基于物联网的果园水肥一体控制系统的开发与应用

2019-03-05王乔振

江西农业 2019年1期

王乔振

（莱芜职业技术学院，山东莱芜 271100）

开发与推广应用基于物联网的果园水肥一体控制系统，能够在极大程度上提高果园的灌溉、施肥效率，提高果园的生产产量和质量。

1 基于物联网的果园水肥一体控制系统的开发

1.1 系统构架基于物联网的果园一体控制系统主要包括5个层次，即设备层、通信层、数据层、接口层和用户层[1]。层次和层次之间虽然是独立的，但是也有着很强的关联性，有着相辅相成的关系。设备层主要是对各种环境背景下的传感器数据进行收集，并对其进行控制和处理。通信层是由VPN、3G/4G、WiFi、ZigBee 4种网络结合而成的，可以按照果园的实际情况来采取不一样的接入方式[2]。数据层是整个系统中专门负责数据的贮存、运输的一个层次，系统中的所有数据都可以在数据层中查找到。接口层是负责协调用户应用系统、用户使用决策的，主要采用的是Web接口软件和服务器。用户层是专门为果园用户所设计的，其可以在不一样的硬件环境下，根据用户的差异性需求实施运行，如用户端的水肥一体化控制系统、Web网站系统等。

1.2 桌面水肥一体化控制系统及接口软件首先，桌面水肥一体化控制系统主要是使用的C/S模式，通过互联网和Web来实现对数据的传输和设备的命令，使得物联网设备可以实施运转。该系统需要用户登录自己的用户名和密码才能正式进入系统内部，而每个用户的密码都是可以自己设置的，因此可以起到很好的保密作用。在系统主页上主要有4个模块，一是环境监控模块。该模块需要从数据层内获取相关的实施数据信息，从而对果园内部的气象和土壤环境等进行了解，该模块支持实时的环境数据和历史数据查询功能，用户可以在该模块中查找到自己想要的信息。二是手动灌溉、施肥模块。该模块对于一体化控制系统中的各个设置按钮都可以进行控制，在进行适当的操作以后，按钮的颜色会有所变化，这就意味着已经完成了一个控制操作动作，页面中就会在同一时间出现很多个果园分区的信息。三是智能灌溉、施肥模块。该模块又可以分成自动灌溉、施肥和管理，用户可以根据自己的需要选择管理或自动施肥，自动灌溉施肥可以在一定时间内对果园进行施肥和灌溉，用户也可以自己设置一个时间。与此同时，该模块还可以同时显现出果园施肥的动态和视频，即便管理人员没有在果园现场，也可以通过远程功能进行监督和管理，在极大程度上减少了管理人员的工作量。四是数据采集模块。该模块可以收集到果园的很多信息，还可以通过系统对其下达命令，根据用户的需求对土壤、温湿度、阳光、水分等信息进行收集和保存，Web接口软件可以在收到数据之后，对其进行分析和处理，转换成为用户看得懂的数据并最终进行保存[3-4]。

2 基于物联网的果园水肥一体控制系统的应用效果

首先，与人工灌溉、施肥相比，基于物联网的水肥一体控制系统应用效率很高，通常不会出现果树淹死或干涸的情况，有利于推动果园标准化生产，降低人工的工作量，让他们可以有更多的时间去做其他工作，为果园增加收益。其次，一体化控制系统的应用还可以在果园内实施现场测产和长时间的监督，对果树的生长状态进行管控，降低果树病虫害的发病率，保障果树健康生长。最后，与人工灌溉、施肥相比，使用一体化控制系统每年可以给果园节约60%左右的水资源、50%左右的肥料，而且水果质量也有所提升。