一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法与流程

1.本发明涉及闸门流量测控技术领域，具体为一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法。


背景技术：

2.灌溉系统通常由灌溉渠首工程，输水、配水工程和田间灌溉工程等部分组成。灌溉渠首工程有水库、提水泵站、有坝引水工程、无坝引水工程、水井等多种形式，用以适时、适量地引取灌溉水量。输水、配水工程包括渠道和渠系建筑物，其任务是把渠首引入的水量安全地输送、合理地分配到灌区的各个部分。按其职能和规模,一般把固定渠道分为干、支、斗、农四级，视灌区大小和地形情况可适当增减渠道的级数。渠系建筑物包括分水建筑物、量水建筑物、节制建筑物、衔接建筑物、交叉建筑物、排洪建筑物、泄水建筑物等。田间灌溉工程指农渠以下的临时性毛渠、输水垄沟和田间灌水沟、畦田以及临时分水、量水建筑物等，用以向农田灌水，满足作物正常生长或改良土壤的需要，在灌溉系统中，由于地质情况、水道面积，走势等各不相同，需要对闸门流量进行实时测控，避免水流量过大，导致水道决堤。
3.现有的闸门流量测控方法，无法针对不同的灌溉区进行调整，由于每个灌溉区的地质情况、水道面积，走势等各不相同，导致水道内的阈值大小何不相同，一味照搬可能会导致该方法并不适合所需灌溉区域，为此，我们提出一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，以解决上述背景技术中提出闸门流量测控方法，无法针对不同的灌溉区进行调整，由于每个灌溉区的地质情况、水道面积，走势等各不相同，导致水道内的阈值大小何不相同，一味照搬可能会导致该方法并不适合所需灌溉区域的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，包括以下步骤：
6.s1、使用测绘装置对灌溉区绘制图纸信息：使用无人机设备对灌溉区地理位置进行拍照，以及使用测绘仪对数据进行记录，并且对获得的信息汇总绘制3d地形图；
7.s2、对灌溉区信息进行考查采集：通过灌溉区的历年资料对灌溉区信息进行统一汇总；
8.s3、模拟闸门安装位置：根据绘制出的3d地形图，对应模拟安装闸门；
9.s4、根据灌溉区信息进行模型搭建：搭建灌溉区模型；
10.s5、制定个性化方案，确定灌溉区域蓄水量最高临界值；
11.s6、向灌溉区放水，开展试水工作：连接水源后，打开闸门对蓄水池内蓄水量进行实地测试；
12.s7、判断测试结果是否与实验结果一致；
13.s8、根据试水结果进行调试：重新核对采集信息并设定数据值，根据试水结果调整闸门位置；
14.s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控。
15.优选的，所述s2、对灌溉区信息进行考查采集包括以下步骤：
16.s201、对灌溉区土壤进行采样检测；
17.s202、对灌溉区气候信息进行查找；
18.s203、对灌溉区未来降水量信息进行预测；
19.s204、信息汇总。
20.优选的，所述s5、制定个性化方案，确定灌溉区域蓄水量最高临界值包括以下步骤：
21.s501、根据土壤信息测试单位体积内的蓄水量最高临界值；
22.s502、根据灌溉区内气候信息分类控制水道内存留水量；
23.s503、结合灌溉区内未来降水量调整水道内存留水量；
24.s504、汇总设定数值信息。
25.优选的，所述s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控包括以下步骤：
26.s901、在每组闸门前后安装超声波检测装置：闸门数量根据灌溉区3d地形图进行调整；
27.s902、根据灌溉区域情况调整超声波检测装置的位置与数量；
28.s903、打开闸门，超声波检测装置对水流量进行检测；
29.s904、判断检测数值是否与设定数值相同；
30.s905、判断检测数值是否大于最高临界值；
31.s906、开启警报装置和排水装置；
32.s907、关闭闸门。
33.优选的，所述s2、对灌溉区信息进行考查采集中，灌溉区信息包括地质信息、气候信息、未来降水量信息和水源信息。
34.优选的，所述s7、判断测试结果是否与实验结果一致中，判断结果为测试结果与实验结果一致，则进入步骤s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控。
35.优选的，所述s7、判断测试结果是否与实验结果一致中，判断结果为测试结果与实验结果不一致，则进入步骤s8、根据试水结果进行调试，且重新通过步骤s6、向灌溉区放水，开展试水工作。
36.优选的，所述s904、判断检测数值是否与设定数值相同中，判断结果为检测数值与设定数值相同，则进入步骤s907、关闭闸门。
37.优选的，所述s904、判断检测数值是否与设定数值相同中，判断结果为检测数值与设定数值不同，则进入步骤s905、判断检测数值是否大于最高临界值，进行二次判断。
38.优选的，所述s905、判断检测数值是否大于最高临界值中，判断结果为检测数值大于最高临界值，则进入步骤s906、开启警报装置和排水装置。
39.与现有技术相比，本发明提供了一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，具备以下有益效果：
40.1、在灌溉区闸门流量测控过程中，会对灌溉区详细地质信息和自然环境信息进行调查和采集检测，从而能够由针对性的对不同的灌溉区指定合适的方案，使指定出的闸门流量测控方法能够与当地自然环境相互匹配吻合，避免因环境变化而导致的闸门流量测控与实际使用不一致的情况发生；
41.2、同时在进行个性化搭建方案后，会反复进行实际试验，确保设计出的方案能够与当地灌溉区的使用情况相互一致，避免后续在实际使用过程中闸门流量测控数值与实际情况产生误差，导致测控过程中不尽如人意的情况发生，同时能够系统的对当地灌溉区的气候环境进行分析，避免因气候变化的不同导致测控方法产生误差，从而引起排水系统失调，导致水道等崩塌逆流等；
