一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的制作方法

本发明涉及一种闸门测控系统，特别是涉及一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，属于闸门测控系统技术领域。

背景技术：

我国农业灌溉用水约占总供水量的65％，农业用水极度缺乏却又浪费严重，实行农业用水精准计量与控制是国家水资源可持续发展的大政方针，按照我国水利行业标准，目前我国有大型灌区400多处、中型灌区5200多处、小型灌区1000多万处，灌区的渠道分为干、支、斗、垄、毛等5个级别，现阶段，即使大中型灌区也只在干支一级进行了流量监测，无法进行农业灌溉用水精准计量，每个大中型灌区平均有260个左右的斗口，因此，斗口监控设备的研发生产是国家实现水利信息化和农业用水精准计量与控制的关键，一体化斗口闸门测控系统主要分为控制部分和闸门，目前，澳大利亚潞碧垦是世界上唯一一家拥有提供大规模自流灌溉系统能力的公司，国内主要有清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室王忠静对潞碧垦的闸门测控系统进行了技术改造，但改造后的产品在实际应用中的精度不尽如人意。主要原因在于：第一，国情不同，防破坏/防盗功能弱；第二，用水方式与国内管理方式不相符，需要满足灌区管理委员会和相关制度的需求；第三，各地区的水质和含砂量情况差别巨大，国外设备直接拿到中国之后，测流不准问题突出。

技术实现要素：

本发明的主要目的是为了提供一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，能远程接收智慧灌区管理平台给出的控制指令，根据土壤墒情和作物需水情况，自动控制斗口流量，精细化农业用水管控。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，包括第一外框架和第二外框架，所述第一外框架的内侧设置有内框架，所述内框架内部的顶端设置有止水，所述内框架的内部设置有槽型闸门，所述第一外框架的顶部安装有底座，所述底座顶部的两侧安装有手扶架，所述第一外框架顶部的一侧安装有第一电机，所述第二外框架的底部安装有流水口，所述第二外框架的内部设置有平板闸门，所述第二外框架的顶部安装有第二电机。

优选的，所述流水口的外侧设置为第一地形结构、第二地形结构或第三地形结构等任意一种地形结构。

优选的，所述第一外框架和平板闸门的外侧皆设置有电机控制模块、测量模块、通信模块、电源模块。

优选的，所述第一外框架和平板闸门皆采用船舶级铝，聚苯乙烯泡沫塑料夹层，橡胶辅助树脂传递模塑工艺，止水采用三元乙丙橡胶材料。

优选的，所述数据采集子系统以智能采集终端为中心，支持摄像头数据回传，支持有线和无线通信。

优选的，所述智慧灌区管理平台支持灌区实时数据的查询、历史数据的统计分析、灌溉调度计划的智能生成、用水量估算分析、统计分析与报表、告警以及手机app访问。

本发明的有益技术效果：

1、本发明提供的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，使用一体化斗口槽闸控制设备，能远程接收智慧灌区管理平台给出的控制指令，根据土壤墒情和作物需水情况，自动控制斗口流量，精细化农业用水管控。

2、本发明提供的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，将cps及其联网技术用于水情、工情、墒情组网监测，解决了水资源量化监测和农业灌溉需水量的科学匹配，形成更高级别的流域水资源用水总量控制和用水效率控制应用。

3、本发明提供的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，系列化运用自主研发产品，包括墒情传感器、智能斗口设备、智能采集终端和智慧灌区平台软件等，打造一个全面服务灌区业务并极大提升灌区信息化、智能化水平的综合管理平台，实现高水平集成应用创新。

附图说明

图1为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的槽型闸门立体图；

图2为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的槽型闸门爆炸图；

图3为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的板型闸门第一地形结构立体图；

图4为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的板型闸门第二地形结构立体图；

图5为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的板型闸门第三地形结构立体图；

图6为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的系统总体方框图；

图7为按照本发明的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的一优选实施例的平台软件结构图。

图中：1-手扶架，2-底座，3-槽型闸门，4-第一外框架，5-第一电机，6-内框架，7-止水，8-第一地形结构，9-平板闸门，10-第二电机，11-第二外框架，12-水流口，13-第二地形结构，14-第三地形结构。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图7所示，一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统，包括第一外框架4和第二外框架11，第一外框架4的内侧设置有内框架6，内框架6内部的顶端设置有止水7，内框架6的内部设置有槽型闸门3，第一外框架4的顶部安装有底座2，底座2顶部的两侧安装有手扶架1，第一外框架4顶部的一侧安装有第一电机5，第二外框架11的底部安装有流水口12，第二外框架11的内部设置有平板闸门9，第二外框架11的顶部安装有第二电机10。

实施例1中，如图3所示，流水口12的外侧设置为第一地形结构8，实施例2中，如图4所示，流水口12的外侧设置为第二地形结构13，实施例3中，如图5所示，流水口12的外侧设置为第三地形结构14，且其他地形结构可以根据具体实地情况而判定，实施例1、2、3中举出了板型斩呢典型的地形结构，且槽型闸门更具其地形差异具体实地情况而判定，且对于闸门的选取根据渠道大小、形状和水质选取。

在实施例1、2、3中，如图1和3所示，第一外框架4和平板闸门9的外侧皆设置有电机控制模块、测量模块、通信模块、电源模块，水位流量监测部分可采用水位超声波传感器和超声波时差法流量技术，配合集成在一起的模型算法，可根据闸门开启大小、形状和流速等参数，自动将监测数据转换成实时流量，和闸门控制参数采用统一的接口、数据结构、通信协议、控制方式，便于异构设备的兼容。

在实施例1、2、3中，如图1和3所示，第一外框架4和平板闸门9皆采用船舶级铝，聚苯乙烯泡沫塑料夹层，橡胶辅助树脂传递模塑工艺，提高耐腐、抗磨性能，止水7采用三元乙丙橡胶材料。

在实施例1、2、3中，如图6所示，数据采集子系统以智能采集终端为中心，支持摄像头数据回传，支持有线和无线通信，根据需要增加控制单元、通信等模块，能够进行时间同步、指令响应、传感器控制、数据读取、数据预处理、整理、发送和部分设备状态监测，支持摄像头数据回传，支持有线和无线通信。

在实施例1、2、3中，如图7所示，智慧灌区管理平台支持灌区实时数据的查询、历史数据的统计分析、灌溉调度计划的智能生成、用水量估算分析、统计分析与报表、告警以及手机app访问，能够汇集灌区测站数据并分析土壤墒情、斗口流量，并根据气象和农作物等信息，预测需水量，动态生成闸门开度控制指令，并对斗口设备进行远程控制。

如图1-图7所示，本实施例提供的一种智慧灌区一体化斗口闸门测控系统的工作过程如下：

步骤1：根据头口渠道的尺寸、地质和水质等情况，结合南方地区河流高差低，槽闸使用受限，北方地区泥沙含量较高，冬季结冰，设备的泥沙淤积等问题，制定槽闸和水位计设备及其安装方案，建立一体化槽闸和水位计测控子系统；

步骤2：根据现场实际部署的传感器、场地条件和通信环境，制定合适的数据采集方案，建立数据采集与控制子系统；

步骤3：根据行业职能部门的管理要求，选择智慧灌区平台软件功能配置，建立智慧灌区平台。

综上所述，在各实施例中，采用改进的灌区斗口控制设备和智能采集终端，汇集墒情、气象、水位等各类传感器数据，通过智慧灌区平台软件的分析处理，集监控、管理、预测、决策等智慧应用于一体，构造适应国情的智能灌区系统，为大力推进农业用水精确计量和管控提供解决方案。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。