基于工業(yè)4G DTU農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)方案

是一切生命過程中不可替代的基本要素，水資源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源。我國是一個水資源嚴重缺乏，水旱災害頻繁，水資源的分布很不平衡的國家。在這樣水資源嚴重短缺的情形下，目前我國大部分地區(qū)還仍然停留在人工監(jiān)測旱情，決定灌溉與否僅憑個人經(jīng)驗，這樣就會造成更嚴重水資源浪費。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式正在向大型化、集約化方向發(fā)展。這樣就為推廣全面、統(tǒng)一、大型、智能化灌溉系統(tǒng)提供了必要條件。現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)大面積種植的就是農(nóng)田農(nóng)業(yè)，因此我們設計和實現(xiàn)了一套針對農(nóng)田的智能化檢測和灌溉系統(tǒng)。采用農(nóng)業(yè)智能澆灌系統(tǒng)，可以根據(jù)各種農(nóng)作物對水量的要求，以及土壤的水情合理配置各個供水設備運行情況。另外，通過自動化控制，可以使相關(guān)人員及時了解整個系統(tǒng)的相關(guān)資源信息，通過統(tǒng)計分析，進行合理使用，從而達到省水節(jié)能、省工省地的效果，以及發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的目的。

系統(tǒng)拓撲圖

使用產(chǎn)品

CM510-23F  DTU

 產(chǎn)品特性

工業(yè)級設計

1. 工業(yè)級 CPU：工業(yè)級 ARM9 高性能嵌入式處理，200MPS；帶 16KB Dcache，高速緩存

數(shù)據(jù)，加快高速數(shù)據(jù)訪問速度；帶 16KB Icache，高速指令緩存，加強了指令處理速

度。

2. 工業(yè)級無線模塊：采用工業(yè)級無線模塊，抗干擾強，傳輸穩(wěn)定。

3. 實時操作系統(tǒng)：采用 LINUX2.6.28 操作系統(tǒng)，帶內(nèi)存管理單元，實時性強，功能升

級快，系統(tǒng)穩(wěn)定，帶完善 TCP/IP 協(xié)議棧；或者嵌入式 UCOS 操作系統(tǒng)。

4. 強化電路板：PCB 采用遵循 3H 和 3W 原則，同時公司所有產(chǎn)品電路板都采用生益材質(zhì)

來生產(chǎn)，確保板材的穩(wěn)定可靠。

5. 工業(yè)級元器件：整機元器件采用嚴格篩選的工業(yè)級元器件來生產(chǎn)。

6. 工業(yè)級電源：寬壓電源設計，電源適應范圍為 DC5V~DC35V，內(nèi)置電源反向保護和過

壓過流保護。

穩(wěn)定可靠

1. 三層系統(tǒng)保護：在原來兩級（軟件保護+CPU 內(nèi)置看門狗 WDT 保護）系統(tǒng)保護的基礎(chǔ)

上，增加一級系統(tǒng)虛擬值守 VWM（Virtual Man Watch）檢測保護功能，確保系統(tǒng)穩(wěn)

定可靠

2. UIM/SIM 卡 ESD 保護：1.8V/3V/5V 標準的推桿式用戶卡接口，內(nèi)置 15KV ESD 保護。

3. 串口 ESD 保護：RS232/RS485/TTL/RS422,內(nèi)置 15KV ESD 保護。

4. 金屬外殼：采用金屬外殼，防輻射，抗干擾；外殼和系統(tǒng)安全隔離，防雷設計；符

合電力安規(guī)要求；防護等級為 IP41；特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領(lǐng)域。

5. 所有無線模塊都有通過 CGD 認證或者 FCC 認證或者 CE 認證。

6. 高速處理 CPU：采用高速 ARM9 的工業(yè)級 CPU，可以更加高速地處理各種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

換；解決了業(yè)內(nèi)“假在線”、“假死機”、“當機”等疑難問題。

7. 超大內(nèi)存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits，有超大的內(nèi)存來緩存客戶發(fā)送數(shù)據(jù)，

同時接收超大數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)不丟失。

8. DNS 自動獲�。鹤詣荧@取 DNS，不再需要人工配置輸入 DNS；規(guī)避了因為選擇的 DNS

服務器異常，導致 DTU 設備當機的嚴重現(xiàn)象。

9. 完善的協(xié)議棧：新系統(tǒng)加載了完善的 TCP/IP 協(xié)議棧，采用了完善的 TCP/IP 協(xié)議棧；

廈門才茂通信科技有限公司

Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd

地址:廈門市軟件園二期望海路 37 號 2 樓 3 電話/TEL:+86-592-5902655

網(wǎng)址:http://www.caimore.com Email:caimore@caimore.com 傳真/FAX:+86-592-5975885

使網(wǎng)絡通信性能優(yōu)異，掉線概率極大降低。

10. EMC 性能優(yōu)異：通過電力 3000V 電擊測試，特別適合在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境惡劣下使用；

系統(tǒng) EMC/EMI 優(yōu)異，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；通過 EMC 測試；通過高低溫環(huán)境測試；通過 3C

