IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開(kāi)啟智慧節(jié)水新時(shí)代
產(chǎn)品分類(lèi)：智慧水電
產(chǎn)品名稱(chēng)：IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開(kāi)啟智慧節(jié)水新時(shí)代
適用場(chǎng)景：IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開(kāi)啟智慧節(jié)水新時(shí)代
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一、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的興起
農(nóng)業(yè)作為國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，灌溉對(duì)于農(nóng)作物的生長(zhǎng)至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉面臨著諸多問(wèn)題。一方面，水資源分布不均，許多地區(qū)面臨水資源短缺的困境，這使得農(nóng)田灌溉得不到充足的水源保障。另一方面，現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)大多建設(shè)時(shí)間較早，設(shè)備老化、技術(shù)落后，導(dǎo)致灌溉效率低下，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
在這樣的背景下，IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)以其先進(jìn)性、信息化、全面性和操作方便性為設(shè)計(jì)原則，通過(guò) IC 卡機(jī)井灌溉控制箱對(duì)農(nóng)田機(jī)井進(jìn)行取水管理，以刷卡取水的方式取代傳統(tǒng)的專(zhuān)人管理，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水計(jì)量和水資源信息的自動(dòng)化采集和測(cè)控。
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的出現(xiàn)，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。首先，它成功解決了農(nóng)業(yè)機(jī)井灌溉管理中長(zhǎng)期存在的電費(fèi)、水費(fèi)計(jì)量不準(zhǔn)、拖欠灌溉費(fèi)用和浪費(fèi)水資源的難題。其次，該系統(tǒng)不僅使管理部門(mén)實(shí)現(xiàn)了先收費(fèi)后灌溉的管理目標(biāo)，也使農(nóng)戶(hù)達(dá)到了借助 IC 卡自主澆地的目的，提高了灌溉的便利性和效率。此外，IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)還可以規(guī)范用電環(huán)境，確保田間地頭用電安全，減少電費(fèi)糾紛。例如，在武漢鄉(xiāng)村，田間地頭安裝了 IC 卡表后，農(nóng)戶(hù)只需刷卡就可馬上通電運(yùn)行潛水泵，使用起來(lái)不僅更加安全，還比過(guò)去省錢(qián)?，F(xiàn)在，通過(guò) IC 卡表繳納的電費(fèi)專(zhuān)門(mén)用于農(nóng)田灌溉設(shè)備運(yùn)行，供電公司按小于 1kV 農(nóng)業(yè)排灌用電電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)收費(fèi)，每度價(jià)格為 0.3917 元，而此前農(nóng)戶(hù)需從就近鄰居家接電來(lái)灌溉農(nóng)田，不僅要按居民用電的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)每度 0.558 元來(lái)收取，還容易與鄰居產(chǎn)生電費(fèi)糾紛。直接算下來(lái)，現(xiàn)在用 IC 卡表來(lái)交電費(fèi)灌溉農(nóng)田，費(fèi)用差不多只有過(guò)去的三分之二。
總之，IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的興起為農(nóng)業(yè)灌溉帶來(lái)了新的解決方案，對(duì)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、節(jié)約水資源、保障用電安全等方面都具有積極的推動(dòng)作用。
二、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的組成及原理
（一）系統(tǒng)組成
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)硬件主要由中心控制系統(tǒng)和多臺(tái)安裝在泵房的分機(jī)組成，包括控制器、管理機(jī)和射頻 IC 卡三部分。
中心控制系統(tǒng)通常是指發(fā)卡機(jī)或內(nèi)置讀卡器的計(jì)算機(jī)，也被稱(chēng)為發(fā)卡計(jì)算機(jī)。它在整個(gè)系統(tǒng)中起著核心的管理作用，能夠?qū)Χ嗯_(tái)分機(jī)進(jìn)行綜合管理，完成對(duì)數(shù)十臺(tái)甚至數(shù)百臺(tái)智能卡灌溉管理機(jī)的系統(tǒng)維護(hù)、卡片管理、分機(jī)管理、綜合統(tǒng)計(jì)、安全加密和輔助系統(tǒng)等子系統(tǒng)的操作。為了適應(yīng)農(nóng)村計(jì)算機(jī)尚未普及的情況，還設(shè)置配套了專(zhuān)用發(fā)卡機(jī)。
