XX学院智慧灌溉园项目建设需求说明.docx

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1、XX学院智慧灌溉园项目建设需求说明一、项目概况智慧灌溉园项目建设内容包括：校园自动化节水灌溉系统和智慧灌溉科普示范区、智慧灌溉实训中心、XX外语外贸大学从化实验小学智慧灌溉示范区等四部分组成的土建及设备软硬的采购。具体建设内容如下：（1）校园自动化节水灌溉系统的建设内容主要包括绿化灌溉自动化改造、田间信息采集系统建设及智慧灌溉监控平台开发；（2）智慧灌溉科普示范区包括示范区景观设计（按照功能区域不同，可以分为文化展示区、雾喷区、微喷区、喷灌区）、示范区节水灌溉系统建设（喷灌、滴灌等方式管道铺设、控制采集器、流量计、电磁阀安装）、作物信息展示系统（包括户外电子大屏、智慧灌溉园宣传栏建设）以及节水

2、科普设计。（3）实训中心建设内容包括：1）首部枢纽建设：提供8套节水灌溉首部枢纽，包括叠片过滤装置、止回阀、排气阀、压力表、流量开关、自保持电磁阀、智能远传水表、PVC管道、固定支架等；2）节水灌溉控制箱：提供8套节水灌溉控制箱，包括智能电磁阀控制器、太阳能板、蓄电池、充放电控制器、野外防护箱、安装支架等；3）实训中心泵房自动化建设：实训中心泵房自动化控制建设内容主要有补充卧式离心泵、智能变频器控制箱、过滤器、压力表、流量表、摄像头及自保持电磁阀等设备；自保持电磁阀、仪表传感器、开关信号等设备接入智能变频器控制箱实现自动化建设。（4）小学智慧灌溉示范区主要建设内容分为灌溉自动化监控系统、田间输

3、配水管网系统两部分，并制作智慧灌溉宣传栏1套，依托部署在示范区生产现场的各种传感节点及智能控制终端，对不同灌溉场景实现精准灌溉。二、项目要求1供应商应负责项目中系统产品的布线、安装及调试，所用耗材等由供应商提供。2 .供应商应委派经验丰富的工程师，在现场进行设备、软件的安装、调试，自行负责所有安装、调试和试运行所需的工具、材料、设备及人员，费用应包括在投标报价内。3 .列表中的技术参数为本项目所采购货物的最低配置要求，投标人投标所用的相关设备其技术参数均应至少满足其最低配置要求。4 .招标文件中所列采购设备的性能技术参数及数量是本项目的基本要求，投标人应根据用户实际要求、场地等条件，自行细化设

4、计方案（包括具体设备数量）。投标人应充分了解实际所需材料设备数量及工程量，按各自的投标方案进行设计及配置完善。供应商除按照供货清单配齐所有设备外，在施工过程中如发现要使项目实现招标要求的功能还需要增加其他设备或增加工程量的，全部由供应商负责，采购人将不为此支付任何费用。5 .供应商在施工过程中，如需对墙体和地面等作局部破损，应在施工前取得采购人的书面同意，并负责恢复原状。6 .供应商在施工过程中应采取足够的安全措施，并自行负责相关安全责任。7 .投标人应按其技术方案的实际情况对应招标文件要求逐一作出明确的应答，并详细说明。8 .供应商应负责在项目验收时将设备的全部有关产品说明书、原厂家安装手册

5、等文档汇集成册交付设备使用单位。三、智慧节水灌溉管理平台软件功能（一）总体功能要求1、接收泵房管道监测控制站的流量、压力数据，在需要的情况下，远程开启/关闭泵房主灌溉管路。2、接收气象站上传的气象信息以及墙情站上传的墙情信息，为灌溉策略提供数据依据。3、接收图像站上传的图像信息，分析农作物长势,验证灌溉策略的合理性。4、通过网关接收各个智能阀控器的数据，并展示当前阀门状态。5、依照灌溉策略循环或者按照指令的顺序依次打开脉冲阀，完成灌溉作业后关闭对应的电磁阀。6、数据统计和数据管理。7、报表曲线。8、历史数据和历史操作查询。（二）技术指标要求1、系统安全性要求（1）可以强制设置系统用户口令有效天