認證；公司產(chǎn)品 2010 年榮獲“中國工控行業(yè)客戶滿意最佳供應商” 。

功能強大

1. TCP 透明數(shù)據(jù)傳輸和 UDP 透明數(shù)據(jù)傳輸；支持多種工作模式

2. 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)（APN/VPDN）

3. 支持雙數(shù)據(jù)中心備份及多數(shù)據(jù)中心（8 個）接受數(shù)據(jù)，最大支持發(fā)送中心達 256 個

4. 智能防掉線，支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設備永遠在線

5. 遠程喚醒：支持短信、語音、數(shù)據(jù)等喚醒方式以及超時斷開網(wǎng)絡連接

6. 支持固定 IP 通信方式；支持 DDNS 動態(tài)域名通信方式

7. 豐富 I/O 控制和告警口：支持 6 路告警輸入，支持 6 路輸出控制（可選）

8. 支持短信遠程配置，遠程控制；支持短消息告警

9. 數(shù)據(jù)包傳輸狀態(tài)報告

19.支持 RSA，RC4 加密算法

10. 標準的 AT 命令界面

11. 支持 telnet 功能

12. 可以用做普通撥號 MODEM

13. 支持串口軟件升級

14. 同時支持 LINUX、UNIX 和 WINDOWS 操作系統(tǒng)

15. IO 口電源開關(guān)（可通過此引腳電平控制整個 DTU 的電源通斷，接-10~0V 電壓或者讓

該腳懸空時 DTU 開機；接 3.3~30V 電壓時 DTU 就關(guān)機。）

簡單易用

1. 圖形化配置工具：完善的圖形化配置工具，提供快速配置功能，實現(xiàn)客戶快速配置；

提供批量配置功能，實現(xiàn)批量設備的配置。

2. 中心軟件：提供 C#，VC，VB，DEPHI 中心端軟件，方便客戶測試。

3. 豐富第三方軟件支持：包括亞控軟件，三維力控軟件在內(nèi)的業(yè)內(nèi)主要中心端軟件支

持（驅(qū)動中選擇“廈門才茂（桑榮）”或者“桑榮”的驅(qū)動 ），可以直接方便購買第

三方軟件來上項目，實現(xiàn)快速穩(wěn)定低成本地完成項目。

4. 豐富接口：提供 RS232/RS485/TTL/RS422 接口，可選 6 路 IO 口。

5. 完善的網(wǎng)絡支持：提供包括 2G 網(wǎng)絡（GSM 網(wǎng)絡），2.5G 網(wǎng)絡（GPRS 網(wǎng)絡），2.75G 網(wǎng)

絡（EDGE 網(wǎng)絡），3G 網(wǎng)絡（WCDMA 網(wǎng)絡、EVDO 網(wǎng)絡、TD-SCDMA 網(wǎng)絡），4G 網(wǎng)絡（HSPA+

網(wǎng)絡、LTE 網(wǎng)絡），全網(wǎng)絡的產(chǎn)品支持。

6. 提供多種動態(tài)庫 DLL：公司提供 C# ，VC，VB，DEPHI 中心端軟件的動態(tài)庫支持，并

提供使用說明文檔，方便客戶自行快速開發(fā)中心端應用軟件。

7. 檢查軟件：提供串口調(diào)試軟件，網(wǎng)絡速度檢測軟件，提供不同的調(diào)試等級輸出，方

便客戶查看各種信息，快速定位。

8．提供 DTU 管理平臺，為點對點，點對多點的用戶提供方便快捷、簡單易用的服務

農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分為三部分。

第一部分為中心控制站由電腦和以太網(wǎng)組成，在這里進行灌溉參數(shù)設置，及對灌溉情況進行統(tǒng)計，并可通過專用軟件在計算機上存儲，顯示數(shù)據(jù)和圖表。同時可以人工通過手機或電腦進行特殊操作。通過互聯(lián)網(wǎng)獲取天氣信息，有預見性地實施灌溉。

第二部分為DTU（型號為CM510-23F） 無線傳輸終終端，支持RS232/RS485（符合ModBus協(xié)議）方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入電子式傳感器、PLC等各種設備，搭建數(shù)據(jù)傳輸通道，把現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送到中心計算機；

第三部分為傳感器采集與電磁閥，所有的傳感器感知的數(shù)據(jù)通過無線傳輸終端傳送至第三部分。通過傳感器采集來的多路數(shù)據(jù)，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換，信號處理，在微處理器中，根據(jù)不同植被需求，確定灌溉量，然后控制信號輸出，結(jié)合中央管理計算機的指令，控制電磁閥的開關(guān)，即可以實現(xiàn)自動灌溉。

農(nóng)業(yè)智能灌溉系統(tǒng)有如下優(yōu)點：

1. 將充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)水設備作用，優(yōu)化調(diào)度，提高效益。

2. 通過自動控制技術(shù)的應用，更加節(jié)水節(jié)能，降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量。

3. 將使灌溉更加科學，方便、提高管理水平。