中国是农业用水大国，全国近70%的用水量用于农业灌溉。目前，我国农业灌溉水利用率不高，水资源浪费惊人。发展节水灌溉，提高用水效率，是建设节水型社会的需要。在农业灌溉中，随着人们节水意识的增强，实施网络化自动节水系统，完成田间节水灌溉工程的配套建设，越来越受到人们的重视，其中一个关键因素就是灌溉系统的监控能够做到实时、准确、网络化[1]。

GPRS(通用分组无线业务)[2]是一种新的GSM数据业务。它在移动用户和数据网络之间提供连接，为移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。具有登录方便快捷、传输速度快、实时在线、按流量计费等特点。它可以用于频繁的数据传输和间歇的数据传输。作者将计算机控制技术、现代电子技术和网络通信技术相结合，将GPRS通信技术应用于农业灌溉监控系统，构建了一个高效的农业灌溉监控系统，构成了基于GPRS网络的农业灌溉自动监控系统。该农业灌溉自动监控系统以GPRS模块、流量传感器等传感器为底层核心硬件，以J2EE [3] (Java 2 Platform，Enterprise Edition)软件为上层平台，充分利用GPRS无线网络的优势，具有经济、可靠、应用方便的特点。

1 GPRS通信技术GPRS

它是从“分组交换”概念发展而来的一套无线传输模式。包交换的概念是指首先将数据封装成单个的包，然后再将包依次发出，有点类似于现实生活中的邮寄包。采用GPRS分组交换技术，即在传输前，将GPRS信息分成既相互分离又相互关联的“数据包”，在接收端重新组合。该技术允许多个用户一起共享一些固定信道资源。只要有移动信号就可以使用GPRS，所以GPRS网络特别适合野外和偏远地方的测量仪器的监控和数据采集。

此外，由于使用了分组交换技术，接入时间小于1 s，使GPRS能够提供更快、更及时的移动连接，大大提高了远程监控、数据采集等活动的效率，使互联网应用和操作更加便捷流畅。

使用GPRS的用户的计费方法通常基于他们使用的数据量。对于用户来说，这是一种合理的计费方式，体现了“用多付少，用少付少”的原则，使GPRS有效降低运营成本，增加经济效益。

本文搭建的监测系统的主要通信方式是利用GPRS分组无线业务[4-6]，通过无线网络连接到高速IP网络传输现场测量数据，实现了网络数据采集和远程传输，具有数据显示、监测和存储功能。

2系统的总体方案

系统的整体思路是：首先通过传感器采集农业灌溉现场的流量、液位等参数，然后通过数据通讯发送到微处理器进行处理，再通过现场GPRS模块发送到数据监控中心。监控人员在控制室综合分析实时测量数据，手动或自动启动现场执行系统，对农业灌溉网络进行监控。通过GPRS无线网络，监控中心实现与现场测量设备的不间断通信。任何登录互联网的授权用户都可以通过浏览器随时浏览、查询、记录和打印整个灌区的实时和历史数据，对数据进行抽样调查，并对田间情况进行监控。

充分利用网络在资源共享方面的优势，实现对分布在不同区域的各种监测点的实时监测。

系统的总体设计方案如图1所示。该系统由五部分组成：现场模块、通信模块、数据处理模块、Web模块和监控中心。

监控中心作为上位机的主要部分，由主设备和辅助设备组成。设备主要包括单机或小型局域网，辅助设备包括电源、互联网接口设备、打印机等。中心对现场数据的监控有两种方式：一种是实时监控；第二，定期或周期性监测。通过实时或定期监控现场数据，及时指导现场执行系统完成相应动作。

通信模块的主要任务是监控和接收来自所有现场模块的数据，并及时将数据发送到监控中心。同时，通信模块还根据监控中心的命令向现场模块发送指令要求。

Web模块的主要功能是连接数据处理模块和监控中心。

它向监控中心提供Web服务，接受监控中心的请求，从数据处理模块获取数据，然后将数据处理成所需的形式返回给监控中心，以便监控中心浏览所请求的数据。

Web模块可以直接请求通信模块，通信模块根据Web服务模块的请求向模块站点发送命令。

数据处理模块的主要任务是存储现场测得的数据，并相应地备份数据。

现场模块主要由各种传感器、微处理器和GPRS模块组成。其主要任务是根据监控中心的要求对现场数据进行检测，并将获得的数据传输给通信模块。

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