农业科技项目实施方案(3版)

基于云服务的嘉兴海宁钱塘江智能节水灌溉自动控制系统的推广与实施

建设方案书

浙江同济水能水资源研究所

浙江禹贡信息科技有限公司

2014年12月10日

第一章实施背景 (1)

1.1 项目来源 (1)

1.2 实施基地简介 (1)

1.3 云服务 (2)

1.4 移动互联 (2)

第二章实施团队 (4)

2.1 省级教科研团队简介 (4)

2.2 本项目研究团队 (5)

2.3 项目负责人简介 (6)

第三章实施内容 (8)

3.1 总体目标 (8)

3.2 总体功能分析 (8)

3.3 核心功能描述 (9)

第四章技术路线 (11)

4.1 总技术路线 (11)

4.2 基地基础灌溉建设 (12)

4.3 基于云服务的大数据库 (13)

4.4基于西门子PLC现地智能灌溉控制系统 (14)

4.5 基于移动互联的远程智能控制系统 (16)

4.6 基于移动互联的远程视频监管系统 (17)

第五章经费预算 (18)

5.1 经费测算 (18)

5.2 预算详细说明 (19)

第六章进度与预期成果 (21)

6.1 进度安排 (21)

6.2 预期成果 (22)

第一章实施背景

1.1 项目来源

依据浙江省2014年水利科技推广计划“海宁市智能节水灌溉的自动控制系统的推广与实施”、浙财农[2014]257号“关于拨付2014年水利科技推广省补助资金的通知”和《2014年度浙江省水利科技推广主推技术（产品）目录》等文件精神，启动该项目的推广与实施工作。

智能节水灌溉是浙江省“五水共治”节水环节的重要组成部分，采用智能节水灌溉自动化，不但能够达到节水的目的，而且可以实时监控整个农业生产基地状态，提高农作物的生产效益，减少人工投入的成本以及基地的安全。因此该项目的实施对提高基地的智能化现代化水平、提高生产效益、减少水资源浪费、提高基地安全监管水平、增强基地的示范和辐射作用等方面具有重要意义。

1.2 实施基地简介

本基地位于嘉兴地区海宁市钱塘江江畔，基地总面积达到100亩，现在准备对核心基地进行实施该项目。典型基地分为南北2块种植区，其中左边种植区长200米，宽24米，右边种植区长200米，宽26米，在地块大的土地上建立一个泵房，当地块水分湿度值低于要求时自动加水，高于要求时自动停水，本项

目采用滴灌灌溉。

具体指标及功能要求为：

①远程和现地控制每块地的含水率，也可手动操作控制；

②可随时查看土壤含水数据，并能查询历史数据；

③可随时查看基地的温度数据，并能查询历史数据；

④实现手机移动视频监控，能够手机远程报警。

⑤实现手机移动智能灌溉控制。

⑥实现权限管理，级别越高，登录权限越大。

1.3 云服务

为了提高整个基地的示范和辐射作用，准备将最先进的云服务技术融入到整个自动化灌溉系统的实施过程。

浙江同济水能水资源研究所和浙江禹贡信息科技有限公司联合对智能节水灌溉自动化系统进行技术公关和升级，并成功地将云服务技术应用到智能自动化灌溉领域，在国内达到先进水平，该项技术获得浙江省农业科技成果转化与推广奖。

本项目的实施拟采用最新版本的、最先进的“基于云技术的智能节水灌溉自动化控制系统”,旨在保证整个基地的灌溉现代化、智能化、高端化。

1.4 移动互联

基于云服务技术的融入和技术突破，为客户端的移动互联提供了技术平台保障。为了解决整个基地的远程无缝监管问题，本项目的实施将引入先进的移动互联终端监控平台。浙江同济水能

水资源研究所和浙江禹贡信息科技有限公司联合对智能节水灌溉自动化系统终端进行了基于移动互联的开发与升级，目前已经成功应用到多个农业基地的生产与安全监管。

移动互联平台的引入，减少了项目的硬件投入成本、加强了远程监管的水平以及实现了“随地可监管、无时不监控”等功能。

第二章实施团队

2.1 省级教科研团队简介

本项目的实施团队将由浙江省省级首届教科研团队负责实施。2007年，浙江同济科技职业学院、浙江同济水能水资源研究所和浙江禹贡信息科技有限公司等校企合作组件了“农村水利水电智能自动化控制技术”教科研团队获得了浙江省首届教科研团队以来，严格安装任务书要求进行建设，目前团队成员21人，副高以上人员12人，硕士研究生以上学历19人，形成了科研、教学和社会服务三位一体的精干队伍。

本团队由张仁贡教授负责，团队成员学缘结构、学历结构、年龄结构都比较合理，简单描述如下：

学缘结构：团队成员来源于浙江同济科技职业学院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、河海大学、浙江树人大学以及其他科研机构和企业单位，因此在研究中能博取众长。

