物联网技术在农业节水灌溉中的应用

发布时间：2019-08-20 16:51所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

【摘要】随着我国农业生产现代化进程的不断深入，新型信息技术在农业生产上的广泛运用已经成为一种趋势。互联网、物联网等技术已经成为了推动我国农业持续健康发展的重要推动力，且其在农业灌溉用水管理中发挥着重要作用。本文首先简要介绍了物联网技术的基

　　【摘要】随着我国农业生产现代化进程的不断深入，新型信息技术在农业生产上的广泛运用已经成为一种趋势。互联网、物联网等技术已经成为了推动我国农业持续健康发展的重要推动力，且其在农业灌溉用水管理中发挥着重要作用。本文首先简要介绍了物联网技术的基本概念及其特点，并结合实际具体阐述了物联网技术在节约农业灌溉用水中的应用原理与实现方法，以期为我国农业的绿色发展提供参考。

　　【关键词】物联网技术;农业节水灌溉;应用

　　在农业生产管理中，作物的水分管理尤为重要，直接决定着生产农产品的质量与产量。在传统农业生产中，种植者与管理者往往忽视了水资源的管理与经营，以一种较为粗放的水分管理方式作为主要的方式。随着物联网等新型应用科学技术的不断发展与普及，自动化技术能够便捷地实现农业园区的精准化水分与灌溉管理。

　　我国的农业生产的规模处于世界前列，但自动化、智能化和现代化的农田管理模式还十分落后，许多种植地区仍然使用十分传统的管理模式进行各种作物的种植，这并不利于我国现代农业的高效、可持续发展。面对我国淡水资源十分缺乏的现实状况，我国农业领域必须加快新型自动化技术的应用、完善自身的种植技术与管理模式，有效提高我国农业用水的使用效率。

　　1物联网相关概念及基本特征

　　1.1互连性

　　物联网即物物之间的交流联系，其实现是基于互联网框架的，换言之，物联网是在互联网的基础上发展而来的。基于有线和无线网络，物联网将各种传感器与设备用物联网相连，进行不同设备之间的信息传播与处理，互联性是物联网的最基本的特征之一。

　　1.2感知性

　　物联网的感知性是通过数目巨大、种类繁多的传感器实现的。在物联网架构中的感知层，各类设备配有用途丰富的传感器件，例如温度湿度传感器、定位系统、红外感应器等等。这类传感器与人体的各种组织器官功能相似，主要是将环境等信息以数据的形式上传网络，成为物联网技术实现的重要物质基础。

　　1.3智能性

　　物联网技术的智能性不仅体现在其接受信息与处理信息的智能性，还集中体现于其对不同设备发出的控制指令的智能性。在各类传感器和可连接网络的支持下，物联网技术能够对海量的各类信息数据进行高效处理，并以此分析得出有助于用户使用实用性与体验感增强的信息数据，从而在对客户需求的不断满足与适应过程中开发新的运行模式，并逐渐推广应用到各种领域。

　　2物联网在农业节水灌溉中的应用

　　2.1基本系统构架

　　不同区块的灌溉与监控设备分布较为分散，因此，相互贯通并能够执行有效控制管理的系统网络是必不可少的。在农业生产的灌溉节水管理中，控制系统的执行对象包括中心监控室、无线与有限通讯设备、农田水分状况信息采集设备、管道及水泵控制设备等等。首先，中央控制室向系统发出指令，对农田灌溉相应位置的信息数据进行采集。

　　然后，系统对采集的数据进行处理与分析，并生成相应的决策，对灌溉控制系统发出指令，灌溉管道以及调节阀门的相应执行设备活动，进行指定农田区域的灌溉活动。在农田自动灌溉的过程中，传感器设备也在对农田水分的各项数据信息进行采集与传输，并实时传输给中央系统，当检测到供水已经达到预设值或者超出预设值时会向中央控制系统发出警报，最后输水管道与控制阀门随即自动关闭。传感器向系统传输数据途径主要为GPRS网络，控制指令主要由控制室内的电脑端以有线网络的形式向中央服务器传输。

　　2.2传感器互通网络

　　农业园区由于场地、环境等因素的限制，以有线网络传输技术具有安装维护成本高、操作繁琐等劣势，因此无线传输与传感技术在农业灌溉节水管理中运用更为广泛。鉴于其耗能少、经济性强、安全性高、数据传输容量大以及不容易产生数据重复等优势，ZigBee的自组无线网络具有更大的应用价值。在我国几个著名的农业园区中，ZigBee无线网络传输技术常用于检测农田温湿度以及酸碱性的传感器的网络传输与控制。

　　2.3供电系统

　　受到农业园区水分灌溉的实际工作需求以及现实环境因素，物联网技术在农业生产上应用时的网络架构主要是通过无线信号的传感器以及电磁阀门来实现的。相较于一般的有线网络架构，该无线传输系统的硬件需要较高频率的换电池工作，因此，在实际工作中常采用太阳能充电板作为传输硬件的主要供电方式，且通过调节合适的运行模式尽可能降低传输硬件的能耗。

　　2.4系统主要功能特点该物联网系统主要具备以下四方面的功能性特点。

　　首先，该系统能够对整个数据信息进行良好的管理，这一管理主要是针对内部的数据信息而言的。这一物联网技术不仅能够对用户的信息、数据文件以及相关应用权限进行良好的管理，还能够对指定的管理领域进行管理的规范化与统一化。

　　其次，物联网系统能够有效搜集土壤的情况，并智能化地定制相应的灌溉方案，对灌溉设备进行智能化的控制。此外，物联网系统还能够对全部的系统信息进行管理，为用户提供信息检索的渠道，并将结果以文本、图片与表格等形式进行展示。最后，物联网系统的终端能够自动地搜集各农田区域内的数据，并将准确的信息与定位实时上传时控制系统。

　　3结语

　　综上所述，物联网具有互连性、感知性以及智能性三个基本特征。物联网在农业生产的应用中，传感器以GPRS为主要途径向系统传输数据，控制指令主要由控制室内的电脑端以有线网络的形式向中央服务器传输。在实际工作中常采用太阳能充电板作为传输硬件的主要供电方式，且通过调节合适的运行模式尽可能降低传输硬件的能耗。

　　参考文献

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　　[2]包万才.物联网技术在现代农业节水灌溉中的应用研究[J].农业与技术,2019,39(2):169+171.

　　[3]刘慧,陈龙.物联网技术在智慧农业节水灌溉中的应用[J].中国科技信息,2018(12):64+66.

　　水利方向刊物推荐：《灌溉排水学报》(双月刊)于1982年创刊，是由水利部中国农科院农田灌溉研究所，中国国家灌溉排水委员会主办的学术类刊物，该刊为中文核心期刊，CSTA数据库入选期刊，中国科技引文统计源期刊。任务是报道我国灌溉排水科学技术领域，如作物需水量，农业水资源开发与管理，灌溉排水技术，盐碱地与低产田改良，水土保持与水流域沿理，灌排工程经济评价，机电排灌等最新研究成果。

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