一種農業遙感灌溉技術優化探討

【摘要】農業對農業國家的發展起著至關重要的作用。在中國，大約60%的人口從事農業產業。特別是我國中西部地區農業的問題一直阻礙其發展。解決這個問題的有效辦法是通過相關技術使現有的傳統農業方法現代化，旨在使農業生產智能化自動化和利用物聯網技術。應用層面包括基于智能GPS的遙控網絡，機器人執行除草、噴灑、水分感應、鳥類和動物驚嚇等任務。

【關鍵詞】農業 ?智能化 ?物聯網技術

一、背景介紹

農業被認為是人類生活的基礎，因為它是糧食和其他食物的主要來源。它對國家的發展起著至關重要的作用。它還給人民提供了大量的就業機會。對于一個國家、一個地區農業增長是發展經濟的必要條件。然而普遍的情況是，許多農民仍然使用傳統的耕作方法導致農作物和水果的產量相對低下。但是無論自動化在哪里被實施，人類被自動化機械取代，產量普遍會提高。因此，為了為解決農業生產環節的問題提供解決方案，有必要開發構思一個綜合系統。它將處理農業生產各個階段的問題，如種植、收獲以及收獲后的儲存。因此本文提出用于監測現場數據的系統以及提供控制的靈活性。本文旨在使用自動化和物聯網技術使農業變得智能化。

二、常用遙感灌溉技術介紹

為改善農民的生活，有人進行了一些研究嘗試，它為使用技術的灌溉系統提供了幫助，并提高了農業產量。遙感和控制灌溉系統面向變量的分布式無線傳感器網絡實施提升灌溉速率，現場實時監測，控制定點精密直線移動灌溉系統。在用水最少的情況下，最大限度地提高生產力，這由美國人奇米開發。系統描述了有關可變速灌溉的設計和儀器，無線傳感器網絡和實時現場傳感和使用適當的軟件進行控制。整個系統使用五個現場傳感器站開發，收集數據并使用Global將其發送到基站。必要時，定位系統（GPS）根據數據庫控制灌溉。系統提供低成本無線解決方案以及遠程解決方案控制精確灌溉。

在有關無線傳感器網絡的研究中，研究人員測量了土壤相關參數，如溫度和濕度。傳感器被放置在通過使用有效的通信協議提供非常低的工作負載循環，從而增加土壤監測的壽命系統。該系統是用單片機開發的，通用異步收發器（UART）傳輸時的接口和傳感器每小時采樣和緩沖數據，傳輸數據和然后檢查狀態消息。系統的缺點是的成本較高以及傳感器的部署在土壤里面會引起射頻信號的衰減。

三、改良型奇米遙感灌溉系統架構

（一）遠程機器人

第一部分是基于GPS的可控制移動機器人。人們能遠程使用計算機對它進行編程，以便在使用GPS模塊給出的坐標用機器人進行野外作業。遙控機器人有各種傳感器和攝像頭、障礙物傳感器、警報器、切割器、噴霧器等設備，使用這些設備，它將執行如下任務：保持待命、鳥和動物的驚嚇、除草和噴灑農藥等。

（二）智慧倉庫

第二部分將是倉庫。它由運動探測器，光傳感器，濕度傳感器，溫度傳感器，房間加熱器、冷卻風扇與微控制器連接。運動檢測器將檢測倉庫大門進出人們的走動，以保證倉庫的安全。它將向用戶發送警報信號，從而提供盜竊檢測。溫度傳感器和濕度傳感器感應穿過入口空氣的溫度和濕度值，房間加熱器或冷卻風扇將自動開啟或者關閉，提供溫度以及保持濕度。此外還將控制第三部分的系統。根據土壤水分數據用泵輸送。

（三）智能灌溉單元

第三部分是一個智能灌溉單元，具有以下功能：基于實時現場數據的水泵控制，即達到以下條件后自動打開/關閉泵：自動模式下保持所需土壤濕度平衡，通過計算機遠程泵開/關模式切換水手動或自動，持續監測土壤濕度。在第三部分中，濕度傳感器使用無線網傳輸數據，編碼器和射頻發射器。傳輸的數據是由第二部分接收，在那里由處理單片機控制水泵的運行。

四、總結

三個部分所有的傳感器和微控制器成功與Raspberry PI和無線接口實現各個節點之間的通信。這是一個一體化的綜合方案，解決了田間活動，灌溉使用遙控的問題和存儲問題。通過機器人、智能灌溉系統和智能倉庫分別執行指令，最終有助于改善農作物產量和降低勞動成本。

參考文獻：

[1]張家驥，史桂萍.節水農業灌溉技術及應用效益分析[J]. 甘肅農業，2001，（5）.

[2]郭志鵬.農業灌溉技術模式與節水對策綜述[J].中國科技縱橫，2011，（15）.

[3]李曉淵.新疆干旱區農業高效節水灌溉技術示范經濟評價研究[D].新疆農業大學， 2010.

[4]李書娟，曾輝.遙感技術在景觀生態學研究中的應用[J]. 遙感學報，2002，（3）.

[5]黃福奎.論遙感技術在土地利用動態監測中的應用[J]. 中國土地科學，1998（3）.

作者簡介：郎朗（1983-），男，漢族，重慶市萬州區人，碩士，重慶三峽職業學院講師，主要研究方向：電子信息。