一、项目总论

新疆是我国离海洋最远的地区，水资源严重缺乏、荒漠化特征明显，且多采用人工开闭机井进行灌溉。这种灌溉方式，费时费力、劳动强度大、管理不科学、难以杜绝人情水、设备故障率也较高，因而发展节水灌溉技术是新疆发展农业生产的必然选择。本项目有利于农业信息技术及智能农业的建设和示范。在现有灌溉农业的基础上，通过信息化平台和智能化系统将节水智能灌溉和机井的远程控制技术相配套，可以实现大面积的自动化灌溉控制。

基于中国移动无线通信GSM/GPRS网络的农田灌溉机井遥控系统，由GSM机井控制器、计算机网络、GIS电子地图和GSM通信接口组成，可实现一点到多点的远程无线双向数据通信和控制。GSM机井控制器可以实现机井运行参数的实时监测与远程无线自动控制灌溉等功能，具有投资少、设备一体化、维护方便等优点。

本项目主要进行：

1.基于中国移动GSM/GPRS无线通讯网的点对点数据采集和控制。

2.基于互联网和地理信息系统的机井集中监视、控制和管理平台。

二、项目技术路线及主要示范内容

（一） 技术路线

农业智能灌溉核心问题是如何以廉价的方式解决大范围分散点的数据通讯问题。由于现代通讯技术的飞速发展，我们可以采用的通讯方式越来越多，特别是近年来中国移动通讯网络几乎覆盖了全部的农田。因此我们采用基于中国移动GSM/GPRS服务的通讯方式作为农业信息传输的基础网络，充分利用它覆盖范围广、通讯成本不随通讯距离的增加而增加的特点。在解决了通讯问题之后，我们就可以通过这一纯无线的通讯网络实现机井的启停控制。

（二）主要示范技术内容

从本项目的技术特点方面来说，本项目是将通讯技术、测控技术、和软件开发技术有机地结合在一起，满足农业信息化的需求。本项目的技术具有前瞻性和创新性，示范推广的意义较大，具体表现在以下几个方面：

1.本系统采用中国移动GSM/GPRS 移动电话网络作为田间灌溉机井的控制器与中央监控站的通讯网络，这种无线通讯相结合的通讯方式与其他通讯方式相比具有很多优点。

2.互联网操作：本系统具有互联网接入功能，有权限的系统操作人员可以在世界的任何地方通过互联网来操作整个灌溉自动化控制系统或查阅相关的灌溉数据。这是最古老的农业生产与最现代的互联网技术的完美结合。