42.3、通过在闸门前后安装超声波装置能够快速对通过的水流量进行精确检测，并且将监测到的数据统一传输至后台控制设备中，使闸门、阀门、警报装置等进行实时响应，配合完成整体的测控工作，从而避免因水流量过大导致水道塌陷决堤，并且超声波检测装置可根据实际情况进行调整，随着超声波检测装置数量的增多，检测数据也更加精确。
附图说明
43.图1为本发明流程示意图；
44.图2为本发明步骤s2的流程示意图；
45.图3为本发明步骤s5的流程示意图；
46.图4为本发明步骤s9的流程示意图。
具体实施方式
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.如图1所示，一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，包括以下步骤：s1、使用测绘装置对灌溉区绘制图纸信息：使用无人机设备对灌溉区地理位置进行拍照，以及使用测绘仪对数据进行记录，并且对获得的信息汇总绘制3d地形图；
49.s2、对灌溉区信息进行考查采集：通过灌溉区的历年资料对灌溉区信息进行统一汇总，s2、对灌溉区信息进行考查采集中，灌溉区信息包括地质信息、气候信息、未来降水量信息和水源信息；
50.s3、模拟闸门安装位置：根据绘制出的3d地形图，对应模拟安装闸门，在灌溉区闸门流量测控过程中，会对灌溉区详细地质信息和自然环境信息进行调查和采集检测，从而能够由针对性的对不同的灌溉区指定合适的方案，使指定出的闸门流量测控方法能够与当地自然环境相互匹配吻合，避免因环境变化而导致的闸门流量测控与实际使用不一致的情况发生；
51.s4、根据灌溉区信息进行模型搭建：搭建灌溉区模型；
52.s5、制定个性化方案，确定灌溉区域蓄水量最高临界值；
53.s6、向灌溉区放水，开展试水工作：连接水源后，打开闸门对蓄水池内蓄水量进行
实地测试；
54.s7、判断测试结果是否与实验结果一致，s7、判断测试结果是否与实验结果一致中，判断结果为测试结果与实验结果不一致，则进入步骤s8、根据试水结果进行调试，且重新通过步骤s6、向灌溉区放水，开展试水工作，同时在进行个性化搭建方案后，会反复进行实际试验，确保设计出的方案能够与当地灌溉区的使用情况相互一致，避免后续在实际使用过程中闸门流量测控数值与实际情况产生误差，导致测控过程中不尽如人意的情况发生，同时能够系统的对当地灌溉区的气候环境进行分析，避免因气候变化的不同导致测控方法产生误差，从而引起排水系统失调，导致水道等崩塌逆流等；
55.s8、根据试水结果进行调试：重新核对采集信息并设定数据值，根据试水结果调整闸门位置；
56.s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控，s7、判断测试结果是否与实验结果一致中，判断结果为测试结果与实验结果一致，则进入步骤s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控。
57.如图1和图2所示，一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，s2、对灌溉区信息进行考查采集包括以下步骤：
58.s201、对灌溉区土壤进行采样检测；
59.s202、对灌溉区气候信息进行查找；
60.s203、对灌溉区未来降水量信息进行预测；
61.s204、信息汇总，在信息汇总过程中，可通过气象系统获取当地地区的历年降水量值以及降水分布，从而针对不同的气候环境进行调整。
62.如图1和图3所示，一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，s5、制定个性化方案，确定灌溉区域蓄水量最高临界值包括以下步骤：
63.s501、根据土壤信息测试单位体积内的蓄水量最高临界值；
64.s502、根据灌溉区内气候信息分类控制水道内存留水量；
65.s503、结合灌溉区内未来降水量调整水道内存留水量；
66.s504、汇总设定数值信息，根据所测算的蓄水量最高临界值和未来降水量设置不同模式方案，根据所处气候不同设置不同级别的最高临界值。
67.如图1和图4所示，一种基于感知控制系统的闸门流量测控方法，s9、在承受范围内完成灌溉区域的流量测控包括以下步骤：
68.s901、在每组闸门前后安装超声波检测装置：闸门数量根据灌溉区3d地形图进行调整；
69.s902、根据灌溉区域情况调整超声波检测装置的位置与数量；
70.s903、打开闸门，超声波检测装置对水流量进行检测；
71.s904、判断检测数值是否与设定数值相同；
72.s905、判断检测数值是否大于最高临界值，s904、判断检测数值是否与设定数值相同中，判断结果为检测数值与设定数值不同，则进入步骤s905、判断检测数值是否大于最高临界值，进行二次判断；
73.s906、开启警报装置和排水装置，s905、判断检测数值是否大于最高临界值中，判断结果为检测数值大于最高临界值，则进入步骤s906、开启警报装置和排水装置，在此过程
中最高临界值需减去未来预测的降水量值，以及水源排水量值；
74.s907、关闭闸门，s904、判断检测数值是否与设定数值相同中，判断结果为检测数值与设定数值相同，则进入步骤s907、关闭闸门，通过在闸门前后安装超声波装置能够快速对通过的水流量进行精确检测，并且将监测到的数据统一传输至后台控制设备中，使闸门、阀门、警报装置等进行实时响应，配合完成整体的测控工作，从而避免因水流量过大导致水道塌陷决堤，并且超声波检测装置可根据实际情况进行调整，随着超声波检测装置数量的增多，检测数据也更加精确。
75.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。