導(dǎo)語：小型灌溉泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：目前我國還有很多小型灌溉泵站仍然使用傳統(tǒng)的技術(shù)，且在管理水平上相對比較落后。闡述了小型灌溉泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)的總體設(shè)計思路，從軟件和硬件的方向分析了小型灌溉泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計，希望可以給相關(guān)研究提供幫助。

關(guān)鍵詞：小型灌溉泵站群；監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計

1系統(tǒng)總體設(shè)計

從實際情況可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前有很多農(nóng)村小型灌溉泵站還沒有實現(xiàn)自動化監(jiān)控，仍是使用傳統(tǒng)的管理方式，這樣需要投入更多的人力和時間。相比而言，傳統(tǒng)的人工管理不能對泵站進行持續(xù)的監(jiān)控，新型的小型泵站監(jiān)控管理可以進行不間斷地監(jiān)控管理，監(jiān)控的范圍更加全面，可以采取遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，并且會自動將各種數(shù)據(jù)進行存檔。小型泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)當(dāng)中的構(gòu)成主要由三個部分組成，分別是現(xiàn)場控制單元、服務(wù)器以及上機位部分。其中控制單元當(dāng)中有單片機、GPRSDTU模塊、攝像頭以及智能水位表和電表等，在IO口控制繼電器的支撐下，水位開關(guān)和霍爾傳感器能夠?qū)⑿盘杺鹘o單片機，在RS485線連接的作用下，將智能流量計、智能水位計以及智能電表進行連接，并進行線路的分配，以RS232接口為基礎(chǔ)將單片機和GPRS模塊連接起來。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將服務(wù)器和每一個泵站現(xiàn)場控制單位通信相連接。在上位機部分通常情況下是由由手機端和基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)灌溉泵站管理部門PC端監(jiān)測控制軟件構(gòu)成。第一，遠(yuǎn)程PC端控制方式。這種方式主要是在上位機軟件的支撐下，向服務(wù)器發(fā)送有關(guān)指令，再通過服務(wù)器將命令轉(zhuǎn)發(fā)給每個泵房處的下機位，也就是現(xiàn)場控制設(shè)備，從而對泵站的開關(guān)進行有效的控制。一般情況下鄉(xiāng)鎮(zhèn)灌溉泵站管理部分適合使用采用遠(yuǎn)程PC端控制方式。第二，手機移動端控制。通過手機使用相應(yīng)制定的APP給服務(wù)器發(fā)送有關(guān)命令，服務(wù)器會將命令轉(zhuǎn)發(fā)給下位機，實現(xiàn)對泵站的開關(guān)控制。處在實地泵站管理人員比較適合使用手機移動端控制的方式，這樣就能夠隨時控制泵站。GPRS網(wǎng)絡(luò)是在分組交換的過程中運行的，一個運輸通道可以由多個用戶共同使用，用戶們在傳輸數(shù)據(jù)的時候才會將信道占用，這種系統(tǒng)通信方式整體來看具有較低的服務(wù)成本，并且傳輸速率比較高。GPRS網(wǎng)絡(luò)支持TCP/IP通信協(xié)議，和Internet網(wǎng)絡(luò)可以互通，在實際生活當(dāng)中，廣泛應(yīng)用到了GPRS無線傳輸技術(shù)，對于數(shù)據(jù)流量比較小的傳輸業(yè)務(wù)而言更適合使用。因為GPRS現(xiàn)場終端傳輸距離比較分散，所以在全國夠可以分布采集點，并且現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單位能夠和數(shù)據(jù)中心之間相距很遠(yuǎn)。對于設(shè)備在野外的情況以及需要進行移動工作的環(huán)境當(dāng)中，又同時沒有有線網(wǎng)絡(luò)，那么就可以選擇GPRS無線網(wǎng)絡(luò)。

