基于Web的智能灌溉系统监控中心的设计与实现.doc

1 北方民族大学硕士学位论文开题报告书报告人: *** 专业: 电路与系统研究方向: 计算机控制系统导师: 教授论文题目: 基于 Web 的智能灌溉系统监控中心的设计与实现系所: 电气信息工程学院填表时间: 2014 ― 06― 12 北方民族大学研究生处制 2 毕业论文开题报告 1 .本课题的研究目的与意义一、课题简介农业是我国国民经济的基础,但是灌溉用水非常低的利用率,阻碍了农业的发展。因此,发展节水灌溉技术对于我国农业的发展具有重要意义。随着网络技术的迅速发展, Web 技术被引入到传统的工控领域中。设计和开发一套基于 Web 的可靠性高且易于维护的智能灌溉监控系统已逐步成为时下工业领域的重要发展方向和研究热点。本文结合宁夏引黄灌区田间节水智能灌溉模型与方法研究项目,开展基于 Web 的农田智能灌溉监控系统的设计。本论文实现的灌溉监控系统是集控制与管理于一体的智能灌溉监控系统,系统利用 Web 技术来实现的灌溉监控系统,不仅可以实现对农田作物以及设备数据的实时监控,使用户可以通过网络登录监控系统对田间的灌溉进行控制;系统还具有收费管理功能,通过对灌溉时间的精确计算实现合理的水费计收, 系统数据库的设计采用 SQL Server 2008 数据库, 提供 Exce l 格式导出各个用户的灌溉用水量数据和农田环境监测的历史数据等, 不仅实现了农田的智能化管理,还大大提高了灌溉用水的利用率。本文首先对智能灌溉的国内外研究状况及最新动态做了比较深入的研究,并且对课题的研究目的与意义、研究内容进行了概述。其次对系统的总体方案和采用的关键技术做了简单的介绍, 本系统采用 B/S 结构实现 Web 程序开发, 并在此基础上运用了 Struts 和 Hibernate 等成熟稳定的框架技术。然后,按照软件开发的一般过程,进行了系统各模块需求分析和系统性能需求分析。最后,对本系统各功能模块和数据库进行了详细设计和实现,展示了不同权限的用户访问系统的各功能模块的界面。其中, 针对各模块关键功能部分的实现进行了详细分析并给出了部分实现代码。 2 .与选题相关的国内外研究状况及最新动态目前,我国农业发展面临的主要问题是农业资源不足和农业资源利用率低的双重矛盾。 We b 技术在农业中的应用改变了粗放的农业经营管理方式,大大提高了资源利用率和劳动生产率。农业领域中物联网的应用并不是没有基础,在农村通信和信息化建设中取得的成果为其奠定了通信和信息网络资源的基础,在四川省都江堰灌溉区运行的监控系统,该系统的开发环境以计算机网络和数据库为基础,水位自动测报系统负责采集水位数据,通过对水位数据的分析处理得出决策信息。然后将信息由中心站向灌区各监测站发送,最终使水资源实现最优分配。下位机采用 PLC 3 来检测和控制阀门的开关。但是该系统最大的缺点是实时采集数据只能在在线状态下运行,并且下位机不具有存储历史数据和计算用水量的功能。位于欧阳海灌区的配水管理遥测系统,系统的通讯网络采用无线数传电台技术, 监控中心平台采用 DOS 操作系统, 采用 C 语言编程开发实现操作界面。在红旗渠灌溉区的自动化管理系统中,下位机采用的是单片机以及可扩展存储器部件, 可现场和远程控制阀门,记录水位和流量;中心监控系统采用 操作系统,能够实现远程开关阀门、水位统计和报表打印,但是只能实现阀门的开关操作,不能按照调节目标值让下位机自动调节阀门,同时自动化管理系统的操作系统以及它的软件界面不能满足用户的需求。熊迎军(2012) 针对物联网型智能温室的信息管理需求,设计开发了智能温室信息管理系统,该系统将客户端/ 服务器和浏览器/ 服务器混合架构。系统分别由温棚内部管理系统、数据库系统和温室远程管理系统 3 个子系统构成。国内其他灌区在智能灌溉方面还比较落伍,比如控制的实时性和灌溉信息管理方面,灌溉系统只能实现对一个排灌站、配罐头或阀门的控制,并且控制系统与灌溉管理系统的数据采集功能需要通过存储介质来实现。综合分析以上的几个灌溉控制系统的例子,它们的共同特点是都能够实现水位的远程检测和对阀门的远程控制,但都没有涉及到对灌溉用水的精确计算、水费收取问题,这是广大用户最关注的问题。国外的灌溉监控系统具有比较高的智能控制程度,尤其在运行和管理方面。在美国、日本、荷兰、西班牙和以色列等农业机械化和自动化程度较高的国家中,有很多有价值的灌溉控制技术适宜在我国农业灌溉改革过程中参考。美国加利福尼亚州的调水工程由水资源部统一管理运行, 该工程的控制系统于 1964 至 1974 年安装, 可通过计算机对 17 座泵站和电厂, 71 座节制阀门组的 198 个阀门和其他各种设备、设施实行远程监控,包括通信、监控、检测和调度。由计算机系统、 CRT 系统、调度控制台、模拟屏和通