台实现了对设备、传感器终端的状态监控、远程设备配置的参数修改、设备上报数据分析、展示、执行器远程智能控制等功能。设备通过无线通讯网络，将采集的信息实时反馈到UniWeb综合灌溉管理系统平台，进行数据校验、处理、保存，平台对处理后的数据多方式、多维度(图形控件、GIS地图、计算公式)在web页面展示，由运维人员进行动态监管，用户实时查看。及时掌握所有设备采集的数据上报情况和运行状态，杜绝管理漏洞和安全隐患，实行历史追溯详细的功能介绍如下：8.1前台首页8.2设备采集数据实时信息点击左侧项目树列表，或地图设备泵站标志，查看该泵站下设备通道采集最新的实时数据34/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012信息，上报时间。点击表单右侧图形控件，可按照天、周、月、年、全部等条件图形曲线展示历史数据。35/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20128.3气象国土根据用户访问系统权限，可访问“气象国土”功能。气象国土包含：天气预报、卫星云图信息。点击“气象国土”菜单，选中天气预报或卫星云图，展示对应最新的信息。36/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20128.4图层控制点击“系统管理”菜单，“图层控制”分组，弹出“图层控制”面板，勾选“村镇”复选框按钮，可在地图上定位村镇。37/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012地图控件功能：漫游、量距、量面、清除。漫游：拖动、放大、缩小地图等功能。量距：可在地图上测量不同村镇的实际距离。量面：显示测量选中地图面积大小，如果在地图上标定的村镇信息包含在所测量面积范围内，测量时，点击可弹出所选范围信息内容。并查看乡镇村的详细信息。清除：可清楚量距、量面的画布内容。38/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012九、UniPhone移动手机应用平台UniPhone移动手机应用平台，该平台实现了使用移动终端（iPhone、iPod、windowsphone7、Android）对远程设备上报实时数据展示、历史数据图形控件展示、检测控制阀门状态，并发送控制指令，通过UniNet中间件处理后，控制执行器执行开阀、关阀动作。功能说明：手机移动终端网页访问地址：http://dls.unilogger.cn:7001/，进入智慧灌溉页面，列表功能包含：实时监控、水利巡查。实时监控是实施对远程设备通道下所连接的传感器采集的实时数据监控和实施水泵的控制阀门开关功能。9.1项目列表页面步骤：手动点击实时监控页面进入项目列表页面。不同的项目项目图标不同。并支持项目名称、项目描述信息显示。39/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司20129.2设备列表页面步骤一：选择一个项目点击，可进入设备列表页面。9.3实时数据展示页面选中一个远程设备，进入实时数据展示页面，远程设备采集的通道数据按照列表形式展现。如果设备通道接有水泵控制阀，可根据实际需求，点击“开启阀门”和“关闭阀门”按40/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012钮，远程控制阀门的开启和关闭状态。在远程水泵阀门控制是，点击“开启阀门”，提示“请输入授权码”，输入指定的授权码以后，才可执行开阀命令。如果输入的授权码不正确，则提示“授权码有误，情重新输入”。9.4历史数据图形控件列表步骤：点击采集通道数据列表对应的文字,可进入历史数据图形控件展示列，如下图所示，显示的内容为地下水位、设备能量的曲线图。41/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司201242/44n农田水利信息化项目建设内容北京联创思源测控技术有限公司2012十、系统预算表（详见预算表）1.无线灌溉控制与计量2.无线水产养殖智能测控系统3.无线温室环境智能监测系统4.土壤墒情远程监测系统5.作物长势视频图像监测系统6.气象环境监测系统7.泵房控制管理系统8.UniWeb数据发布平台软件9.UniPhone移动手机发布平台软件10.UniNet数据中间件软件11.安装调试及运维服务43/44