6、数,超过设置天数须重新设置口令；（2） 口令输错次数控制，系统可以设置允许口令输入错误的次数，超过允许错误次数时，系统强制要求10分钟以后才能登陆；（3）用户登录限制，可以设置是否允许相同用户在不同的电脑登录；（4）用户口令强度设置，系统可以设置口令包括字母、数字、特殊字符等三种的任意组合控制；（5）系统管理员权限控制，可以设置系统管理员除了进行系统管理以外，其他功能都不能操作；（6）锁屏功能，可以设置系统闲置一段时间后，再操作系统要重新录入口令；（7）首次登陆修改口令，强制要求系统用户第一次登陆系统后，修改口令；（8）通讯报文加密，前端和后端通讯进行加密处理；（9）门户层提供单点登录、信息发

7、布等功能。2、业务功能需求智慧节水灌溉管理平台是为满足灌溉过程的自动化、精准化和智能化而设计,以GIS为基础，实现农田墙情、气象和作物长势的实时监测与灌溉的智能控制，保证作物在适宜的水环境中生长。因此，系统在满足智慧化灌溉核心功能需要的同时，还要从获取数据的安全性、适用性角度综合考虑，结合系统的开发难度和用户体验感，做到界面美观大方、功能齐全、操作简单、运行稳定、交互性良好。2.1 数据管理功能数据是执行智能灌溉的基础，只有掌握田间实时环境和作物信息，才能够为灌溉进行科学的指导，数据管理是智能灌溉系统必不可少的功能之一。按照数据流的传递，数据管理功能分为数据采集、数据传输和数据存储三个阶段。数

8、据采集方面，由于作物生长状态与其生长环境有着密切的关系，数据采集需要全方位全时段的监测并记录作物生长环境变化。在时间维度上，实时性十分重要，若数据采集时间过长将会导致决策出现偏差，严重时将影响作物的长势和产量，所以数据采集时间间隔要根据不同参数的需要情况合理设置。在空间维度上，系统所需要的农田信息的覆盖范围是全方位的，包括有农田地块的土壤条件、田间小区域气象信息、种植的农作物信息以及灌区设备信息等。数据传输功能起到连接田间终端、服务器和Web前端三者之间桥梁的作用。当田间终端接收数据采集指令成功获取数据后，系统需要应用网络传输协议将所采集数据传输至服务器，再按照一定格式存储进数据库中。并通过数

9、据库接口，实现对数据的增加、删除、更改和查询操作。数据存储方面，随着灌溉进程的推进，来自田间终端的数据将不断地采集并传输至服务器上，这些来自农田多维度信息的使用价值并不仅仅是一次性的。历史数据对于研究作物生长规律、气象变化规律、土壤条件变化都有着重要的价值。系统不能仅做少量存储而销毁之前的数据，系统需要有足够的空间对这些数据进行存储，并进行高效的管理。2.2 信息可视化功能信息可视化功能用以向用户实时全面展现当前农田状态，方便灌溉的控制和管理。一个好的可视化展示界面，能够将用户所需要的信息全面准确展示出来,并且需要有良好的交互体验。本系统的信息可视化展示需求在功能上应该具有图表展示、地图展示和

10、实时视频监控。数据图表展示可以给用户以直观的视觉体验，表格的设计可以通过列表的形式快速查询某项属性的准确数值，折线图、柱状图等可以突出反映出数据的变化规律，在气象数据、土壤条件等时空序列变化规律上有着很好的效果。地图展示是GIS功能的体现，它需要能够显示出试验区以及智能水阀的地理位置信息，以及示范区场景三维模型。实时视频监控不同于实时获取的监测数据，其在视觉效果上更加直观，用于满足用户对示范区进行整体管控。2.3 灌溉智能控制功能灌溉智能控制功能是本系统的核心功能，要求系统在无人干预的情况下可以自行控制灌溉，能够计算所需的灌水量、灌溉时间，涉及灌溉智能判断和智能控制。灌溉的智能判断需要系统应用

11、田间水量平衡公式、作物生长规律对所收集的农田大数据进行智能化分析。根据田间传入数据库的实时数据，判断作物环境变化确定是否进行灌溉。灌溉的智能控制是根据灌溉所确定的各项参数，计算灌溉水用量及所需灌溉时间，在灌溉方案计算完成后，向智能水阀等灌溉设施及时发布指令，实现智能灌溉控制。这项功能不仅仅要求在WindOWS服务中实现，用户需要能够在可视化管理农田信息的同时实现对所展示数据分析以及其数据背后设备的管控，因此前端平台上还应有相应灌溉指令发布功能。2.4 用户综合管理用户作为系统的使用者，也是系统单独的一部分。系统需提供包括用户注册、登录等账号管理功能。此外，系统还需对不同用户进行管理，设置不同等