分機(jī)主要是指智能卡機(jī)井灌溉管理機(jī)。它配合相應(yīng)的附屬設(shè)備，可以控制各種功率的機(jī)井。系統(tǒng)均采用可靠性高的元器件，適應(yīng)北方惡劣氣候，分機(jī)適應(yīng)溫度為 253 - 313K，濕度為 20% - 95% 的極端環(huán)境，具有防潮、防水、防塵的功能。該機(jī)內(nèi)置非法卡保護(hù)電路，可以防止各種不同的卡片（如鐵片、塑料片等）插入造成危害。智能卡及各分機(jī)（管理機(jī)）均符合 ISO7816 標(biāo)準(zhǔn)，可長(zhǎng)久重復(fù)使用，設(shè)計(jì)使用壽命超過(guò) 10 萬(wàn)次。
射頻 IC 卡則是用戶(hù)進(jìn)行灌溉操作的關(guān)鍵工具。每個(gè)用戶(hù)擁有一塊 IC 卡，卡上寫(xiě)有用戶(hù)的名字和密碼。用戶(hù)預(yù)交水費(fèi)寫(xiě)入卡中，在管理機(jī)上插卡開(kāi)機(jī)提水，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，從卡中扣除所需費(fèi)用。若卡中水費(fèi)用盡或 IC 卡被取出，則自動(dòng)停機(jī)無(wú)法提水灌溉。
（二）工作原理
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)利用 IC 卡對(duì)用水戶(hù)進(jìn)行建檔管理，配合計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了高效、精準(zhǔn)的灌溉用水管理。
具體來(lái)說(shuō)，用戶(hù)在使用灌溉系統(tǒng)前，須申報(bào)用水計(jì)劃，管水單位根據(jù)用水戶(hù)的申報(bào)，預(yù)收水費(fèi)，并寫(xiě)入 IC 卡。當(dāng)用戶(hù)需要灌溉時(shí)，將 IC 卡插入智能卡機(jī)井灌溉管理機(jī)，按下 “開(kāi)” 鍵，自動(dòng)啟動(dòng)柜控制水泵開(kāi)機(jī)上水。同時(shí)，管理機(jī)自動(dòng)計(jì)時(shí)，并按設(shè)定的流量計(jì)算實(shí)際用水量。灌溉完畢，按下 “關(guān)” 鍵，管理機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，從而中斷供水。
在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從卡中扣除費(fèi)用。管理機(jī)在計(jì)算水量的基礎(chǔ)上，按定額計(jì)算出水費(fèi)，并從預(yù)交水費(fèi)中扣除本次使用的費(fèi)用，并顯示卡中余額。當(dāng)水費(fèi)接近用完時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒用戶(hù)及時(shí)交費(fèi)。用戶(hù)再交費(fèi)后，將費(fèi)用寫(xiě)入卡中，方可繼續(xù)用水。水費(fèi)的寫(xiě)入、讀取可隨時(shí)在管水單位控制中心進(jìn)行。
三、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
（一）管理功能強(qiáng)大
1、計(jì)量功能：IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)具備計(jì)電、計(jì)水、計(jì)時(shí)收費(fèi)功能，可精確采集電量精確到 0.1 度，采集水量精確到 1 噸，采集時(shí)間精確到 1 秒。通過(guò)脈沖電表外接或者選擇串口輸出的智能電表實(shí)現(xiàn)電量計(jì)量，通過(guò)外接遠(yuǎn)傳水表或流量計(jì)進(jìn)行水量計(jì)量，為灌溉收費(fèi)提供準(zhǔn)確依據(jù)，提高了計(jì)量精度。
2、收費(fèi)功能：采用非接觸式 IC 卡收費(fèi)，操作簡(jiǎn)單，刷卡開(kāi)泵取水。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了管理部門(mén)先收費(fèi)、后灌溉的管理目標(biāo)，用戶(hù)預(yù)交水費(fèi)寫(xiě)入卡中，從卡中扣除所需費(fèi)用，避免了拖欠灌溉費(fèi)用的問(wèn)題。同時(shí)，不同收費(fèi)方式滿(mǎn)足了多樣化需求，如計(jì)電型按照電量收費(fèi)，分為按照電量顯示、按照電量充值和按照金額顯示、按照金額充值兩種型號(hào)；計(jì)水型按照水量收費(fèi)，可直接計(jì)量水量需外接遠(yuǎn)傳水表；計(jì)時(shí)型按照時(shí)間收費(fèi)；電水轉(zhuǎn)換型把電量轉(zhuǎn)換成水量按照水量收費(fèi)；水電計(jì)量型水量和電量同時(shí)計(jì)量，按照電量（或水量）收費(fèi)，需外接電能表和遠(yuǎn)傳水表，帶有通訊接口，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
3、打印功能：IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以對(duì)發(fā)卡數(shù)量、收入金額等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并打印成報(bào)表，為管理部門(mén)提供清晰的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。
4、統(tǒng)計(jì)功能：系統(tǒng)可以對(duì)用水進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，不但可以加強(qiáng)用水管理，還能為科學(xué)用水提供依據(jù)。例如統(tǒng)計(jì)用水量和用水時(shí)間，能為有關(guān)部門(mén)制定科學(xué)用水規(guī)劃提供依據(jù)。
（二）控制靈活
