21世纪以来,我国的农业灌溉向着自动化、信息化方向发展,灌区灌溉用水效率的要求也进一步提高。在这一指导思想下,灌区闸门设备的建设也在积极的开展中,旨在把人工控制的灌区系统向自动化控制方向发展,实现灌区设施的及时监测、调控,达到水资源优化配置的目的。灌区渠道的自动控制是整个灌区实现自动化、信息化的基础,而灌区渠道闸门是渠道控制的最基本单元。本文在研究了国外智能一体化闸门运行机制和控制方法后,根据我国农渠、斗渠现状,提出了一体化闸门的设计思路。本文主要研究目标及内容为一体化闸门硬件结构设计及软件工程开发,同时,利用全自动一体化闸门实现了渠道水系水位与流量调节控制。硬件电路主要采用功耗低,性价比高的意法半导体公司设计的一款32位的ARM芯片——STM32F103ZET6。相对于一般的单片机来说该芯片不仅能够满足系统当前开发的需求,还能够满足后期系统功能的扩展。本课题同时还设计搭建了包括电源模块、电机驱动模块、采集模块、通讯等功能模块等。软件系统设计充分利用STM32F103ZET6内部的资源以及外围电路来实现各种功能,主要包括主程序、A/D转换子程序、电机驱动子程序、各类通讯子程序以及人机界面交互等子程序。设计开发的一体化闸门控制分为本地控制和远程控制两种模式并且任意一种模式都支持任意水位控制,闸位时间控制以及流量控制。操作人员既可通过控制箱上的人机交互界面进行现地控制,也可以通过短信或上位机软件进行远程控制,但控制箱上的优先级设为最高。同时,研究开发的一体化闸门还可以实现渠系水位与流量PI调节进行控制。在水位水量控制过程中,以闸门后端目标水位与渠道水量作为输入量,通过水位水量比较器计算目标值与当前值的差值,最终通过调节闸门开启高度来调节闸门后端水位高度与渠道流量,达到一体化闸门自动调节控制水位与流量的目的。课题在完成软硬件设计的情况下,分别进行了硬件电气测试,软件通讯测试以及水位流量控制的仿真。结果表明通讯安全可靠,水位流量控制稳定,符合设计要求。