基于工业4G DTU农业智能灌溉系统方案

是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是一个水资源严重缺乏，水旱灾害频繁，水资源的分布很不平衡的国家。在这样水资源严重短缺的情形下，目前我国大部分地区还仍然停留在人工监测旱情，决定灌溉与否仅凭个人经验，这样就会造成更严重水资源浪费。近年来，随着现代农业的发展，农业经营模式正在向大型化、集约化方向发展。这样就为推广全面、统一、大型、智能化灌溉系统提供了必要条件。现在已经实现大面积种植的就是农田农业，因此我们设计和实现了一套针对农田的智能化检测和灌溉系统。采用农业智能浇灌系统，可以根据各种农作物对水量的要求，以及土壤的水情合理配置各个供水设备运行情况。另外，通过自动化控制，可以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，以及发展节水农业的目的。

系统拓扑图

使用产品

CM510-23F  DTU

 产品特性

工业级设计

1. 工业级 CPU：工业级 ARM9 高性能嵌入式处理，200MPS；带 16KB Dcache，高速缓存

数据，加快高速数据访问速度；带 16KB Icache，高速指令缓存，加强了指令处理速

度。

2. 工业级无线模块：采用工业级无线模块，抗干扰强，传输稳定。

3. 实时操作系统：采用 LINUX2.6.28 操作系统，带内存管理单元，实时性强，功能升

级快，系统稳定，带完善 TCP/IP 协议栈；或者嵌入式 UCOS 操作系统。

4. 强化电路板：PCB 采用遵循 3H 和 3W 原则，同时公司所有产品电路板都采用生益材质

来生产，确保板材的稳定可靠。

5. 工业级元器件：整机元器件采用严格筛选的工业级元器件来生产。

6. 工业级电源：宽压电源设计，电源适应范围为 DC5V~DC35V，内置电源反向保护和过

压过流保护。

稳定可靠

1. 三层系统保护：在原来两级（软件保护+CPU 内置看门狗 WDT 保护）系统保护的基础

上，增加一级系统虚拟值守 VWM（Virtual Man Watch）检测保护功能，确保系统稳

定可靠

2. UIM/SIM 卡 ESD 保护：1.8V/3V/5V 标准的推杆式用户卡接口，内置 15KV ESD 保护。

3. 串口 ESD 保护：RS232/RS485/TTL/RS422,内置 15KV ESD 保护。

4. 金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰；外壳和系统安全隔离，防雷设计；符

合电力安规要求；防护等级为 IP41；特别适合于环境恶劣的工业控制领域。

5. 所有无线模块都有通过 CGD 认证或者 FCC 认证或者 CE 认证。

6. 高速处理 CPU：采用高速 ARM9 的工业级 CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转

换；解决了业内“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。

7. 超大内存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits，有超大的内存来缓存客户发送数据，

同时接收超大数据包，数据不丢失。

8. DNS 自动获取：自动获取 DNS，不再需要人工配置输入 DNS；规避了因为选择的 DNS

服务器异常，导致 DTU 设备当机的严重现象。

9. 完善的协议栈：新系统加载了完善的 TCP/IP 协议栈，采用了完善的 TCP/IP 协议栈；

厦门才茂通信科技有限公司

Xiamen Caimore Communication Technology Co,.Ltd

地址:厦门市软件园二期望海路 37 号 2 楼 3 电话/TEL:+86-592-5902655

网址:http://www.caimore.com Email:caimore@caimore.com 传真/FAX:+86-592-5975885

使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。

10. EMC 性能优异：通过电力 3000V 电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用；

系统 EMC/EMI 优异，系统稳定可靠；通过 EMC 测试；通过高低温环境测试；通过 3C

认证；公司产品 2010 年荣获“中国工控行业客户满意最佳供应商” 。

功能强大

1. TCP 透明数据传输和 UDP 透明数据传输；支持多种工作模式

2. 支持虚拟数据专用网（APN/VPDN）

3. 支持双数据中心备份及多数据中心（8 个）接受数据，最大支持发送中心达 256 个

4. 智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线

5. 远程唤醒：支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接

6. 支持固定 IP 通信方式；支持 DDNS 动态域名通信方式

7. 丰富 I/O 控制和告警口：支持 6 路告警输入，支持 6 路输出控制（可选）

8. 支持短信远程配置，远程控制；支持短消息告警

9. 数据包传输状态报告

19.支持 RSA，RC4 加密算法

10. 标准的 AT 命令界面

11. 支持 telnet 功能

12. 可以用做普通拨号 MODEM

13. 支持串口软件升级

14. 同时支持 LINUX、UNIX 和 WINDOWS 操作系统

15. IO 口电源开关（可通过此引脚电平控制整个 DTU 的电源通断，接-10~0V 电压或者让

该脚悬空时 DTU 开机；接 3.3~30V 电压时 DTU 就关机。）

简单易用

1. 图形化配置工具：完善的图形化配置工具，提供快速配置功能，实现客户快速配置；

提供批量配置功能，实现批量设备的配置。

2. 中心软件：提供 C#，VC，VB，DEPHI 中心端软件，方便客户测试。

3. 丰富第三方软件支持：包括亚控软件，三维力控软件在内的业内主要中心端软件支

持（驱动中选择“厦门才茂（桑荣）”或者“桑荣”的驱动 ），可以直接方便购买第

三方软件来上项目，实现快速稳定低成本地完成项目。

4. 丰富接口：提供 RS232/RS485/TTL/RS422 接口，可选 6 路 IO 口。

5. 完善的网络支持：提供包括 2G 网络（GSM 网络），2.5G 网络（GPRS 网络），2.75G 网

络（EDGE 网络），3G 网络（WCDMA 网络、EVDO 网络、TD-SCDMA 网络），4G 网络（HSPA+

网络、LTE 网络），全网络的产品支持。

6. 提供多种动态库 DLL：公司提供 C# ，VC，VB，DEPHI 中心端软件的动态库支持，并

提供使用说明文档，方便客户自行快速开发中心端应用软件。

7. 检查软件：提供串口调试软件，网络速度检测软件，提供不同的调试等级输出，方

便客户查看各种信息，快速定位。

8．提供 DTU 管理平台，为点对点，点对多点的用户提供方便快捷、简单易用的服务

农业智能灌溉系统的网络结构分为三部分。

第一部分为中心控制站由电脑和以太网组成，在这里进行灌溉参数设置，及对灌溉情况进行统计，并可通过专用软件在计算机上存储，显示数据和图表。同时可以人工通过手机或电脑进行特殊操作。通过互联网获取天气信息，有预见性地实施灌溉。

第二部分为DTU（型号为CM510-23F） 无线传输终终端，支持RS232/RS485（符合ModBus协议）方式的用户数据接口，可接入电子式传感器、PLC等各种设备，搭建数据传输通道，把现场数据发送到中心计算机；

第三部分为传感器采集与电磁阀，所有的传感器感知的数据通过无线传输终端传送至第三部分。通过传感器采集来的多路数据，经过A/D 转换，信号处理，在微处理器中，根据不同植被需求，确定灌溉量，然后控制信号输出，结合中央管理计算机的指令，控制电磁阀的开关，即可以实现自动灌溉。

农业智能灌溉系统有如下优点：

1. 将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。

2. 通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。

3. 将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。