2硬件系統(tǒng)設(shè)計

一般情況下小型灌溉泵站在分布上相對比較分散，和大型泵站相比設(shè)備比較少且功能也較少。泵站的運行情況需要進行實時監(jiān)控，要對有關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄和處理，在泵站有問題時要有警報發(fā)出，確保泵站的安全，最終達(dá)到少人或者無人值守泵站的目標(biāo)[1]。在系統(tǒng)功能模塊當(dāng)中，需要在滿足實際情況的前提下對外圍設(shè)備進行選擇，使其能夠適應(yīng)系統(tǒng)功能。在外圍設(shè)備當(dāng)中會使用到不同的設(shè)備。一是繼電器，它主要是對水泵的開機和關(guān)機進行控制，在操作上比較簡單而且很方便。二是浮球液位開關(guān)，這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常簡單，在使用的時候不用外界提供電源，而且電路也相對比較簡單。和一般的機械開關(guān)相比較，懸浮球開關(guān)的體積比較小，能夠進行長時間的工作。在懸浮球開關(guān)使用的時候如果材質(zhì)選擇的好，那么在任何溫度和液體壓力的工作環(huán)境當(dāng)中都可以正常使用，所以在實際操作當(dāng)中使用比較普遍。三是霍爾傳感器，在進入泵站的地方設(shè)置合理的傳感器可以有效地確保小型灌溉泵站群管理系統(tǒng)的安全運行，并且能夠及時地監(jiān)測到泵站的運行情況。四是攝像頭，采用攝像頭可以對泵站的情況進行實時監(jiān)測，如果現(xiàn)場控制單位收到報警信息，那么就可以通過攝像頭對現(xiàn)場情況的照片進行采集。五是GPRS模塊，可以使用在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸以及智能家居方面。六是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通常情況下會使用到智能儀器采集數(shù)據(jù)，它通過RS485和單片機進行連接，由單片機控制發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，然后數(shù)據(jù)由智能數(shù)據(jù)采集儀轉(zhuǎn)發(fā)給單片機，在智能數(shù)據(jù)采集儀器當(dāng)中有智能電表、智能液位測量儀以及智能流量計。硬件主程序設(shè)計的主要流程是在對現(xiàn)場控制單元進行啟動后，由外圍電路和單片進行初始化，然后GPRS模塊和網(wǎng)絡(luò)進行連接，在發(fā)送請求之后建立起和遠(yuǎn)端服務(wù)器的通信通道。硬件主程序要先接收水位開關(guān)和霍爾傳感器開關(guān)兩個開關(guān)量的數(shù)據(jù)信息，然后給服務(wù)器端發(fā)送有關(guān)的警告信息。要是接受的是控制命令，那么由單片機給繼電器發(fā)送信號，對其開關(guān)進行控制，不需要將數(shù)據(jù)返回；要是接收到的是數(shù)據(jù)采集命令，那么就需要根據(jù)命令發(fā)出相關(guān)的采集指令；要是接收到的是圖片采集命令，那么需要和攝像頭連接的串口將有關(guān)的圖片采集命令發(fā)出。

3軟件系統(tǒng)設(shè)計

在泵站現(xiàn)場對程序進行控制需要對不同的數(shù)據(jù)進行采集，然后實行命令。下位機程序設(shè)計的流程大致為對程序進行初始化—對GPRS模塊進行初始化—對GPRS網(wǎng)絡(luò)進行連接，如果連接失敗，那么就需要重新進行以上操作；如果連接成功單片機待機，這時需要查看是否有開關(guān)量信號；如果有需要發(fā)出警告信息，如果沒有單片機繼續(xù)待機，在受到控制命令之后給繼電器發(fā)送控制信號，在受到采集命令后發(fā)送相關(guān)的采集命令，接著對數(shù)據(jù)進行處理并且發(fā)送。下位機在對程序進行設(shè)計的時候采用C語言進行編程，主要采用KEILMDK開發(fā)環(huán)境，主要有主程序、兩路開關(guān)量信號采集程序以及數(shù)據(jù)采集程序等，不同的程序具有不同的功能，比如量路開關(guān)量信號采集程序的功能是接受相關(guān)傳感器的信號，并給遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送報警信息，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能是接收相集命。在小型灌溉泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)的控制是通過PC端實現(xiàn)的，對小型灌溉泵站群進行有效的管理，在控制灌溉泵站的時候更加便捷，泵站運行的數(shù)據(jù)也可以進行實時監(jiān)測，通過泵站運行情況的有關(guān)數(shù)據(jù)對其進行整體的評價和分析。系統(tǒng)軟件部分采用的是VB語言編寫，對軟件當(dāng)中的實時監(jiān)控模塊、泵站安全警報模塊、數(shù)據(jù)管理模塊等模塊的功能進行實現(xiàn)。同時設(shè)計了多個軟件界面從而時軟件的主要功能進行更好的實現(xiàn)。小型灌溉泵站群管理系統(tǒng)軟件在開發(fā)設(shè)計的時候主要由數(shù)據(jù)通信、本地數(shù)據(jù)庫以及評價管理三個部門構(gòu)成，從而實現(xiàn)對泵站更加有效的管理和監(jiān)控[2]。

4結(jié)語

小型灌溉泵站群監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對泵站的遠(yuǎn)程控制，及時儲存監(jiān)控數(shù)據(jù)，不僅適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站對小型灌溉泵站群進行管理，而且對于泵站操作人員對個人管轄當(dāng)中的泵站進行監(jiān)控管理同樣適用，進而不斷提高小型泵站管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉明輝，陶宇君.基于CDMA的灌溉泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].江蘇水利，2011（4）：19-20.

[2]邊玉國，楊永聰，郭志成.水利灌區(qū)泵站計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化儀表，2018（9）：94-96.

作者:艾正安 單位:紅河州南洞泵站工程管理處