一、方案背景與行業(yè)痛點(diǎn)

農(nóng)田水利工程是保障糧食安全、推動鄉(xiāng)村振興的核心基礎(chǔ)設(shè)施，但傳統(tǒng)管理模式面臨三大挑戰(zhàn)：

1. 數(shù)據(jù)孤島：水庫、泵站、閘門等設(shè)備分散運(yùn)行，人工巡檢依賴經(jīng)驗(yàn)判斷，無法實(shí)時(shí)掌握水位、流量、設(shè)備狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)，導(dǎo)致水資源調(diào)配效率低下；

2. 運(yùn)維成本高：偏遠(yuǎn)地區(qū)工程分布廣，人工巡檢頻次低，設(shè)備空轉(zhuǎn)、過載運(yùn)行等問題頻發(fā)；

3. 決策缺乏依據(jù)：歷史數(shù)據(jù)分散存儲，難以通過數(shù)據(jù)分析挖掘設(shè)備故障規(guī)律，非計(jì)劃停機(jī)率居高不下，影響灌溉效率。

御控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過“端-邊-管-云”四層架構(gòu)，構(gòu)建覆蓋水源、輸水、配水、節(jié)水全流程的智能管控體系，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程從“被動響應(yīng)”到“主動決策”的跨越式升級。

二、核心功能與技術(shù)架構(gòu)

（一）四層架構(gòu)：全鏈路智能管控

終端層：

1. 部署御控工業(yè)級智能網(wǎng)關(guān)，集成4G/LoRa通信模塊，支持-20℃~80℃極端環(huán)境，適配水位計(jì)、流量計(jì)、土壤濕度傳感器、智能電表等設(shè)備，實(shí)時(shí)采集水位、流量、電壓、電流等50+參數(shù)。

2. 典型應(yīng)用：在水庫部署液位傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測水位變化；在泵站接入智能電表，監(jiān)測電機(jī)能耗。

邊緣計(jì)算層：

1. 通過御控邊緣網(wǎng)關(guān)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、壓縮與初步分析，降低云端傳輸壓力。例如，自動切換備用泵，確保排水連續(xù)性；在渠道滲漏時(shí)觸發(fā)保護(hù)停機(jī)并推送警報(bào)。

網(wǎng)絡(luò)通信層：

1. 采用MQTT+TLS加密傳輸協(xié)議，結(jié)合LoRa低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)工程數(shù)據(jù)穩(wěn)定回傳。

云平臺層：

1. 基于微服務(wù)架構(gòu)的御控物聯(lián)網(wǎng)平臺，支持百萬級設(shè)備接入，毫秒級響應(yīng)延遲。提供設(shè)備管理、數(shù)據(jù)分析、可視化看板、工單系統(tǒng)等功能，并開放API接口對接政府水務(wù)平臺、企業(yè)ERP系統(tǒng)。

（二）功能引擎

遠(yuǎn)程集控：打破時(shí)空限制

1. 多端協(xié)同：支持手機(jī)APP、PC端、平板實(shí)時(shí)監(jiān)控工程狀態(tài)，包括閘門開度、泵站啟停、渠道水位等參數(shù)。

2. 批量操作：可同時(shí)控制數(shù)百臺設(shè)備，例如暴雨預(yù)警時(shí)自動啟動全市排水泵站，干旱時(shí)聯(lián)動開啟灌溉閘門。

3. 權(quán)限分級：管理員、操作員、維修員多角色權(quán)限管理，確保操作安全可控。

遠(yuǎn)程調(diào)試與運(yùn)維：降本增效

1. PLC遠(yuǎn)程編程調(diào)試：工程師無需出差即可對異地PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程編程、參數(shù)調(diào)整，縮短故障修復(fù)時(shí)間。

2. 預(yù)測性維護(hù)：通過振動分析、電流波動監(jiān)測等技術(shù)，提前30天發(fā)現(xiàn)軸承磨損、電機(jī)故障等隱患，優(yōu)化備件庫存。

3. 工單管理系統(tǒng)：自動生成運(yùn)維工單，記錄故障處理過程，構(gòu)建透明化、可追溯的巡檢維護(hù)機(jī)制。

三、行業(yè)場景化落地

（一）水源工程：科學(xué)調(diào)配水資源

·   實(shí)時(shí)監(jiān)控：在水庫、塘壩，御控網(wǎng)關(guān)對接液位傳感器、流量計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測水位、流量變化，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)預(yù)判來水量，科學(xué)調(diào)節(jié)閘門開度。

·   預(yù)警聯(lián)動：當(dāng)水位超過警戒值時(shí)，御控云平臺系統(tǒng)自動關(guān)閉進(jìn)水閘門，啟動排水泵站，并通過微信、短信推送警報(bào)信息。

（二）輸水工程：保障渠道安全

渠道監(jiān)測：在渠道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，御控網(wǎng)關(guān)對接壓力傳感器、流量計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測水流狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)滲漏或堵塞時(shí)自動觸發(fā)報(bào)警。

智能調(diào)度：根據(jù)下游用水需求，動態(tài)調(diào)整渠道閘門開度，避免“上游漫灌、下游干旱”現(xiàn)象。

（三）配水工程：精準(zhǔn)灌溉提效

閘門聯(lián)動：在分水樞紐，御控網(wǎng)關(guān)對接智能閘門，根據(jù)土壤濕度傳感器數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)開度，實(shí)現(xiàn)“按需配水”。

遠(yuǎn)程控制：管理員通過手機(jī)御控APP即可控制田間閘門開關(guān)，減少人工巡檢頻次。

（四）節(jié)水工程：智能灌溉降耗

噴灌/滴灌控制：將噴灌設(shè)備PLC接入御控網(wǎng)關(guān)，預(yù)設(shè)灌溉策略實(shí)現(xiàn)“定時(shí)、定量、定區(qū)域”精準(zhǔn)灌溉。

異常報(bào)警：當(dāng)灌溉壓力異?；蛟O(shè)備故障時(shí)，系統(tǒng)自動停機(jī)并推送警報(bào)，避免水資源浪費(fèi)。

四、方案優(yōu)勢

1. 高可靠性：御控工業(yè)級智能網(wǎng)關(guān)支持極端環(huán)境運(yùn)行。

2. 低成本部署：采用SaaS化服務(wù)模式，無需自建服務(wù)器，降低客戶初期投入成本。

3. 開放生態(tài)：支持與SCADA、ERP、政府水務(wù)平臺等第三方系統(tǒng)無縫對接，構(gòu)建數(shù)據(jù)互聯(lián)互通生態(tài)。

五、結(jié)語

御控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過“端-邊-管-云”四層架構(gòu)與三大核心功能引擎，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田水利工程的智能化轉(zhuǎn)型。從水源工程的科學(xué)調(diào)配到輸水工程的安全保障，從配水工程的精準(zhǔn)灌溉到節(jié)水工程的智能降耗，該方案已在全國多個(gè)場景中驗(yàn)證其價(jià)值。