灌溉流量節水控制器的技術特點及應用

灌溉流量節水控制器集電量計量、水量計量、系統監測、射頻卡預付費、外部設備控制、遠程通訊等多種功能于一體，內置嵌入式軟件，用于農業機井灌溉計量、控制。通過采集水泵工作時的電參數和其它相關參數，現場標定形成一定的數學模型，控制器實時檢測水泵工作時的參數并對原數學模型進行修正，經過計算機的科學運算，實現電量到水量的轉換，精度高，完全滿足農業灌溉的要求。

1 創新性的計量原理

水泵抽水時所耗電能雖然與水泵出水量有一個成正比的關系，但出水量還與水經過的揚程有關，是反比關系，即揚程越大同樣功率的水泵出水量越少。另外出水量還與水泵的電效率，機械效率有關。把這些有關因素寫成數學模型是可以的，但要把這個數學模型變成容易操作，可以計算的數學式，就必須把這些因素在一定條件下的常數值找出來。然后經過計算機運算才能把水量計算出來。分析離心泵的Q—N、Q-H曲線后可知，采用拋物線形式來表示其數學模型，但在水泵實際運行過程中，受水泵揚程、電網電壓的影響，特性曲線也所變化，所以必須實時對曲線進行修正，這將通過一系列復雜的數學計算獲得，從而保證轉換精度，這也是核心的關鍵技術所在。

2 射頻卡管理技術

本產品采用高速射頻卡作為預付費介質，射頻卡讀寫速度快，可以避免因抖動造成讀寫不成功的現象，可靠性、安全性高。產品具有一表多用戶，獨占工作模式，分時使用等功能特點，避免不同用戶的使用糾紛。因為該設備應用的現場環境大多非常惡劣，要求抗干擾能力，糾錯能力強，而且射頻卡中保存的內容主要為用戶信息和水量金額，這些資料是比較敏感的，在對這些資料進行讀寫時，如果發生意外使操作中斷，如何正確恢復資料是一個很關鍵的問題，這需要很高的軟件技巧，所以安全性、可靠性是重點要解決的問題。

本產品具有強大的管理功能，一表多用戶，分時使用，用戶的電能卡只能在配套的控制器上使用（卡內設備號、用戶號、市號和鄉號與表內的設備號、用戶號、市號和鄉號一致才能使用），在其它控制器不能作用，并遠程與管理中心進行數據交互。

3 GPRS遠程監控管理

GPRS是通用分組無線業務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。GPRS方式實時在線，可按流量計費，特別適合水務部門控制點多、分散、中小流量的數據傳輸特點。

灌溉流量控制器采用GPRS傳輸網絡實現數據的無線傳輸功能。設備通過內置GPRS模塊與管理中心計算機進行數據交互，定時上報用戶數據，包括累計用電量、水量、用戶信息等數據，隨機自報設備報警數據，隨時響應中心下達的各項召測命令，如實時數據、歷史數據、設備時鐘、設備地址等各種數據信息。控制器與監控管理中心間需建立一套完整、嚴謹的數據傳輸協議及確認機制，以保證數據的可靠、無誤的傳輸。監控管理中心的農業灌溉節水監控系統實現對各個灌溉監測點的遠程實時監控管理。系統實時采集監測點的數據，實現數據查詢、統計，測站召測，報表打印等功能。

4 應用前景

該設備是專門為地表水、地下水設計的，特別適應地表水、地下水的計量；該設備是純電子產品，設有易損件，壽命長，15年以上；設備本身是一個單片計算機系統，其它輔助設備相當于計算機的外部設備，便于拓展，更新換代比較方便，投資較少。

該設備是針對我國在農田灌溉現場實際面設計的，對農電，對水質，對操作人員適應能力都很強。

就我國農業電網供電的現狀，普遍存在電源波動范圍過大的問題，該產品超寬供電電源范圍（AC165-420V），較好地適用于農業灌溉現場，同類產品的供電全部為220V±10%，或380V±10%。

國內其它產品各種水的計量器具都不適應我國農田現場情況，設備投資大，且現場無法安裝。