三、系统功能

（一）手动遥控功能

允许通过中央监控站或授权的手机直接远程操作进行机井的启停控制。

（二）手动就地灌溉功能

每一个远程控制箱都带有就地的手动开关，在远程控制出现问题的时候可以实现就地控制，以确保灌溉自动化系统故障而无法操作。

（三） 多级监控和数据传输共享功能

每个机井控制站和中央监控站可以通过GSM/GPRS 移动电话网实现与中央监控站的数据通讯，从而实现对所有机井遥控和遥测，各级管理者通过授权管理相应区域的机井。

（四）基于地理信息系统的大范围灌溉管理与控制

全疆监视界面

城镇监视界面

村庄监视界面

单井监视界面

（五）运行数据统计功能

系统自动记录每口机井总共开启时间、用电量和出水量，再根据每个农户开启的时间计算出每个农户以月或周为单位的累积灌水时间、灌水量或电度数。

（六）具有运行状态反馈功能：

系统以实际水泵的运行为反馈目标，不论手动或自动开启都能及时发现，从而及时发现设备故障和私自开泵。

（七）机井防盗功能

系统设有防盗装置，如有人非法开启机井控制箱或者机井控制箱体受到剧烈冲击或倾斜，系统均会自动发出报警短信到中央监控站及管理人员的手机上。

（八）变压器防盗功能

系统设有变压器防盗装置，如有人切断变压器的电源，系统将会在极短的时间内自动发出报警短信到中央监控站及管理人员的手机上。

（九）设备故障报警和保护

系统自动监视各主要设备的运行状态，一旦发现故障会自动发出报警信息指出故障位置和故障类型，同时系统还会自动停止运行保证设备安全。

（十）空抽保护和报警

系统自动监视水泵的运行状态，一旦发现空抽会自动发出报警信息，同时系统还会自动停机。

（十一）开停时间预约管理：

根据地下水开采计划和用户申请做出水量分配计划、并执行开停计划、还可以短信方式提前通知相关人员

四、 系统特点

（一）全无线控制方案

本系统所采用中国移动无线通信网络。实现了机井控制器与监控中心的全无线通讯。

（二）互联网操作

本系统具有互联网接入功能，有权限系统操作人员可以在世界的任何地方通过互联网来操作整个灌溉自动化控制系统或查阅相关的灌溉数据。这是最古老的农业生产与最现代的互联网技术的完美结合。

（三）管理功能强大

由于中央监控站采用了与互联网相连接的计算机机作为上位管理机，故可以进行大量的数据处理，分析和存贮工作，使系统管理能力变强。

（四）手动/自动双路操作

本系统所有电磁阀都保留了手动操作的可能性，确保不会因为自动化系统故障而影响灌溉。

（五）系统拓展功能

可根据用户需求，更改或增加系统的功能与实际应用。最大程度满足用户要求，体现用户特点。

（六）实现统一控制平台

为贯彻落实国家有关农业数字化、信息化的相关指示，将多个地块机井控制系统集成在统一的通讯平台上，我公司的中央监控站在设计阶段就考虑到了多层次部署需求，根据中央监控站设置的地点及使用人员的职权，可以查看下级监控站的数据，为各级领导的科学决策提供了依据。

五.利用中国移动GSM/GPRS网进行灌溉控制的优势

（一）覆盖范围广

中国移动GSM/GPRS无线网面向广大用户，其覆盖范围非常大，也不容易受到阻挡，这就为我们的应用打下了坚实的基础。

（二）通讯成本与距离无关

利用中国移动GSM/GPRS网络进行通讯与其他通讯方式相比最明显的特点是不会随着通讯距离的延长而增加通讯成本。

（三）节约建设费用

建设中无需采购昂贵的数传电台或电缆及其附属设备，还可节约天线架设和电缆铺设的费用，为用户节约工程投资。

（四）节约维护费用

使用中网络由专业的维护人员提供服务，无需用户对网络传输设备进行维护，减少了维护人员和费用。

（五）方便实施

在实施过程中用户只需对网络终端设备进行安装和调试，大大减少了工程量，对加快工程进度大有好处。

（六）设备功耗小

平均功耗小于0.1W,这对设备功耗要求较高的场合是极其重要的指标。

（七）通讯不影响环境也不受环境变化的影响

采用中国移动GSM/GPRS 网络，不需要架设天线、电缆，不会对环境造成影响。同时也不会因为城镇化建设影响通讯质量。

（八）高度可靠

公用中国移动GSM/GPRS无线网因面向广大用户而且技术非常成熟因此系统可靠性很高，是一般用户建立的专用网络不可比拟的。

（九）监控点可自由设置

该方案扩展极为方便，用户只需为每一个扩展点购买一个GSM手机卡即可。也不会遇到其他方案经常遇到的新的站点无法实现通讯的问题。

（十）方便实现站间通讯

各站不仅可以与中央监控站进行通讯，而且各站间也可以相互发送信息，实现多元化通讯。例如在本地设备启动前查询与之相关的设备状态实现连锁控制，进一步提高了系统的安全性和可靠性。

（十一）可向管理人员发送信息

根据需要系统可以通过中国移动GSM/GPRS网络将现场工况数据和报警信息及时发送到管理和维护人员的手机上。还可以根据不同的报警信息向不同的部门发出不同的信息。

六、系统功能描述