一、方案背景
稻田需长期保持适宜水层高度，水位过低会影响幼苗生长，过高则易造成烂秧烂根。传统灌溉管理方式依靠人工巡视测量，劳动强度大、反应不及时。为解决这一问题，构建基于4G传输的稻田水位远程监测系统，实现对水层深度实时感知、智能告警和远程监管，有助于提升水稻生产的自动化和科学灌溉水平。
二、建设目标
- 实时监测稻田水层高度；
- 实现水位超限自动告警；
- 通过4G远程上报数据至云平台；
- 支持手机小程序和网页端同步查看；
- 为农业管理、水资源调度提供可靠数据支撑。
三、系统组成
- 水位监测终端
- 采用压力式、超声波或雷达式液位传感器；
- 支持连续测量稻田水层高度，典型量程0–1.5米；
- 具备自动温度补偿、防淤泥堵塞设计；
- 支持水位超高或超低报警功能。
- 4G无线采集终端
- 工业级采集主机，具备防水防晒设计；
- 内嵌SIM卡模块，支持4G主动上传；
- 支持本地存储与断点续传，保障数据完整；
- 通信协议支持Modbus-RTU与国标HJ212。
- 供电系统
- 采用太阳能板+锂电池组合供电；
- 全天候连续工作，适应野外无市电区域；
- 防水箱体内置电源管理与过压保护电路。
- 数据管理平台
- 云端部署，支持Web网页端与手机小程序访问；
- 实时显示各监测点水位曲线与历史趋势；
- 支持数据导出、阈值报警、分级管理；
- 可联动灌溉控制系统实现自动放水或进水建议。
四、工作原理
传感器通过压力变化或声波反射测得水面高度，信号经采集器采样并加以解析处理后，通过4G网络主动上传至监控平台。平台持续分析水位变化趋势，触发超限阈值时可自动向管理员发送预警信息，实现从感知、传输到管理的智能联动。
五、安装部署方式
- 传感器固定于田间水渠、田埂边或测井内；
- 采集终端立杆式安装于高出水位位置，避免水淹；
- 太阳能板朝南倾斜30°安装于采集器顶端；
- 系统支持一体化或分体式安装方式；
- 安装完成后通过平台测试数据联通性与稳定性。
六、功能特点
- 实时监测稻田水层变化，误差控制在±1cm；
- 超低功耗设计，支持连续运行6–12个月；
- 高可靠4G通信模块，适应弱信号区域；
- 数据自动上报、异常自动告警；
- 云端平台支持多用户远程监管与数据分析；
- 可与农业灌溉控制系统集成，实现智慧农田联动。
七、应用场景
- 大型水稻种植基地水位远程监管；
- 农业农村数字化示范项目；
- 灌区信息化系统建设；
- 高标准农田管护平台；
- 智慧农业/数字乡村试点工程。
八、效果与价值分析
- 实现从“看天管田”向“数据管田”的转变；
- 提高灌溉效率，降低用水成本；
- 降低人工巡视频次，节省人力开支；
- 减少干旱和渍涝风险，稳定水稻产量；
- 为农业主管部门提供水资源调度数据依据；
- 助力农业绿色、高效、智能化发展。
九、相关标准与政策依据
- GB/T 32150-2015《农业信息系统通用技术规范》
- GB/T 22917-2019《农田灌溉用水量监测技术规范》
- GB/T 36247-2018《农业物联网数据传输协议》
- 《“十四五”全国农业绿色发展规划》
- 《数字乡村发展战略纲要》相关政策要求
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