ICS?65.020.99CCSB11FORMTEXT?????DB61DB61/TFORMTEXTXXXXX—2024FORMTEXT?????“四位一體”集雨補灌技術規程第8部分：智慧控制“Four-in-one”RainwaterHarvestingandSupplementalIrrigationTechnologySection8:IntelligentcontrolFORMTEXT征求意見稿2023-12-FORMTEXTXX發布2024-01-FORMTEXTXX實施陜西省市場監督管理局???發布DB61/TXXXXX—2024前言 II1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14系統設計 25系統運行 46維護與管理 5前??言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由陜西省農業農村廳提出并歸口。本文件起草單位：西北農林科技大學、陜西崇仁水利工程有限公司、國家節水灌溉楊凌工程技術研究中心、陜西飛沃農林科技有限公司。本文件主要起草人：蔡耀輝、趙西寧、任利宇、劉雷、高曉東、陳虹呂、牛虎虎。本文件首次發布。本文件由西北農林科技大學負責解釋。聯系信息如下：單位：西北農林科技大學電話：029—87012616地址：陜西省楊凌農業高新技術產業示范區邰城路3號郵編：712100“四位一體”集雨補灌技術規程第8部分：智慧控制范圍本文件規定了“四位一體”集雨補灌技術中智慧灌溉工程技術的適用條件、系統設計、軟硬件組配系統、系統運行、運行管理、數據管理等要求。本文件適用于“四位一體”集雨補灌工程中智慧控制部分設計、運行管理等，其他灌溉工程可參照使用。規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T28452信息安全技術應用軟件系統通用安全技術要求GB/T33703自動氣象站觀測規范GB/T37714公安物聯網感知設備數據傳輸安全性評測技術要求GB/T50085噴灌工程技術規范GB/T50462數據中心基礎設施施工及驗收規范GB/T50485微灌工程技術標準SL364土壤墑情監測規范SL515水利視頻監視系統技術規范GA/T711信息安全技術應用軟件系統安全等級保護通用技術指南術語和定義下列術語和定義適用于本文件。智慧灌溉SmartIrrigation采用現代先進的技術和數據分析方法來優化農業灌溉系統的一種方法。它結合了傳感器技術、無線通信、數據分析和自動化控制，旨在提高灌溉系統的效率、減少水資源浪費，并優化農作物的生長。灌水樞紐IrrigationHub由水泵、變配電設備、測量和控制設備、水源監測設備、相關安全保護設備等組成，對接四位一體，位于供水流程先端設備的統稱。灌水器Emitter噴頭、滴頭、取水閥等位于供水流程末端的灌水設備的統稱，用于將水均勻地分配到農田或植物根部，以滿足作物生長所需的水分。小型氣象檢測站Mini-weatherstations用于監測和記錄氣象參數的小型設備，具備對溫度、濕度、氣壓、風速、降雨等參數進行采集和傳輸功能，為灌溉決策提供數據的裝置。傳感器Sensors用于采集和傳輸土壤水分、土壤濕度、鹽度、土壤pH、土壤含水率等數據的設備，為灌溉決策提供數據的裝置。控制系統ControlSystems包含系統軟件、專家決策系統、深度學習決策系統、控制模型等軟件系統。云服務器Service通過對接灌溉系統，用戶可以通過互聯網連接到此服務器，運行應用程序、存儲數據、進行數據分析等，發出操作指令。控制器Controllers以遠程無限通訊方式持續接受云平臺的指令，控制輸水管網的電磁閥、水泵等灌溉終端執行自動灌溉的裝置。系統設計系統組成“四位一體”集雨補灌技術智慧控制系統由信息采集系統和智慧決策系統兩部分組成。信息采集系統系統組成由水流量傳感器、水壓力傳感器、土壤溫濕度傳感器、視頻監控設備、環境微型氣象站等組成。采用無限通信數據加密傳輸至云平臺，為灌溉決策提供依據。數據采集設備的布設點需具有代表性，保證采集數據的普遍性和正確性，信息采集系統的建設需按照GB/T37714執行。設備選型水流量傳感器、水位信息傳感器和水質信息傳感器水流量傳感器根據實際需求安裝在水源出口和每個蓄水單元管路入口處。水位信息傳感器和水質信息傳感器根據實際需要安裝在水源地和每個蓄水單元的最深處。