IC卡农业灌溉系统，开启智慧节水新时代
产品分类：智慧水电
产品名称：IC卡农业灌溉系统，开启智慧节水新时代
适用场景：IC卡农业灌溉系统，开启智慧节水新时代
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一、IC 卡农业灌溉系统的兴起
农业作为国家的基础产业，灌溉对于农作物的生长至关重要。然而，传统的农业灌溉面临着诸多问题。一方面，水资源分布不均，许多地区面临水资源短缺的困境，这使得农田灌溉得不到充足的水源保障。另一方面，现有的灌溉系统大多建设时间较早，设备老化、技术落后，导致灌溉效率低下，水资源浪费严重。
在这样的背景下，IC 卡农业灌溉系统应运而生。IC 卡农业灌溉系统以其先进性、信息化、全面性和操作方便性为设计原则，通过 IC 卡机井灌溉控制箱对农田机井进行取水管理，以刷卡取水的方式取代传统的专人管理，实现了农业用水计量和水资源信息的自动化采集和测控。
IC 卡农业灌溉系统的出现，对农业发展具有重要意义。首先，它成功解决了农业机井灌溉管理中长期存在的电费、水费计量不准、拖欠灌溉费用和浪费水资源的难题。其次，该系统不仅使管理部门实现了先收费后灌溉的管理目标，也使农户达到了借助 IC 卡自主浇地的目的，提高了灌溉的便利性和效率。此外，IC 卡农业灌溉系统还可以规范用电环境，确保田间地头用电安全，减少电费纠纷。例如，在武汉乡村，田间地头安装了 IC 卡表后，农户只需刷卡就可马上通电运行潜水泵，使用起来不仅更加安全，还比过去省钱。现在，通过 IC 卡表缴纳的电费专门用于农田灌溉设备运行，供电公司按小于 1kV 农业排灌用电电价标准来收费，每度价格为 0.3917 元，而此前农户需从就近邻居家接电来灌溉农田，不仅要按居民用电的电价标准每度 0.558 元来收取，还容易与邻居产生电费纠纷。直接算下来，现在用 IC 卡表来交电费灌溉农田，费用差不多只有过去的三分之二。
总之，IC 卡农业灌溉系统的兴起为农业灌溉带来了新的解决方案，对于提高农业生产效率、节约水资源、保障用电安全等方面都具有积极的推动作用。
二、IC 卡农业灌溉系统的组成及原理
（一）系统组成
IC 卡农业灌溉系统硬件主要由中心控制系统和多台安装在泵房的分机组成，包括控制器、管理机和射频 IC 卡三部分。
中心控制系统通常是指发卡机或内置读卡器的计算机，也被称为发卡计算机。它在整个系统中起着核心的管理作用，能够对多台分机进行综合管理，完成对数十台甚至数百台智能卡灌溉管理机的系统维护、卡片管理、分机管理、综合统计、安全加密和辅助系统等子系统的操作。为了适应农村计算机尚未普及的情况，还设置配套了专用发卡机。
分机主要是指智能卡机井灌溉管理机。它配合相应的附属设备，可以控制各种功率的机井。系统均采用可靠性高的元器件，适应北方恶劣气候，分机适应温度为 253 - 313K，湿度为 20% - 95% 的极端环境，具有防潮、防水、防尘的功能。该机内置非法卡保护电路，可以防止各种不同的卡片（如铁片、塑料片等）插入造成危害。智能卡及各分机（管理机）均符合 ISO7816 标准，可长久重复使用，设计使用寿命超过 10 万次。
射频 IC 卡则是用户进行灌溉操作的关键工具。每个用户拥有一块 IC 卡，卡上写有用户的名字和密码。用户预交水费写入卡中，在管理机上插卡开机提水，系统自动计时计费，从卡中扣除所需费用。若卡中水费用尽或 IC 卡被取出，则自动停机无法提水灌溉。
（二）工作原理
IC 卡农业灌溉系统利用 IC 卡对用水户进行建档管理，配合计算机控制，实现了高效、精准的灌溉用水管理。
具体来说，用户在使用灌溉系统前，须申报用水计划，管水单位根据用水户的申报，预收水费，并写入 IC 卡。当用户需要灌溉时，将 IC 卡插入智能卡机井灌溉管理机，按下 “开” 键，自动启动柜控制水泵开机上水。同时，管理机自动计时，并按设定的流量计算实际用水量。灌溉完毕，按下 “关” 键，管理机自动停止运行，从而中断供水。
在这个过程中，系统会自动从卡中扣除费用。管理机在计算水量的基础上，按定额计算出水费，并从预交水费中扣除本次使用的费用，并显示卡中余额。当水费接近用完时，系统会发出警报，提醒用户及时交费。用户再交费后，将费用写入卡中，方可继续用水。水费的写入、读取可随时在管水单位控制中心进行。
三、IC 卡农业灌溉系统的优势
（一）管理功能强大
