易控组态软件在农田节水灌溉及信息管理系统的应用(2)

现场监控站

现场监控站作为整个农业节水及信息管理系统中的最小单元，也是整个监控系统的最底层控制系统，它负责整个系统的数据采集以及将采集到的数据传送到上层集中监控中心的任务。

现场监控站一般控制和采集的设备包括：使用无线ZIGBEE协议的阀门、RTU设备、各种气象、墒情采集传感器等，有些先进的监控站还配置视频采集设备，实时采集控制区域内的视频信息。

现场监控站一般使用具有通用组态功能的组态软件完成现场各种设备的数据的集成，以及数据的传输功能。本系统中，使用北京九思易自动化软件有限公司的易控组态软件。

集中监控中心

集中监控中心根据其所管辖区域大小，将区域内所有现场监控站的信息进行集中采集、展示、存储、分析等。同时，通过易控组态软件的WEB发布功能，将所采集的信息发布到INTERNET上，供相关部门查看分析。

集中监控中心通常与现场监控站之间通过移动通信技术GPRS、3G或者WIFI等无线通信方式进行连接，这种方式可以大大节省硬件成本，同时，数据的实时性也能保证。集中监控中心作为整个农业节水和信息管理系统的中心层，不直接参与现场设备的控制，而是通过对现场监控站相关数据的分析以及历史数据的分析，形成先关的节水灌溉方案，各个现场控制站通过分析所得的方案进行相应的现场控制。

2.2系统功能

2.2.1 现场监控站

现场监控站一般设置在现场控制区域的泵房中，其中配置监控计算机一台，实现对控制区域设备的信息采集和控制，安装易控组态软件，每一个泵房设置一套。农田节水和信息管理系统中的现场监控站主要使用对象为非专业人士，因此，该系统的功能界面主要以简洁、明了、易于了解和经济适用为主。

该系统的功能主要有：

1、 数据采集与监视功能

现场监控站中由于各种管线与阀门铺设的距离比较远，使用有线数据采集的方式在监控成本和控制线缆铺设上都不现实，因此，使用Zigbee无线通信的方式进行数据采集。它是一种短距离的无线通信方式，对于在农田这种开阔地带使用比较有优势，它与RTU控制单元结合使用，采集泵房管理系统内的各个阀门与水泵的控制信号，实现水泵和阀门的远程控制，同时还采集相关的模拟量数据，如蓄水池水位、管道流量、过滤器前后水压、电机电流、电压、墒情、气象等数据。

2、 画面监控

画面监控主要包括设备监控画面、系统管理界面以及数据统计分析画面。

A、 设备监控界面按照现场监控站滴灌系统管道铺设管线绘制田间滴灌分布图，在图上直观显示相关电磁阀的位置、状态、是否启用轮灌，正在灌溉的组别，灌溉持续时间、当前系统时间显示等信息。该界面可以对电磁阀的状态统一实时查询；轮灌启动、界面锁定；电磁阀的单独开启关闭、状态查询。界面锁定以后（安全模式），整个界面上操作人员不能有任何操作动作（不能控制设备，只能浏览查询信息），只有通过密码实现解锁才能进行控制操作。

B、 数据统计分析画面包括实时数据显示和历史数据显示两部分内容，显示的数据有电机电压、电流、蓄水池水位、过滤器前后水压、出水口流量、土壤水分以及气象站、设备电池电压等。

C、 系统管理界面包括系统通讯诊断、系统设备拓扑结构图、设备地址、时钟、工作参数配置界面、设备列表、轮灌编辑界面、用户管理界面、数据存储设置、调阅、导出界面、设备通讯状态、设备电池电压，首部电压电流、水位、水压等错误或者数据超常报警设置等。

3、 设备控制功能

设备控制功能包括田间各个电磁阀与水泵的单独控制以及电磁阀的轮灌控制。单独控制时，农民可以在监控画面上对每一个设备进行单独的打开或关闭操作，当操作没有反馈或反馈信息错误时能进行相应的报警。

轮灌控制需要根据系统管理界面中对于轮灌功能的配置，系统自动完成所有电磁阀的打开与关闭控制以及打开的时间等。

4、 数据存储记录功能

系统中采集的各种模拟量数据，如首部电压、电流、水位、水压、流量、土壤水分等都进行记录，数据记录使用定时记录的功能，每半小时记录一次相关数据（记录数据时间可设定），数据保留时间为1年，数据记录使用易控自带的SQLexpress数据库完成。同时，在画面上可以通过报表、曲线的方式进行历史记录数据的查看。

5、 报警功能

报警功能主要针对重要的操作和模拟量超限进行。

报警的方式根据现场计算机的条件可以有声光和短信两种方式，需要泵房监控系统中配置相应的音箱及短信发送模块。

重要的报警能记录到数据库中进行历史报警的查询功能。