CN110447518A - 机井灌溉监控***及监控方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种机井灌溉监控***及监控方法。其中，机井灌溉监控***包括计量模块，其设置在水泵出口处，用于计量当前用水量；微处理器，其用于：接收本次用水的实时用水量，并与截止本次灌溉前的本年度已用水量累加，得到本次灌溉的实时已用水量；根据已用水量与水价的阶梯关系，查找出本次灌溉的实时已用水量对应的水价，进而计算出当前灌溉所用金额，实现多模式机井灌溉收费。

Description

机井灌溉监控***及监控方法

技术领域

本公开属于机井灌溉收费领域，尤其涉及一种机井灌溉监控***及监控方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

机井灌溉适合降水量少的北方地区，优点是不用修明渠，或者无法获得地表水资源无法修明渠，因此占用耕地少。发明人发现，现有的机井灌溉监控***未对用水量、用水金额、固件升级及水泵开关状态进行综合监控，无法及时了解机井灌溉的实时状况。

发明内容

为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种机井灌溉监控***，其能够及时了解机井灌溉的实时状况。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种机井灌溉监控***，包括：

微处理器，其与计量模块相连；所述微处理器用于读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

所述微处理器还通过GPRS模块与监控中心相连，监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行；

微处理器与控制模块相连，控制模块与遥控模块相连，遥控模块与水泵相连，当用户刷射频卡后，微处理器用于根据预设条件控制控制模块，控制模块用于控制遥控模块启动，遥控模块用于接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机。

本公开的第二个方面提供一种机井灌溉监控***的监控方法。

一种机井灌溉监控***的监控方法，包括：

当用户刷射频卡后，微处理器根据预设条件控制控制模块，控制模块控制遥控模块启动，遥控模块接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机；

微处理器读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行。

本公开的有益效果是：

当用户刷射频卡后，本公开的微处理器根据预设条件控制控制模块，控制模块控制遥控模块启动，遥控模块接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机；微处理器读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行，达到了对用水量、用水金额、固件升级及水泵开关状态进行综合监控，及时了解机井灌溉的实时状况的目的。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开实施例提供的一种机井灌溉监控***结构示意图。

图2是本公开实施例提供的另一种机井灌溉监控***结构示意图。

图3是本公开实施例提供的一种机井灌溉监控过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例的一种机井灌溉监控***，包括：

微处理器，其与计量模块相连；所述微处理器用于读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

所述微处理器还通过GPRS模块与监控中心相连，监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行；

微处理器与控制模块相连，控制模块与遥控模块相连，遥控模块与水泵相连，当用户刷射频卡后，微处理器用于根据预设条件控制控制模块，控制模块用于控制遥控模块启动，遥控模块用于接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机。

其中，由于微控制器与计量模块通信；用户刷卡时，微控制器抄取计量模块数据，并存储截止本次灌溉前的本年度已用水量及剩余金额这些原始数据；在用户使用过程中，微控制器定时抄取计量模块数据，并计算出用户已用量；微控制器根据读用户卡中现行阶梯水价划分判断当前用户已用量所处阶梯，根据所处阶梯查找对应水价，如图3所示；微控制器根据当前已用水量及阶梯水价计算出已用金额(计算公式如下表1所示)，从用户剩余金额中扣除。

计算公式按下表1四阶梯执行阶梯价格，假设已用量400m³(m)，计算扣除金额n。

表1

基于上述表1对应的计算过程：

①m≤i n＝m*1.1；

②i＜m≤j n＝a*i+(m-a)*b；

③j＜m≤k n＝a*i+b*j+(m-a-b)*c；

④m＞k n＝a*i+b*j+k*c+(m-a-b-c)*d；

其中：

a第一阶梯价格；i第一阶梯划分。

b第二阶梯价格；j第二阶梯划分。

c第三阶梯价格；k第三阶梯划分。

d第三阶梯价格。

用户卡再次刷卡时，微控制器通过读写卡模块读取用户卡信息，微控制器将现行阶梯水价划分的基础上扣除用户已用量，微控制器通过读写卡模块将微控制器内用户剩余金额、计算后的现行阶梯水价划分等信息反写回射频卡内。

本实施例合理地利用射频卡的信息与阶梯收费方式相结合，能够根据用户的用水量进行阶梯收费，防止水资源的浪费。

所述微控制器分别与无线模块及远传模块进行通信，所述远传模块与服务器进行通信，如图2所示，所述微处理器还与时钟模块相连，所述时钟模块用于为微处理器提供时钟信号。

具体地，微控制器读取时钟模块时间，将射频卡中年份标志与时钟模块时间进行对比，若二者一致执行现行阶梯水价，否则更新现行阶梯水价为原始阶梯水价划分。

具体地，微处理器利用远传模块进行数据的传输时，微控制器根据内部定时器定时时间判断是否达到上报时刻，若未到时间，则继续等待；若已到上报时刻则将数据进行打包，微控制器通过远传模块将打包数据发送至服务器，并启动定时器1定时及计数器；微控制器等待接收平台通过远传模块返回的响应帧，若收到响应帧则退出流程，否则在定时器1定时时间到达后，计数器累加；若计数器累加至3，仍未收到服务器下发的响应帧，则视为发送失败，将发送数据进行存储，定时器1及计数器进行复位；等待联网，若联网成功将存储数据再次进行补发。