12、级的管理权限。普通用户相对于管理员来说，没有对系统本身进行更改开发的权力，而管理员权限在普通用户的权限之上，可以使用系统的全部功能的同时，可以对系统程序进行管理和维护，这样设置从某种程度上提高了系统的安全性和管理人员的可操作性。3、系统框架要求智慧节水灌溉管理平台利用物联网协同监测技术，实时监测农作物生态环境参数，设计生态、环境参数与需水量关系模型，利用智能决策技术获得农作物生长最佳需水量和灌溉时间，实现对农作物的适时精细灌溉，智慧节水灌溉管理平台包括PC端系统及移动端系统。3.1PC端系统系统功能模块划分如图1所示。智慧节水灌溉管理平台图1智能灌溉应用管理系统功能模块系统可以将各种资源使用情

13、况进行统计分析，使相关人员及时了解整个系统的相关资源信息，通过统计分析，进行合理使用，从而达到省水节能、省工省地的效果。(1)智慧灌溉一张图智慧灌溉一张图通过驾驶舱模式实时反映灌溉区域的水泵、各电磁阀运行状态，同时将采集的各类数据形象化、直观化、具体化。以3D可视化技术为基础，构建灌溉示范区的可视化，正确显示当前试验出地理位置，并对其和智能水阀进行标注，正确加载三维模型。统一整合视频监控、设备监测等各种信息系统，对集成数据按标准进行验证，对信息进行实时更新，建成智慧灌溉的三维场景、监控等一张图，实现节水灌溉过程的全面信息化，达到提高绿化灌溉管理水平、从而提升核心竞争力的目的。(2)实时监控系统

14、以图形用户界面的形式，实时查看电磁阀控制单元、土壤墙情监测点、灌溉水量信息、气象信息监测点及视频监测站点。田间终端设备包括有田间小型气象站一台，能够采集包括由降雨量、空气水分含量、气温、风速、风向监测装置，实时监测试验场的气象状况；土壤摘情传感器，能够采集包括土壤体积含水量、土壤温度、土壤盐分数据；智能水阀，需要按照划分地块,每块试验田设置相关设施,能够获取水阀状态;视频监控设施，能够实时获取试验田实时监控。由于所使用田间终端模块的各个传感器设备、智能灌溉设施等均由仪器生产厂家提供，并在出厂时已提供与系统间进行数据传输的接口，因此在WindowS服务中，只需要编写相关函数，调用其数据接口即可,

15、不再需要对其硬件进行二次开发。平台的数据展示功能分为统计图、表格和视频展示等。其中图表展示需要调用Echarts插件，在HTM1页面引入Echarts后可以使用其丰富的图表库，将数据进行展示。气象数据如：降雨量、气温、空气湿度等采用折线图和柱状图展示，而土壤数据中的土壤体积含水量则采用累积折线图进行展示，这样能够符合用户的常规视觉逻辑，从而大大提高用户交互感。针对土壤墙情数据，系统设计实时数据不同深度的分布图，并通过设置计时器，实现时间段内的动态展示。监控视频展示能够将灌溉示范区实时状况最为真实的展现给用户，应在灌溉示范区安装监控摄像头，利用摄像头生产厂家所提供的接口接入平台，从而在可视化平台

16、上将监控摄像内容进行实时显示；在前端开发中，应设计相应按钮控制视频通道的切换。（3）智能灌溉智能灌溉模块是系统的核心模块，它将智能灌溉决策模型以功能函数的方式嵌入系统。该模块从功能上分为智慧灌溉计算和实时灌溉控制两部分。在灌溉实施前系统可以通过作物需水预测模型根据农田管理者所提供的种植作物的种类、种植面积、作物生长阶段、目标产量给出建议灌溉值。在种植作业过程中，在系统内部设置时钟，以固定的时间间隔采集数据，依据作物适宜土壤含水量自动进行灌溉决策，控制智能水阀实施灌溉。1）作物需水预测模型：参考作物腾发量（）是计算作物腾发量和进行灌溉预报的前提要素。针对Pemnan物8九方公式的应用局限性，利用公共天气预报可测因子及历史气象数据计算为基准，对广州站多年预报气象信息风力状况进行量化后，以样本年气象预报信