基于物联网技术的智慧节水灌溉系统分析

2021-04-12闫小红

智能城市 2021年14期

闫小红

（杨凌职业技术学院，陕西咸阳 712100）

智慧农业工程开展过程中，各种因素的制约使得智慧节水灌溉工作的开展难以有效进行。在众多制约因素中，最为明显的因素是节水灌溉问题，影响农业发展。探究在技术背景下如何利用物联网技术实现农业灌溉问题尤为关键，为了达到智能节水灌溉的要求，应深入分析物联网技术的应用过程与要点，探索科学有效的智慧节水灌溉方案。

1 物联网技术特征

1.1 互联性

互联性是物联网信息交流的关键内容，互连性主要是在互联网信息构架上进行信息递交的一个过程。在物联网技术应用阶段，通过有线与无线技术的应用，可以将物联设备与传感器设备的信息交融，处理不同层面获取的信息，互联性是主要特征。

1.2 感知性

感知性主要是在各种传感器配合下实现的。在物联网构架中，传感器组成一个系统，例如红外线感应器、温度传感器以及定位系统等，这种传感器组成系统与人体感官器官类似，在应用时通过信息将数据传输到网络，为物联网技术的应用提供有效的支持。

1.3 智能性

相对于物联网技术智能性而言，其不仅限于信息接收与处理范围，也体现在不同设备发出指令以及执行指令层面。通过传感器接入可用网络，该技术能对各种海量数据进行全面分析，通过智能数据分类整理将不同数据分配给不同需求的应用客户，达到智能应用效果。

2 智慧农业的现状

我国作为人口大国，农产品的需求量大，需要我国不断进行技术改造与升级。在互联网时代背景下，对农业的发展也需要充分结合时代的发展与互联网相结合，物联网技术的出现对农业的发展具有积极的促进作用。本文对互联网与节水系统的应用进行分析，探讨物联网技术在实践中的优势，更好地作用于实践中智慧农业的应用。面对快速发展的当今社会，互联网与各大领域都在进行越来越深入的融合与贯通。面对农业的需求压力以及解放生产力，不断进行产业升级与技术升级，提高竞争力的社会需求，对农业的发展也在不断实现与互联网相结合的目标。将农业的发展与互联网相结合，在农业的生产中融入高科技的监测与手段应用，实现更精细化的发展对策提高生产效率。当前，智慧农业的发展已经步入了稳定发展的阶段。在智慧农业的发展背景下，我国的农业发展实现了从生产到销售的全过程及时收集信息，提高农业生产过程中的效率。

3 物联网水肥一体化智能灌溉系统分析

3.1 系统设计架构及组成

在农业种植园区进行物联网技术应用的过程中，采用水肥一体化智能灌溉系统的设计需要考虑8个方面，包括智慧平台（信息中心）、田间灌溉控制系统、智能施肥系统、农田气象环境监测系统、远程土壤墒情测报系统、远程管道压力和流量监测系统、远程作物长势视频监测系统、能效监测系统。

在实践阶段中，对于农田气象环境的检测系统以及远程作物的生长形式，可以采用监测系统对田间的雨量、湿度、温度以及相关农作物的生长参数进行采集。通过解码器对远程管道的压力与流量进行控制，保证智能施肥系统和能效监测系统在控制范围内容达到高效调节的状态。在水肥一体化智能灌溉系统设计的过程中，还需要采用客户端远程智慧平台对相关的参数进行控制调试，使其达到实际运行的要求，提升农作物的高产性能。

3.2 系统主要组成部分

（1）智慧平台（信息中心）。

主要对多维信息的存储以及维护处理，对外精确展示各个农田的环境信息、农业气候信息以及水量信息，通过智能灌溉控制软件对生产进行指导。

（2）田间灌溉控制系统。

该控制系统主要应用解码器连接田间的压力传感器、流量传感器以及电池阀，结合形成一个实时通信系统，为灌溉数据获取、灌溉方案确定奠定基础。

通过电脑在浏览器中输入对应IP地质，进入灌溉控制页面，对灌溉参数进行设置。

（3）智能施肥系统。

该系统主要对施肥控制程序进行控制，通过各种兼容元素对施肥机进行控制，应用时通过控制肥液参数变化，使其达到农作物的生长需求。

（4）农田气象环境监测系统。

通过获取气象站裁切机雨量与温度、湿度的参数信息后，将其传达到智慧平台中，按照内置数据库的需求，设定农作物的需求定，为灌溉系统的运行提供准确的参数。

（5）远程土壤墒情测报系统。

根据实时土壤含水量及气象信息自动评估土壤墒情，并设定灌水上、下限值，可实时请求田间信息，获得灌溉参数，具有迅速性、准确性、实时性、高效性、易用性。

（6）远程管道压力、流量监测系统。

通过低功耗传感器实时采集管道压力、流量数据，传送至灌溉控制器和信息中心综合管控平台，保障灌溉系统安全运行。

（7）远程作物长势视频监测系统。

通过视频设备收集田间的农作物的冠层影响信息，定期采集农作物的生长趋势数据，并存入系统数据库当中。通过该系统可以对农作物的生长变化情况进行查询，对比以往年限中灌溉、施肥方案。

（8）能效监测系统。

该系统主要对灌溉系统的运行电能消耗情况进行分析，对每个时期的用电量进行分析，整合分析数据后，为灌溉用电量的方案优化提供重要参数。

4 技术控制

4.1 数据的传输层研究

（1）农产品的监控信息传输。

在农产品的生产过程中，对农产品的生产过程进行监督，如果出现问题能够及时补救。农产品的监督过程就是信息传输的过程，对于反应机制的传输也是信息传输的过程。

（2）数据传输的不同方式。

传输方式主要包括移动数据传输、蓝牙传输以及无线网络传输。不同的传输方式需要不同的技术手段进行维护，但基本原则相同。对不同的技术手段进行分析，例如三项手段进行传输都能够实现打包传输信息的目的，还能够对技术进行加密，传输过程快速且高效率。但不同的技术手段又具备不同的优势与缺点，例如移动数据的使用相较于无线网络传输，稳定性比较差，如果不具备移动数据的传输基础，就无法实现对产品的生产监控。在无线网络传输的技术支持下，能够满足不同地区的传输需求，是否有移动网络数据覆盖，都能够实现对生长的监控与信息的传输。

4.2 GPRS通信技术

GPRS通信技术通过信息的传输实现对生产的全过程监控，实现对经济效益的增加。GPRS通信技术在农业生产灌溉中应用，其优势在于通过移动设备的相互联结就能够实现信息的传输，尤其是对于短距离的传输而言，对移动数据与无线网络没有要求，只需要设备就能够实现数据传输，能够补充没有无线网络与移动数据下的生产。劣势是需要移动设备进行数据信息的传播，在应用GPRS通信技术的过程中，需要考虑数据的传输距离以及传输时间，通过对GPRS通信技术进行优化，构建更科学的方案，保证智慧节水灌溉系统的建设能够满足农业生产的需求。