学历结构：团队成员90％为硕士及以上学历，是一支很有潜力的教科研团队。

年龄结构：团队成员年龄都在45周岁以下，年轻且精力充沛，能保证课题研究的质量和快速响应，并在研究中善于创新。

近五年本团队负责开展各项教科研活动50余项，从今天开始本团队将精诚为您服务！

2.2 本项目研究团队

从省级团队中抽取精干力量组建本项目的实施团队。

牵头单位：浙江禹贡信息科技有限公司、浙江同济水能水资源研究所

人员分工初步如下表所示：

2.3 项目负责人简介

本项目由张仁贡同志担任项目负责人。

张仁贡，男，出生于1975年5月，教授、博士、浙江同济水能水资源研究所所长、浙江禹贡科技有限公司高级技术顾问、浙江省省级专业带头人、浙江省“五水共治”技术团专家、全国注册水利建设监理工程师。近几年一直从事水利信息化、自动化、大数据与云服务、移动互联等的研究工作。主持完成各类项目20余项，发表论文40余篇，出版著作5部、获专利38项。获水利部大禹水利科学技术奖二等奖1项、浙江省农业科技成果与推广奖1项、浙江省科学技术奖1项、浙江省水利科技创新奖4项。

第三章实施内容

3.1总体目标

本项目的实施的总体目标是：建立一个基于云服务的智能化节水灌溉自动化控制系统，实现嘉兴宁海钱塘江种植基地的节水灌溉自动化、智能化、现代化和先进性，为我省提供一个示范基地。其主要内容包括：①基地基础灌溉设施建设（包括水泵、增压泵、水池、管道、阀门、安全阀等）；②现地自动化控制系统建设（包括传感器、电磁阀、RS485通讯系统、PLC控制系统、控制机、现地状态监控软件、移动状态监控系统）；③智能视频控制系统（球形摄像头、无线节点、智能网关、云台、移动控制终端系统）。④云服务平台（包括云空间、云数据库开发、云后台服务系统、大数据存储机制配置等）；⑤移动互联平台（包括状态无线发送系统、状态无线接受系统、视频无线接收系统、移动监控平台）。

3.2总体功能分析

3.3核心功能描述

第四章技术路线

4.1总技术路线

基于云服务的智能灌溉自动控制系统的推广与实施的总体技术路线如图4.1所示。

图4.1项目的总技术路线图

支撑平台

研究路线具体实施

4.2 基地基础灌溉建设

对基地进行水塔建设，配置移动泵，进行管路安装和灌溉系统安装，具体布局简图如图4.2所示。管路安装和灌溉系统设计简图如图4.3所示。

图4.2基地基础灌溉布局简图

图4.3管路安装和灌溉系统设计简图

4.3 基于云服务的大数据库

数据库采用云服务的大数据库系统，节约了服务器、网络等投资成本，也使得数据更加安全可靠，是最新技术的数据实现。

本系统采用云服务的大数据库开发技术，在提高系统可靠性、安全性、可拓性的方面之外，节约了投资成本。使整个系统更加符合基地的实际需求。云服务的大数据库如图4.4所示。

移动终端移动终端移动终端移动终端移动终端移动终端

移动终端移动终端

图4.4 基于云服务的大数据库平台设计图

4.4基于西门子PLC －200型现地智能灌溉控制系统

基于西门子PLC －200型为核心控制器，嵌入智能现地控制软件，与传感器、采集器、串行通讯系统、触摸屏、PC 机、电磁阀等形成闭环控制。

同时采用无线网关，实现基于云服务的远程移动状态监控。

如图4.5所示。

4.5基于西门子PLC－200型现地智能灌溉控制系统

本系统实现现地智能控制，触摸屏控制，现地计算机控制等功能，实现数据查询、打印等。

4.5 基于移动互联的远程智能控制系统

为了方便管理人员进行远距离智能监测与控制，开发了基于云服务的移动互联型远程智能控制系统。系统方案如图4.6所示。

4.6基于移动互联的远程智能控制系统

本系统以基于西门子PLC－200型现地智能灌溉控制系统为基础，通过无线网关，在手机上可以实现自动灌溉控制。手机上也可以进行查询基地的温度和湿度等状态参数。本系统的控制可以配合移动终端的远程视频监管系统进行。

4.6 基于移动互联的远程视频监管系统

为了加强安全监管，采用基于移动互联的远程视频监管系统，该系统在移动平台上实现的视频监测，通过基于移动互联的远程智能控制系统实现控制功能，同时具有手机远程启动报警装置，防止闲人进入基地，保障基地的安全。技术方案如图4.7所示。

4.7基于移动互联的远程视频监管系统