基于神經網絡的灌區量水遠程監控系統的研究與設計

左權

摘 要：隨著經濟水平的快速發展，淡水已經成為一種稀缺的資源，運用灌區量水技術可以實現對農業灌溉用水的合理調度，進而提高水資源的利用率。介紹了采用BP神經網絡算法對灌區水文數據進行分析研究，選用經典的三層神經網絡結構，建立水位與流量對應關系的軟測量模型，由此進行水文流量預測。運用GPRS無線模塊實現對現場數據的遠程傳輸，主要完成對各個監測點的實時監控、數據上報以及監測中心下發指令執行等功能。

關鍵詞：水資源；BP神經網絡；GPRS

中圖分類號：S274.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0050-01

1 引言

隨著社會的發展和人民生活水平的提高，工農業生產和生活用水量大幅度增加，執行科學的用水計劃顯得尤為重要。灌區量水是農業節水灌溉中的一項核心技術，通過BP神經網絡對渠道水位流量關系建立對應模型，設計基于GPRS的遙測終端對現場采集的水位流量數據遠程傳輸到監控中心，可以通過Web瀏覽器登陸管理系統并訪問數據。

2 神經網絡流量預測模型

BP神經網絡結構由感知單元組成的輸入層、計算節點組成的隱含層和計算節點組成的輸出層三部分組成。各層信號逐層其前向傳遞，每個神經元只能夠對下一層神經元產生影響，其軟測量模型結構如圖1所示。

3 系統硬件設計

遙測終端（RTU）是集數據采集處理，數據存儲及無線傳輸于一體的現場終端設備，選擇SIMCOM提供的SIM800C系列模塊。其模塊的主要功能具有GSM基帶、GSM視頻、天線接口及其他接口，其模塊功能框圖如圖2所示。

為了實現對灌區現場數據的遠程采集，達到對灌區遠程無線監控的目的，就需要實現遠程測控系統與現場控制系統之間的通信以及兩者之間數據的傳輸，數據的傳輸選用無線傳輸方式，GPRS的通信原理如圖3所示。

4 服務器上位機設計

監測中心的軟件是將各個監測點的數據信號進行收集、匯總以及分析，提供一個給用戶解決方案的平臺，監測中心應具備管理功能、查詢功能、通信功能、分析功能和存儲功能。上位機的界面層通過瀏覽器來實心，其具有實時顯示、數據查詢、圖形報表等功能。

5 結語

本文研究設計的基于神經網絡的灌區量水遠程監控系統負荷灌區信息話建設的需求，實現了對灌區量水的遠程監控預測，具有很好的適用性。

參考文獻

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