1、计量功能：IC 卡农业灌溉系统具备计电、计水、计时收费功能，可精确采集电量精确到 0.1 度，采集水量精确到 1 吨，采集时间精确到 1 秒。通过脉冲电表外接或者选择串口输出的智能电表实现电量计量，通过外接远传水表或流量计进行水量计量，为灌溉收费提供准确依据，提高了计量精度。
2、收费功能：采用非接触式 IC 卡收费，操作简单，刷卡开泵取水。系统实现了管理部门先收费、后灌溉的管理目标，用户预交水费写入卡中，从卡中扣除所需费用，避免了拖欠灌溉费用的问题。同时，不同收费方式满足了多样化需求，如计电型按照电量收费，分为按照电量显示、按照电量充值和按照金额显示、按照金额充值两种型号；计水型按照水量收费，可直接计量水量需外接远传水表；计时型按照时间收费；电水转换型把电量转换成水量按照水量收费；水电计量型水量和电量同时计量，按照电量（或水量）收费，需外接电能表和远传水表，带有通讯接口，可实现计算机远程监控。
3、打印功能：IC 卡农业灌溉系统可以对发卡数量、收入金额等进行统计并打印成报表，为管理部门提供清晰的财务数据。
4、统计功能：系统可以对用水进行详细统计，不但可以加强用水管理，还能为科学用水提供依据。例如统计用水量和用水时间，能为有关部门制定科学用水规划提供依据。
（二）控制灵活
IC 卡农业灌溉系统的控制非常灵活。一方面，IC 卡可进行远距离联网控制，适应较大范围的区域划分情况。例如，终端设备通过了国家水利部水资源监测数据传输规约检测，可扩展 GPRS 无线通信功能，实现远程监控和管理。另一方面，系统也能进行小范围单独服务，一台控制终端可供多张 IC 卡使用，不同村、组的 IC 卡不能互相使用，满足了小范围灌溉区域的个性化需求。
（三）适应性强，使用寿命长
IC 卡农业灌溉系统能适应各种功率机井和农村电网实际情况。系统中的农业灌溉智能控制器配合相应的附属设备，可以控制各种功率的机井，而且根据农村电网的实际情况做到宽电压设计，在 220 - 380V 交流电仍可稳定工作。同时，系统采用可靠性高的元器件，适应北方恶劣气候，分机适应温度为 253 - 313K，湿度为 20% - 95% 的极端环境，具有防潮、防水、防尘等功能。此外，系统中的智能卡及各分机（管理机）均符合 ISO7816 标准，可长久重复使用，设计使用寿命超过 10 万次。
（四）系统安全性高
IC 卡农业灌溉系统的智能卡采用先进加密技术，保证了使用安全性，并且可以在系统内部划分子系统，以保证村与村之间用户不交叉、不发生冲突。自动启动柜能确保水泵安全运行，对水泵运行过程中的缺相、欠压、过流、过压以及其它不正常运行进行随时检测。同时，系统具有防雷保护功能，可以确保控制器在雷雨季节安全运行，还具有防破坏功能，可增加电动机综合保护功能，为灌溉系统的安全稳定运行提供了多重保障。
四、IC 卡农业灌溉系统的应用案例
（一）杨集镇高标准农田项目区
在杨集镇，实施了高标准农田改造建设项目。镇党委、政府将完善农业基础设施、改善农业生产条件作为重要民生工程，争取国家惠农政策扶持，投入大量资金进行建设。项目涵盖了新打机井、新建桥涵、生产桥、埋设管道、安装射频控制器等多个方面。如今，项目区每户都有一张智能卡，拿着卡到地头射频控制器上一刷，浇地的水就像自来水一样随用随取。一个妇女或者一位老年人，一张卡，一把铁锨，不到 2 个小时就可以浇灌 1 亩地，省水、省电、省时、省钱、省力，切实解决了农村青壮年外出务工、留守妇女老人在家浇灌农田的难题。
（二）奇台县农民刷卡灌溉
在奇台县，农民刷卡遥控灌溉农田。灌溉机井全部安装了 IC 卡智能水表，农民浇地时，只要刷一下卡，机井就会自动开启，水表同时开始计费，浇一次地花了多少钱，水表会从 IC 卡上自动扣除，余额也会显示在屏幕上，既方便又准确。在方便农民浇地的同时，也大大节约了灌溉用水。目前，奇台县西地、五马场等 8 个乡镇 85 个行政村已实现了井井通电、户户持卡，2929 眼农田机井实现有效灌溉面积 64 万亩，占全县耕地总面积的 30% 以上。
兴邦电子的井电双控控制器在全国各地有着广泛的应用案例。该控制器具备 IC 卡取水、水电双计量、实时显示、GPRS/CDMA/4G 远程通信、阶梯水价、智能报警、无线维护等功能。智能井电双控系统集 IC 卡刷卡控泵取水 / 控阀取水、用水 / 用电计量、费用结算、远程监管等功能于一体，支持按阶梯水价管理，在掌握区域用水总量、分析水资源利用状况、调节水权分配、辅助制定节水措施和提高农业灌溉水有效利用系数等方面发挥了重要作用。
