方案介绍
本方案面向农田积水排涝需求，构建“水位传感器+4G采集网关+智能控制水泵+云平台”的自动化排水系统。通过实时监测田块水位，实现水泵远程自动启停，减少人工操作，提高排涝效率，保障农作物生长安全与农田排水及时性。

监测目标
农田积水高度实时监测
异常积水预警
自动控制水泵启停
记录排水全过程数据
支持远程管理农田排涝系统

需求分析
农田雨后积水常造成作物根部缺氧及烂根，需要及时排水。传统排水依赖人工巡查与手动开启水泵，导致排水不及时、劳动强度大、管理成本高。本方案需要实现自动水位检测、远程实时传输、智能启停水泵、断电保护、安全运行及数据记录分析。

监测方法
使用浸入式水位传感器或超声波水位计监测积水深度，传感器数据通过4G采集网关上传到云平台，由平台根据设定阈值自动发出水泵启停指令，实现闭环自动化控制。

应用原理
通过水位传感器将水位高度转化为电信号，采集网关定时获取数据并上传服务器。云平台根据预设水位上限和下限阈值发出控制指令至水泵控制器。当水位超过上限时自动启动水泵，降至下限时自动停止，形成自动排水控制逻辑。

功能特点
水位实时监测
水泵自动启停
自定义水位阈值
远程查看与控制
运行日志与数据存储
异常积水预警推送
断电重启恢复功能
多点监测与多泵联动控制
支持太阳能或市电供电

硬件清单
浸入式水位传感器（或超声波水位传感器）
4G物联网采集网关
智能水泵控制器
农田排涝水泵（潜水泵或离心泵）
远程监控云平台
供电系统（市电或太阳能+电池）
防水机箱及防雷保护装置

硬件参数（量程、精度）
浸入式水位传感器：量程0至5米 精度±0.5%FS
超声波水位传感器：量程0至5米 精度±1厘米
4G采集网关：支持4G、NB或LTE通信 通信延迟小于2秒
水泵控制器：继电器输出220V或380V 控制负载3至7.5kW
水泵：流量20至80立方/小时 扬程5至15米
供电系统：太阳能功率≥100W 电池≥40Ah

方案实现
将水位传感器固定在农田水渠或积水点位置。4G网关采集水位数据周期为10至60秒。数据上传到云平台后，根据配置的水位控制策略自动执行水泵启停指令。水泵控制器接收指令后直接驱动水泵运行。平台支持人工干预模式，可远程手动控制水泵。

数据分析
平台对水位变化趋势、水泵启停次数、运行时长、排水效率等数据进行记录和可视化展示。通过数据统计分析水涝高发时段、排水能力匹配性，并可对故障水泵或异常水位进行分析诊断。

预警决策
当水位超过安全阈值时平台推送积水告警
水泵故障、离线、过载自动告警
长时间积水不下降自动提示巡查
可设置联动通知给多位管理人员

方案优点
实现无人值守自动排涝
提高排水效率，减少人力投入
远程监控，大幅提升管理便利性
支持多区域同时管理
系统稳定、响应快速、适应农田恶劣环境
可扩展气象监测、土壤水分等更多数据

应用领域
农田排涝
果园与菜地积水监测
养殖场水位调控
排灌站自动控制
农村低洼地区积水监控

效益分析
减少人工排水巡查次数，节约劳动力
避免积水造成的作物损失，提高产量
提升农田排水及时性，减少水涝风险
降低水泵运行成本，提高排水效率
支持数据化农业管理，提升决策能力

国标规范
农田灌溉与排水工程标准
水泵及水泵控制设备技术规范
物联网数据传输通信协议相关标准
农业农村智能终端设备安装规范

参考文献
农田排水工程技术手册
农业智能监测系统应用案例汇编
水泵自动控制系统技术指南

案例分享
某地玉米种植区采用本方案，在汛期实现24小时无人值守排涝管理。系统根据降雨和水位实时监控自动启停水泵，使农田积水在30分钟内排干，避免了以往积水导致的减产现象。管理人员通过手机实时查看排涝情况，相比人工巡查节约60%以上劳力成本。