基于工業4G DTU農業智能灌溉系統方案

是一切生命過程中不可替代的基本要素，水資源是國民經濟和社會發展的重要基礎資源。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還仍然停留在人工監測旱情，決定灌溉與否僅憑個人經驗，這樣就會造成更嚴重水資源浪費。近年來，隨著現代農業的發展，農業經營模式正在向大型化、集約化方向發展。這樣就為推廣全面、統一、大型、智能化灌溉系統提供了必要條件。現在已經實現大面積種植的就是農田農業，因此我們設計和實現了一套針對農田的智能化檢測和灌溉系統。采用農業智能澆灌系統，可以根據各種農作物對水量的要求，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，可以使相關人員及時了解整個系統的相關資源信息，通過統計分析，進行合理使用，從而達到省水節能、省工省地的效果，以及發展節水農業的目的。

系統拓撲圖

使用產品

CM510-23F  DTU

 產品特性

工業級設計

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

數據，加快高速數據訪問速度；帶 16KB Icache，高速指令緩存，加強了指令處理速

度。

2. 工業級無線模塊：采用工業級無線模塊，抗干擾強，傳輸穩定。

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

級快，系統穩定，帶完善 TCP/IP 協議棧；或者嵌入式 UCOS 操作系統。

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

來生產，確保板材的穩定可靠。

5. 工業級元器件：整機元器件采用嚴格篩選的工業級元器件來生產。

6. 工業級電源：寬壓電源設計，電源適應范圍為 DC5V~DC35V，內置電源反向保護和過

壓過流保護。

穩定可靠

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

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

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，內置 15KV ESD 保護。

3. 串口 ESD 保護：RS232/RS485/TTL/RS422,內置 15KV ESD 保護。

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

合電力安規要求；防護等級為 IP41；特別適合于環境惡劣的工業控制領域。

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 的工業級 CPU，可以更加高速地處理各種協議數據轉

換；解決了業內“假在線”、“假死機”、“當機”等疑難問題。

7. 超大內存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits，有超大的內存來緩存客戶發送數據，

同時接收超大數據包，數據不丟失。

8. DNS 自動獲取：自動獲取 DNS，不再需要人工配置輸入 DNS；規避了因為選擇的 DNS

服務器異常，導致 DTU 設備當機的嚴重現象。

9. 完善的協議棧：新系統加載了完善的 TCP/IP 協議棧，采用了完善的 TCP/IP 協議棧；

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

網址:http://www.caimore.com Email:caimore@caimore.com 傳真/FAX:+86-592-5975885

使網絡通信性能優異，掉線概率極大降低。

10. EMC 性能優異：通過電力 3000V 電擊測試，特別適合在工業領域環境惡劣下使用；

系統 EMC/EMI 優異，系統穩定可靠；通過 EMC 測試；通過高低溫環境測試；通過 3C

認證；公司產品 2010 年榮獲“中國工控行業客戶滿意最佳供應商” 。

功能強大

1. TCP 透明數據傳輸和 UDP 透明數據傳輸；支持多種工作模式

2. 支持虛擬數據專用網（APN/VPDN）

3. 支持雙數據中心備份及多數據中心（8 個）接受數據，最大支持發送中心達 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、數據等喚醒方式以及超時斷開網絡連接

6. 支持固定 IP 通信方式；支持 DDNS 動態域名通信方式

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. 數據包傳輸狀態報告

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

15. IO 口電源開關（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，實現客戶快速配置；

提供批量配置功能，實現批量設備的配置。

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，三維力控軟件在內的業內主要中心端軟件支

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

三方軟件來上項目，實現快速穩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. 完善的網絡支持：提供包括 2G 網絡（GSM 網絡），2.5G 網絡（GPRS 網絡），2.75G 網

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

網絡、LTE 網絡），全網絡的產品支持。

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

提供使用說明文檔，方便客戶自行快速開發中心端應用軟件。

7. 檢查軟件：提供串口調試軟件，網絡速度檢測軟件，提供不同的調試等級輸出，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

農業智能灌溉系統的網絡結構分為三部分。

第一部分為中心控制站由電腦和以太網組成，在這里進行灌溉參數設置，及對灌溉情況進行統計，并可通過專用軟件在計算機上存儲，顯示數據和圖表。同時可以人工通過手機或電腦進行特殊操作。通過互聯網獲取天氣信息，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協議）方式的用戶數據接口，可接入電子式傳感器、PLC等各種設備，搭建數據傳輸通道，把現場數據發送到中心計算機；

第三部分為傳感器采集與電磁閥，所有的傳感器感知的數據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據，經過A/D 轉換，信號處理，在微處理器中，根據不同植被需求，確定灌溉量，然后控制信號輸出，結合中央管理計算機的指令，控制電磁閥的開關，即可以實現自動灌溉。

農業智能灌溉系統有如下優點：

1. 將充分發揮現有的節水設備作用，優化調度，提高效益。

2. 通過自動控制技術的應用，更加節水節能，降低灌溉成本，提高灌溉質量。

3. 將使灌溉更加科學，方便、提高管理水平。