水流量傳感器計量、監測灌溉實時水量和累計總水量及各分區水量；水位信息傳感器和水質信息傳感器計量、監測水源和每個蓄水單元的水位高度及灌溉用水水質安全。土壤溫濕度傳感器土壤溫濕度傳感器安裝規程按照SL364中9.3規定執行。傳感器選取點應具有代表性，遠離低洼積水、巖石堆等地點。傳感器探針采用平行于地面的方向直接埋入土壤植物根系附近，傳感器探針埋深點位為地面下不同深度處。小型氣象檢測站小型氣象檢測站的安裝部署應符合GB/T33703規定的觀測地段和站點要求，主要采集空氣溫濕度、雨量、光照強度等參數。環境微型氣象站應遠離建筑物、高大植物、河道、沙石地等特殊地段，能反映出灌溉地段的氣候、地形、地勢等情況，減少特殊氣候條件對采集結果的影響。太陽能板面溫度傳感器、充電電壓傳感器根據現場部署的太陽能板，安裝板面溫度傳感器和充電電壓傳感器，獲取太陽能板的板面溫度及充電電壓數據。視頻監控設備由各點位智能攝像機設備、供電系統、傳輸網絡設備組成。在水源地、每個蓄水單元、田間灌溉手部、每個灌區管理單元應部署視頻監控設備。按照SL515中6.3的要求安裝部署視頻監控設備。無線數據采集終端、無線灌溉控制終端無線數據采集終端、無線灌溉控制終端由中央處理器模塊、4G無線通信模塊、光伏供電模塊、傳感器采集模塊、控制器控制模塊構成，與灌水樞紐連接。無線數據采集終端用于完成關聯傳感器的數據采集及傳輸功能，實時采集各點位傳感器的采集數據。無線灌溉控制終端用于完成田間遠程實時自動灌溉控制。按照GB/T50485中第6章、第7章的要求安裝部署。智慧決策系統系統組成由云平臺模塊、數據處理分析模塊、智能決策算法模塊、實時監測模塊、無線灌溉控制終端模塊、告警管理模塊等組成，智慧決策系統運維平均無故障工作時間應大于3000小時，故障修復時間應小于12小時。安全標準應符合GA/T711的規定，軟件應定期更新，每個季度進行一次系統維護。云平臺模塊云平臺包括數據存儲、處理和數據分析。云平臺（軟件）需具備各傳感器、綜合氣象站、太陽能供電系統信息的接受。云平臺建設按GB/T50462的規定執行。數據處理分析模快對采集到的數據進行處理、特征提取、模式識別等操作。分析數據背后的規律和趨勢。智能決策算法模塊對灌溉過程進行智能化決策。基于數據處理、分析的結果，根據實時數據和歷史數據，自動調整灌溉方案，優化水資源利用效率。實時監測模塊監測關鍵參數：水位、水質、土壤濕度、氣象信息等的實時變化。實時數據及時反饋給數據處理、分析模塊及智能決策算法模塊，及時調整灌溉策略、控制終端。無線灌溉控制終端模塊根據智能決策算法的輸出，控制灌溉系統的運行。通過無線通信技術，以實現遠程監控和控制，確保灌溉系統的穩定運行和靈活調控。告警管理模塊對灌區無線終端的離線、傳感器采集數據的異常及超過閾值設定等信息，通過微信、郵件、企業微信等方式向灌區操作人員下發告警信息。系統運行系統調試在智慧灌溉設備、數據采集控制設備布置和云平臺安裝好后，應對系統進行調試，測試合格后開始運行。運行系統調試按GB/T28452的規定進行，其他調試應按照如下步驟進行：1、檢查電路和灌溉管網，確認電路和水路系統正常，開機工作。2、運行云服務器，觀察并記錄服務器自動進入工作狀態的情況；3、從無線終端向云平臺發送數據，通過服務器日志觀察并記錄服務器數據接收及指令下發的情況；4、通過移動終端和固定終端分別進行遠程控制設備操作，觀察并記錄操作結果。5、當需要灌溉時，通過通信系統向灌溉控制器發送指令，灌溉控制系統接收信號后，水泵啟動。6、灌溉水經過過濾器將雜質進行過濾，在過濾器運行中，若過濾器兩端的壓力超過閾值，過濾器啟動反沖洗。7、當需要施肥時，加入水溶肥，由比例注入施肥器中，輸入到灌溉管網中8、當灌溉水（肥）輸入田間后，通過布置在田間的灌水器（滴頭、噴頭等）進行灌溉及施肥9、當灌溉水量或灌溉時間達到程序設定值時，輪換到下一灌溉單元；當所有灌溉單元依次灌溉完畢，關閉系統。完成灌溉。維護與管理設備維護與管理智慧灌溉系統管理、操作及維護人員應具備計算機操作、通信網路和電工的基本知識，能夠熟練操作計算機中相關管理控制軟件。定期檢查和維護水流量傳感器、水壓力傳感器、土壤溫濕度傳感器、環境微型氣象站等硬件設備，確保其正常運行和準確采集數據。清潔和校準傳感器，及時更換損壞或老化的部件，以保證數據采集的準確性和可靠性。數據管理與存儲建立健全的數據管理制度，包括數據采集、存儲、備份和恢復等方面的管理規定。定期備份系統數據，確保數據的安全性和完整性，以防止數據丟失或損壞。安全管理建立健全的安全管理制度，包括網絡