IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開啟智慧節(jié)水新時代
產(chǎn)品分類：智慧水電
產(chǎn)品名稱：IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開啟智慧節(jié)水新時代
適用場景：IC卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，開啟智慧節(jié)水新時代
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一、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的興起
農(nóng)業(yè)作為國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，灌溉對于農(nóng)作物的生長至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉面臨著諸多問題。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，水資源浪費嚴重。
在這樣的背景下，IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)應(yīng)運而生。IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)以其先進性、信息化、全面性和操作方便性為設(shè)計原則，通過 IC 卡機井灌溉控制箱對農(nóng)田機井進行取水管理，以刷卡取水的方式取代傳統(tǒng)的專人管理，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水計量和水資源信息的自動化采集和測控。
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的出現(xiàn)，對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。首先，它成功解決了農(nóng)業(yè)機井灌溉管理中長期存在的電費、水費計量不準、拖欠灌溉費用和浪費水資源的難題。其次，該系統(tǒng)不僅使管理部門實現(xiàn)了先收費后灌溉的管理目標，也使農(nóng)戶達到了借助 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，減少電費糾紛。例如，在武漢鄉(xiāng)村，田間地頭安裝了 IC 卡表后，農(nóng)戶只需刷卡就可馬上通電運行潛水泵，使用起來不僅更加安全，還比過去省錢?，F(xiàn)在，通過 IC 卡表繳納的電費專門用于農(nóng)田灌溉設(shè)備運行，供電公司按小于 1kV 農(nóng)業(yè)排灌用電電價標準來收費，每度價格為 0.3917 元，而此前農(nóng)戶需從就近鄰居家接電來灌溉農(nóng)田，不僅要按居民用電的電價標準每度 0.558 元來收取，還容易與鄰居產(chǎn)生電費糾紛。直接算下來，現(xiàn)在用 IC 卡表來交電費灌溉農(nóng)田，費用差不多只有過去的三分之二。
總之，IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的興起為農(nóng)業(yè)灌溉帶來了新的解決方案，對于提高農(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)和多臺安裝在泵房的分機組成，包括控制器、管理機和射頻 IC 卡三部分。
中心控制系統(tǒng)通常是指發(fā)卡機或內(nèi)置讀卡器的計算機，也被稱為發(fā)卡計算機。它在整個系統(tǒng)中起著核心的管理作用，能夠?qū)Χ嗯_分機進行綜合管理，完成對數(shù)十臺甚至數(shù)百臺智能卡灌溉管理機的系統(tǒng)維護、卡片管理、分機管理、綜合統(tǒng)計、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)村計算機尚未普及的情況，還設(shè)置配套了專用發(fā)卡機。
分機主要是指智能卡機井灌溉管理機。它配合相應(yīng)的附屬設(shè)備，可以控制各種功率的機井。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。該機內(nèi)置非法卡保護電路，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（管理機）均符合 ISO7816 標準，可長久重復(fù)使用，設(shè)計使用壽命超過 10 萬次。
射頻 IC 卡則是用戶進行灌溉操作的關(guān)鍵工具。每個用戶擁有一塊 IC 卡，卡上寫有用戶的名字和密碼。用戶預(yù)交水費寫入卡中，在管理機上插卡開機提水，系統(tǒng)自動計時計費，從卡中扣除所需費用。若卡中水費用盡或 IC 卡被取出，則自動停機無法提水灌溉。
（二）工作原理
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)利用 IC 卡對用水戶進行建檔管理，配合計算機控制，實現(xiàn)了高效、精準的灌溉用水管理。
具體來說，用戶在使用灌溉系統(tǒng)前，須申報用水計劃，管水單位根據(jù)用水戶的申報，預(yù)收水費，并寫入 IC 卡。當(dāng)用戶需要灌溉時，將 IC 卡插入智能卡機井灌溉管理機，按下 “開” 鍵，自動啟動柜控制水泵開機上水。同時，管理機自動計時，并按設(shè)定的流量計算實際用水量。灌溉完畢，按下 “關(guān)” 鍵，管理機自動停止運行，從而中斷供水。
在這個過程中，系統(tǒng)會自動從卡中扣除費用。管理機在計算水量的基礎(chǔ)上，按定額計算出水費，并從預(yù)交水費中扣除本次使用的費用，并顯示卡中余額。當(dāng)水費接近用完時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，提醒用戶及時交費。用戶再交費后，將費用寫入卡中，方可繼續(xù)用水。水費的寫入、讀取可隨時在管水單位控制中心進行。
