基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统

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1、基于物联网和云架构的渠灌闸门智能控制系统包志炎王学斌张海波郑高安马登昌王萱浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江水利水电学院计算机应用技术研究所浙江省特种设备检验研摘要：为了实现农田明渠灌溉的精准化控制，设计了一种基于物联网和云架构的渠灌闸门远程智能控制系统，系统由一体化旋转式闸门、本地控制软件、远程终端访问系统和云端中间件组成。闸门采用旋转式阀芯结构设计，降低闸门启闭时的驱动能耗;基于ARM开发了嵌入式控制系统，实现水闸运行的本地控制和状态数据釆集;集成了无线通讯模块和光伏电源系统，解决传统水闸野外安装布线繁琐和供电困难问题;通过在阿里云服务器建立数

2、据中心，部署中间件，实现水闸远程数据传送与控制指令传达;建立了基于水位、流量双反馈的闸门开度云控模型，实现水闸群智能运行；根据旋转式闸门启闭阶段角速度变化规律，提出了水闸运行界常报警方法;开发了B/S版和APP版的远程终端访问系统，实现了灌区数据大屏、闸群远程控制和智能调度，适用于农田灌溉中小型渠道输水、配水的精准化控制。关键词：明渠灌溉;一体化闸门;远程无线监控;智能控制;云架构;物联网;作者简介：包志炎（1982—），男，博士后，浙江水利水电学院副教授，主要从事智慧水利和制造业信息化研究，E-ma订:baozhy0571@163.com作者简介：

3、王学斌（1969—）,男，高级工程师，主要从事特种设备检验技术研究，E-mail:hzrl8888@163.com收稿日期:2017-08-27基金：国家自然科学青年基金项目（41601461）IntelligentControlSystemofCanalIrrigationSluiceBasedonInternetofThingsandCloudArchitectureBAOZhiyanWANGXuebinZHANGHaiboZHENGGaoanMADengchangWANGXuanCollegeofComputerScienceandTechno

4、logy,ZhejiangUniversityofTechnology;NationalElevatorProductQualitySupervisionandInspectionCenter,ZhejiangProvincialSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute;InstituteofComputerApplicationTechnology,ZhejiangUniversityofWaterResourcesandElectriePower;Abstract：Thedevelopmento

5、fcanalirrigationtechnologywasbrieflyreviewed.Inordertorealizetheprecisecontrolofirrigationcanalwaterdeliveryinfannland,aremoteintelligentcontrolsystemofcanalirrigationsluicewasdesignedbasedontheInternctofthings(IOT)andcloudarchitecture.Thesystemwasconsistedofintegratedrotaryslu

6、ice,localcontrolsoftware,remoteterminalaccesssystemandcloudmiddleware.Rotatingstructurewasusedtospoolofthesluiceinordertoreducethedrivingpowerconsumptionwhenopeningandclosinggates.AnembeddedlocalcontrolsystembasedonARMwasestablishedtoimplementlocalcontrolanddataacquisition.Wire

7、lesscommunicationmoduleandphotovoltaicpowersupplysystemwereintegratedtosolvetheproblemsofcomplicatedwiringanddifficultpowersupplyinthefield.RemotedatatransferandcontrolinstructiondeliverywereimplementedthroughdatabaseandcloudmiddlewareinAllcloudserver.Acloudcontrolmodelofgateop

8、eningbasedondoublefeedbackofwaterlevelandflowwasestabl