其中，服务器可为本地服务器，也可以为远程服务器，本地服务器属于本地的管理中心，便于在本地实现对机井控制器的管理工作，远程服务器属于远程的监控中心，便于远程实现对多个机井控制器的管理工作。

需要说明的是，上述微控制器在判断是否发送失败时所设定的等待时间可以根据具体的实际机井控制器而定。微控制器在进行数据发送时，为了避免数据发送失败带来的数据丢失，首选将发送的数据进行备份存储，当发送成功时，可将备份的数据进行清除。

通过上述方式，本实施例的技术方案可以完成将机井控制器的相关数据安全可靠的传输至服务器，便于服务器后续对数据的分析及命令的下发。

在另一实施方式中，再次参见附图2所示，微处理器还可通过无线模块与手持终端通信，利用手持终端实现对数据的传输，手持终端可以为手机，手机上安装有相应的APP，手机APP通过无线模块与微控制器相连，连接成功后，手机APP发送加密帧，微控制器接收加密帧后根据预先编写的加密程序进行校验，若正确则连接成功，否则连接失败；连接成功后，手机APP通过无线模块发送读取历史数据命令，微控制器补发历史数据。

通过上述方式，一方面可以确保只有满足设定要求的手机连入***，避免任何人的手机均能连接，此处在具体实施时，可以是该机井控制器的管理人员进行数据的补发，保证数据的传输的安全性，利用手机APP完成通道备份的方式，实现数据的补发。

在具体实施中，所述微处理器还用于根据剩余金额与当前灌溉所用金额相减，得到更新后的剩余金额；

所述读写模块，还用于将更新后的剩余金额写入射频卡内覆盖原始剩余金额。

在具体实施中，所述微处理器，还用于：

实时接收机井泵使用状态信息，当机井泵处于工作状态时，存储当前用户标识，直至机井泵停止工作，将当前用户的用水量以及用水日期均与当前用户标识关联存储；

根据用水日期，累计计算各个用户年度用水量是否超过相应用水量阈值，若是，则禁止相应用户继续使用机井泵；否则，计算相应用户剩余用水量的信息，交易给其他用户，并将接收到的相应交易费用增加至具有剩余用水量的用户的用水金额账号中。

在具体实施中，机井泵与微动开关传感器相连，利用微动开关传感器的开关量来判断机井泵的使用状态信息：机井泵处于工作状态还是机井泵停止工作。

各个用户的用水量阈值是预先设定的，但是各个用户的用水量阈值是与每个用户的耕地面积成正比的，用户的耕地面积越多，则用水量阈值越大。

比如：用户的耕地面积为2亩，则用水量阈值为1000方；

用户的耕地面积为4亩，则用水量阈值为2000方。

根据实际情况，各个用户的用水量阈值是预先设定相应数值。

本实施例根据用水日期，累计计算各个用户年度用水量是否超过相应用水量阈值，若是，则禁止相应用户继续使用机井泵；否则，接收相应用户剩余用水量的信息，交易给用户，并将接收到的相应交易费用增加至相应用户的用水金额账号中，实现了农业用水实时监控，并且能够对水资源的有效利用以及用水总量控制，实现了水权交易，根据每个用户卡中的剩余量多少，可与其他用户进行水量交易，灵活，方便，鼓励节约用水。