三、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的優(yōu)勢
（一）管理功能強大
1、計量功能：IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)具備計電、計水、計時收費功能，可精確采集電量精確到 0.1 度，采集水量精確到 1 噸，采集時間精確到 1 秒。通過脈沖電表外接或者選擇串口輸出的智能電表實現(xiàn)電量計量，通過外接遠傳水表或流量計進行水量計量，為灌溉收費提供準確依據(jù)，提高了計量精度。
2、收費功能：采用非接觸式 IC 卡收費，操作簡單，刷卡開泵取水。系統(tǒng)實現(xiàn)了管理部門先收費、后灌溉的管理目標，用戶預(yù)交水費寫入卡中，從卡中扣除所需費用，避免了拖欠灌溉費用的問題。同時，不同收費方式滿足了多樣化需求，如計電型按照電量收費，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；計水型按照水量收費，可直接計量水量需外接遠傳水表；計時型按照時間收費；電水轉(zhuǎn)換型把電量轉(zhuǎn)換成水量按照水量收費；水電計量型水量和電量同時計量，按照電量（或水量）收費，需外接電能表和遠傳水表，帶有通訊接口，可實現(xiàn)計算機遠程監(jiān)控。
3、打印功能：IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以對發(fā)卡數(shù)量、收入金額等進行統(tǒng)計并打印成報表，為管理部門提供清晰的財務(wù)數(shù)據(jù)。
4、統(tǒng)計功能：系統(tǒng)可以對用水進行詳細統(tǒng)計，不但可以加強用水管理，還能為科學(xué)用水提供依據(jù)。例如統(tǒng)計用水量和用水時間，能為有關(guān)部門制定科學(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 卡可進行遠距離聯(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)備通過了國家水利部水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約檢測，可擴展 GPRS 無線通信功能，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理。另一方面，系統(tǒng)也能進行小范圍單獨服務(wù)，一臺控制終端可供多張 IC 卡使用，不同村、組的 IC 卡不能互相使用，滿足了小范圍灌溉區(qū)域的個性化需求。
（三）適應(yīng)性強，使用壽命長
IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)能適應(yīng)各種功率機井和農(nóng)村電網(wǎng)實際情況。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井，而且根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)的實際情況做到寬電壓設(shè)計，在 220 - 380V 交流電仍可穩(wěn)定工作。同時，系統(tǒng)采用可靠性高的元器件，適應(yīng)北方惡劣氣候，分機適應(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（管理機）均符合 ISO7816 標準，可長久重復(fù)使用，設(shè)計使用壽命超過 10 萬次。
（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不交叉、不發(fā)生沖突。自動啟動柜能確保水泵安全運行，對水泵運行過程中的缺相、欠壓、過流、過壓以及其它不正常運行進行隨時檢測。同時，系統(tǒng)具有防雷保護功能，可以確?？刂破髟诶子昙竟?jié)安全運行，還具有防破壞功能，可增加電動機綜合保護功能，為灌溉系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了多重保障。
四、IC 卡農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用案例
（一）楊集鎮(zhèn)高標準農(nóng)田項目區(qū)
在楊集鎮(zhèn)，實施了高標準農(nóng)田改造建設(shè)項目。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，爭取國家惠農(nóng)政策扶持，投入大量資金進行建設(shè)。項目涵蓋了新打機井、新建橋涵、生產(chǎn)橋、埋設(shè)管道、安裝射頻控制器等多個方面。如今，項目區(qū)每戶都有一張智能卡，拿著卡到地頭射頻控制器上一刷，澆地的水就像自來水一樣隨用隨取。一個婦女或者一位老年人，一張卡，一把鐵锨，不到 2 個小時就可以澆灌 1 畝地，省水、省電、省時、省錢、省力，切實解決了農(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）奇臺縣農(nóng)民刷卡灌溉
在奇臺縣，農(nóng)民刷卡遙控灌溉農(nóng)田。灌溉機井全部安裝了 IC 卡智能水表，農(nóng)民澆地時，只要刷一下卡，機井就會自動開啟，水表同時開始計費，澆一次地花了多少錢，水表會從 IC 卡上自動扣除，余額也會顯示在屏幕上，既方便又準確。在方便農(nóng)民澆地的同時，也大大節(jié)約了灌溉用水。目前，奇臺縣西地、五馬場等 8 個鄉(xiāng)鎮(zhèn) 85 個行政村已實現(xiàn)了井井通電、戶戶持卡，2929 眼農(nóng)田機井實現(xiàn)有效灌溉面積 64 萬畝，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、水電雙計量、實時顯示、GPRS/CDMA/4G 遠程通信、階梯水價、智能報警、無線維護等功能。智能井電雙控系統(tǒng)集 IC 卡刷卡控泵取水 / 控閥取水、用水 / 用電計量、費用結(jié)算、遠程監(jiān)管等功能于一體，支持按階梯水價管理，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。
