基于神经网络的灌区量水远程监控系统的研究与设计

左权

摘 要：随着经济水平的快速发展，淡水已经成为一种稀缺的资源，运用灌区量水技术可以实现对农业灌溉用水的合理调度，进而提高水资源的利用率。介绍了采用BP神经网络算法对灌区水文数据进行分析研究，选用经典的三层神经网络结构，建立水位与流量对应关系的软测量模型，由此进行水文流量预测。运用GPRS无线模块实现对现场数据的远程传输，主要完成对各个监测点的实时监控、数据上报以及监测中心下发指令执行等功能。

关键词：水资源；BP神经网络；GPRS

中图分类号：S274.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0050-01

1 引言

随着社会的发展和人民生活水平的提高，工农业生产和生活用水量大幅度增加，执行科学的用水计划显得尤为重要。灌区量水是农业节水灌溉中的一项核心技术，通过BP神经网络对渠道水位流量关系建立对应模型，设计基于GPRS的遥测终端对现场采集的水位流量数据远程传输到监控中心，可以通过Web浏览器登陆管理系统并访问数据。

2 神经网络流量预测模型

BP神经网络结构由感知单元组成的输入层、计算节点组成的隐含层和计算节点组成的输出层三部分组成。各层信号逐层其前向传递，每个神经元只能够对下一层神經元产生影响，其软测量模型结构如图1所示。

3 系统硬件设计

遥测终端（RTU）是集数据采集处理，数据存储及无线传输于一体的现场终端设备，选择SIMCOM提供的SIM800C系列模块。其模块的主要功能具有GSM基带、GSM视频、天线接口及其他接口，其模块功能框图如图2所示。

为了实现对灌区现场数据的远程采集，达到对灌区远程无线监控的目的，就需要实现远程测控系统与现场控制系统之间的通信以及两者之间数据的传输，数据的传输选用无线传输方式，GPRS的通信原理如图3所示。

4 服务器上位机设计

监测中心的软件是将各个监测点的数据信号进行收集、汇总以及分析，提供一个给用户解决方案的平台，监测中心应具备管理功能、查询功能、通信功能、分析功能和存储功能。上位机的界面层通过浏览器来实心，其具有实时显示、数据查询、图形报表等功能。

5 结语

本文研究设计的基于神经网络的灌区量水远程监控系统负荷灌区信息话建设的需求，实现了对灌区量水的远程监控预测，具有很好的适用性。

参考文献

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[3]吴东俊，郭易.GPRS通信在水情自动测报系统中的应用[J].水电站机电技术，2010，（03）：102-104.