农田水利信息化项目建设方案1 / 44目录一、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)2 / 44一、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。
3 / 444 / 441.2 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；�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2.5MPa5 / 442、水力控制电磁阀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)6 / 44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)/0.02 Ω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 / 446 / 44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：12 bit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：IP677 / 44二、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 / 44农田水利信息化项目建设方案V3.0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 / 44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、10101010 / 444444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0～20 mg/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/ 44供电电源：5～36V DC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：10-36 VDC输出： 4-20 mA工作电流：30 mA+传感器输出预热时间：5s，最少光源：红外LED 最大压力：30 psi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：454 gpH 传感器测量范围：pH 0～14 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：5～36V DC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 / 44工作温度：-40-85℃通讯：GPRS13 / 44三、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。