在具体实施中，所述微处理器，还用于：

接收补报数据；

将补报数据格式转为与实时接收的数据格式相同；

解析格式统一后的补报数据并与对应用户关联存储。

具体地，实时接收的数据格式为用户名+用水量形式，则补报数据也处理为相同的格式。经过编码后上传并解析后与对应用户关联存储。

在具体实施中，所述微处理器，还用于：

根据机井泵连续处于停止工作的时间，划分机井泵预警等级并输出相应等级报警。

例如：当机井泵连续0-3天处于停止工作，不输出机井泵预警信息；

当机井泵连续4-7天处于停止工作，输出机井泵第一级预警信息；

当机井泵连续8-15天处于停止工作，输出机井泵第二级预警信息；

当机井泵连续15天以上处于停止工作，输出机井泵第三级预警信息。

当接收到智能灌溉控制柜离线、机井泵控制柜的箱门开启、供电方式改变时自动预警。

其中，智能灌溉控制柜每5分钟上报一次心跳包，如果15分钟内检测不到上报，就判定设备离线；

机井泵控制柜的箱门开启利用微动开关传感器的开关量来判断；

供电方式的改变，是电路检测完成的，单片机根据电路检测形成报文，解析报文后，得到供电方法的改变。

在具体实施中，所述微处理器，还用于：

筛选出符合用水补贴的用户，相应补贴金额发送至相应用户的用水金额账号中；其中，用水补贴的用户为在定额内用水的种植粮食作物的用水主体。

在具体实施中，所述微处理器，还用于：

筛选出符合节水奖励的用户，相应奖励金额发送至相应用户的用水金额账号中；其中，节水奖励的用户为用水量不超过相应用水量阈值的用户。

本实施例的一种机井灌溉监控***的监控方法，包括：

当用户刷射频卡后，微处理器根据预设条件控制控制模块，控制模块控制遥控模块启动，遥控模块接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机；

微处理器读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行。

当用户刷射频卡后，本实施例的微处理器根据预设条件控制控制模块，控制模块控制遥控模块启动，遥控模块接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机；微处理器读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行，达到了对用水量、用水金额、固件升级及水泵开关状态进行综合监控，及时了解机井灌溉的实时状况的目的。

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机井灌溉监控***，其特征在于，包括：

微处理器，其与计量模块相连；所述微处理器用于读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

所述微处理器还通过GPRS模块与监控中心相连，监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行；

微处理器与控制模块相连，控制模块与遥控模块相连，遥控模块与水泵相连，当用户刷射频卡后，微处理器用于根据预设条件控制控制模块，控制模块用于控制遥控模块启动，遥控模块用于接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机。

2.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微控制器分别与无线模块及远传模块进行通信，所述远传模块与服务器进行通信；

所述微控制器在进行数据传输时，所述微控制器将数据进行打包，通过远传模块将打包数据发送至服务器，所述微控制器等待接收远程服务器通过远传模块返回的响应帧，若收到响应帧则退出，否则设定时间仍未收到服务器下发的响应帧，则视为发送失败，将发送数据进行存储，在微控制器与服务器再次联网成功，将存储数据再次进行补发。

3.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器还通过无线模块与手持终端通信，利用手持终端实现对数据的传输，手持终端发送加密帧，微控制器接收加密帧后根据预先编写的加密程序进行校验，若正确则连接成功，否则连接失败；连接成功后，手持终端通过无线模块发送读取历史数据命令，微控制器补发历史数据。

4.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器还用于根据剩余金额与当前灌溉所用金额相减，得到更新后的剩余金额；

所述读写模块，还用于将更新后的剩余金额写入射频卡内覆盖原始剩余金额。

5.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器，还用于：

实时接收机井泵使用状态信息，当机井泵处于工作状态时，存储当前用户标识，直至机井泵停止工作，将当前用户的用水量以及用水日期均与当前用户标识关联存储；

根据用水日期，累计计算各个用户年度用水量是否超过相应用水量阈值，若是，则禁止相应用户继续使用机井泵；否则，计算相应用户剩余用水量的信息，交易给其他用户，并将接收到的相应交易费用增加至具有剩余用水量的用户的用水金额账号中。

6.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器，还用于：

接收补报数据；

将补报数据格式转为与实时接收的数据格式相同；

解析格式统一后的补报数据并与对应用户关联存储。

7.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器，还用于：

根据机井泵连续处于停止工作的时间，划分机井泵预警等级并输出相应等级报警。

8.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器，还用于：

筛选出符合用水补贴的用户，相应补贴金额发送至相应用户的用水金额账号中；其中，用水补贴的用户为在定额内用水的种植粮食作物的用水主体。

9.如权利要求1所述的一种机井灌溉监控***，其特征在于，所述微处理器，还用于：

筛选出符合节水奖励的用户，相应奖励金额发送至相应用户的用水金额账号中；其中，节水奖励的用户为用水量不超过相应用水量阈值的用户。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的机井灌溉监控***的监控方法，其特征在于，包括：

当用户刷射频卡后，微处理器根据预设条件控制控制模块，控制模块控制遥控模块启动，遥控模块接受遥控器信号后来控制水泵开机或关机；

微处理器读取计量模块内当前用户已用水量，以及通过读写模块读取射频卡射频卡内当前用户阶梯划分及阶梯价格，根据当前用户已用水量与读到的阶梯水价划分，根据不同等级执行不同阶梯价格，实现阶梯收费；

监控中心用于向微处理器下发固件升级命令，若固件升级完成，则微处理器执行新固件，并保持原有参数不改变；若固件升级失败，则微处理器执行原有固件，以保证智能灌溉控制柜正常运行。