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的控制非常靈活。一方面，IC 卡可進(jìn)行遠(yuǎn)距離聯(lián)網(wǎng)控制，適應(yīng)較大范圍的區(qū)域劃分情況。例如，終端設(shè)備通過(guò)了國(guó)家水利部水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約檢測(cè)，可擴(kuò)展 GPRS 無(wú)線通信功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。另一方面，系統(tǒng)也能進(jìn)行小范圍單獨(dú)服務(wù)，一臺(tái)控制終端可供多張 IC 卡使用，不同村、組的 IC 卡不能互相使用，滿(mǎn)足了小范圍灌溉區(qū)域的個(gè)性化需求。
（三）適應(yīng)性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)能適應(yīng)各種功率機(jī)井和農(nóng)村電網(wǎng)實(shí)際情況。系統(tǒng)中的農(nóng)業(yè)灌溉智能控制器配合相應(yīng)的附屬設(shè)備，可以控制各種功率的機(jī)井，而且根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)的實(shí)際情況做到寬電壓設(shè)計(jì)，在 220 - 380V 交流電仍可穩(wěn)定工作。同時(shí)，系統(tǒng)采用可靠性高的元器件，適應(yīng)北方惡劣氣候，分機(jī)適應(yīng)溫度為 253 - 313K，濕度為 20% - 95% 的極端環(huán)境，具有防潮、防水、防塵等功能。此外，系統(tǒng)中的智能卡及各分機(jī)（管理機(jī)）均符合 ISO7816 標(biāo)準(zhǔn)，可長(zhǎng)久重復(fù)使用，設(shè)計(jì)使用壽命超過(guò) 10 萬(wàn)次。
（四）系統(tǒng)安全性高
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的智能卡采用先進(jìn)加密技術(shù)，保證了使用安全性，并且可以在系統(tǒng)內(nèi)部劃分子系統(tǒng)，以保證村與村之間用戶(hù)不交叉、不發(fā)生沖突。自動(dòng)啟動(dòng)柜能確保水泵安全運(yùn)行，對(duì)水泵運(yùn)行過(guò)程中的缺相、欠壓、過(guò)流、過(guò)壓以及其它不正常運(yùn)行進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，系統(tǒng)具有防雷保護(hù)功能，可以確保控制器在雷雨季節(jié)安全運(yùn)行，還具有防破壞功能，可增加電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)功能，為灌溉系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了多重保障。
四、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用案例
（一）楊集鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目區(qū)
在楊集鎮(zhèn)，實(shí)施了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田改造建設(shè)項(xiàng)目。鎮(zhèn)黨委、政府將完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件作為重要民生工程，爭(zhēng)取國(guó)家惠農(nóng)政策扶持，投入大量資金進(jìn)行建設(shè)。項(xiàng)目涵蓋了新打機(jī)井、新建橋涵、生產(chǎn)橋、埋設(shè)管道、安裝射頻控制器等多個(gè)方面。如今，項(xiàng)目區(qū)每戶(hù)都有一張智能卡，拿著卡到地頭射頻控制器上一刷，澆地的水就像自來(lái)水一樣隨用隨取。一個(gè)婦女或者一位老年人，一張卡，一把鐵锨，不到 2 個(gè)小時(shí)就可以澆灌 1 畝地，省水、省電、省時(shí)、省錢(qián)、省力，切實(shí)解決了農(nóng)村青壯年外出務(wù)工、留守婦女老人在家澆灌農(nóng)田的難題。
（二）奇臺(tái)縣農(nóng)民刷卡灌溉
在奇臺(tái)縣，農(nóng)民刷卡遙控灌溉農(nóng)田。灌溉機(jī)井全部安裝了 IC 卡智能水表，農(nóng)民澆地時(shí)，只要刷一下卡，機(jī)井就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，水表同時(shí)開(kāi)始計(jì)費(fèi)，澆一次地花了多少錢(qián)，水表會(huì)從 IC 卡上自動(dòng)扣除，余額也會(huì)顯示在屏幕上，既方便又準(zhǔn)確。在方便農(nóng)民澆地的同時(shí)，也大大節(jié)約了灌溉用水。目前，奇臺(tái)縣西地、五馬場(chǎng)等 8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn) 85 個(gè)行政村已實(shí)現(xiàn)了井井通電、戶(hù)戶(hù)持卡，2929 眼農(nóng)田機(jī)井實(shí)現(xiàn)有效灌溉面積 64 萬(wàn)畝，占全縣耕地總面積的 30% 以上。
興邦電子的井電雙控控制器在全國(guó)各地有著廣泛的應(yīng)用案例。該控制器具備 IC 卡取水、水電雙計(jì)量、實(shí)時(shí)顯示、GPRS/CDMA/4G 遠(yuǎn)程通信、階梯水價(jià)、智能報(bào)警、無(wú)線維護(hù)等功能。智能井電雙控系統(tǒng)集 IC 卡刷卡控泵取水 / 控閥取水、用水 / 用電計(jì)量、費(fèi)用結(jié)算、遠(yuǎn)程監(jiān)管等功能于一體，支持按階梯水價(jià)管理，在掌握區(qū)域用水總量、分析水資源利用狀況、調(diào)節(jié)水權(quán)分配、輔助制定節(jié)水措施和提高農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)等方面發(fā)揮了重要作用。
