大田農業節水物聯網技術的應用分析

王雪華，楊善東

（1.山東理工大學農業工程與食品科學學院，山東 淄博 255000；2.山東省濟寧市汶上縣次邱鎮人民政府，山東 濟寧 272500）

1 前言

我國地大物博，自古以來，農業灌溉就是農業生產中的一個重要的問題，古有大禹治水、大運河等灌溉工程，今有“南水北調”等宏偉事業，旨在解決我國農業生產、日常生活用水問題。但是在農業中大多都是漫灌、澆灌等方式，本質上還是浪費水資源，無法做到高效灌溉農業作物，而在新時期科技時代背景下，物聯網、高科技、信息化等手段在農業生產的廣泛運用，大大實現了農業灌溉節水的目的，還有效的促進了我國農業管理的智能化、科技信息化，這也是農業未來之貌，本文分析、探討了大田農業節水物聯網技術運用的現狀，并對其未來的發展充滿期望。

2 什么是物聯網技術

物聯網技術是近幾年新興的一種綜合型技術，其發展前景非常廣泛，涉及領域很廣，觸及到的相關技術有：計算機技術、互聯網技術、地理信息技術和通信技術等。物聯網技術的優點很多，比如具有互聯性，即在互聯網技術應用之時，可以有效傳送有線和無線信息，并使二者有效結合；其次，物聯網還具有感知性，這點在傳感設備的應用比較廣發；最后，它還具有智能型特點，主要表現在將傳感器和計算機互聯網有效智能連接并管理，同時根據實際情況進行有效的改善和修正，在此過程中還能不斷的融合吸收其他先進的技術實時更現有的系統。

3 大田農業節水物聯網技術運用的現狀分析

自我國實施現代農業化生產之后，許多國外先進設備和技術不斷被引入國內，尤其在農業灌溉方面，我國一直在不斷摸索并學習國外先進科學手段。在物聯網技術運用于節水灌溉領域之后，即傳感器、通信、控制和計算機等綜合技術的使用，構建了一套有效的監測體系，并形成了有序的網絡層，它們是網絡感知和控制層級、監測數據的傳輸層級、數據的終端處理層，這樣三層系統有效結合，同步發揮功效，就可以對數據信息實時采集和控制。

3.1 大田農業中物聯網網絡感知與控制層對水分情況的獲取技術分析

土壤中的含水量是大田作物生長長勢優劣、產量高低的關鍵性因素，而土壤中的水分、養分除了自有還可以通過人為調節，以確保作物良好的生長與產出。所以在大田農業管理中，物聯網技術網絡感知與控制層技術就可以對土壤水分實時監測，通過數據分析對土壤水分量化補給。在大田農業區，每個具體的節點都安裝監測儀器，根據氣候環境和作物生長規律，感知土壤水分情況，采集水分信息數據，并傳輸至傳輸層。當然，還可以使用取樣測試法、定位測定法和遙感技術等手段進行。

3.2 大田農業中物聯網數據傳輸層對獲取的土壤信息進行傳輸的技術分析

所謂數據傳輸層，就是將從大田土壤中收集到的水分數據信息，通過網絡信息技術傳遞給網關，同時結合路由協議與網絡安全協議，最終將生成的有效數據安全發送至控制中心。由于農作物生長的獨特性，生長過程中的數據信息獲取時效性并不是特別高，所以即使數據過程中被延遲也不太影響農業生產，因此在選擇信息傳輸手段如ZigBee（通信技術）、GPRS（分組無線的服務技術）、無線局域網、藍牙等方式時可根據具體情況而定，其中ZigBee 技術應用頻率較多，因為它的特點是短距離和低傳輸速率；而無線局域網技術具有成本低、兼容性強的特性，它能夠拉長無線網絡通信的距離同時拓展覆蓋面積；GPRS技術在登陸是比較快捷，傳輸數據時可以實現實時在線以及高速率；而藍牙傳輸技術運用的前提是需要攜帶藍牙功能，所以相對其他技術而言有一定的局限性，但是它的特點是能夠高速傳播數據同時抵抗外界干擾。

3.3 大田農業中物聯網數據終端處理層對灌溉的決策進行制定的技術分析

所謂數據終端的處理層就是數據的終端分析處理的過程，物聯網技術通過系統監測中心收集、分析、處理土壤水分信息，進而為農業工作者提供有效的水分信息，干旱則灌溉或者滴灌、水分過多則啟動排水去濕命令。當年復一年的數據積累到一定程度，人們就可以根據大數據來預測下一年甚至往后幾年的土壤水分信息進而超前做出農業生產決策。通過高精準數據分析，不僅可以在農業生產時起到節水功效，同時能夠監測到大氣候環境、空氣溫濕度及光照的變化，為氣象局提供實時數據和信息，為全國農業生產提供理論指導。

4 結語

雖然在實際農業生產中，物聯網技術還存在一定的缺陷，但是相對于傳統的農業耕作灌溉方式，已經屬于先進的信息科技技術了，其諸多優點不容忽視，除了在大田農業節水灌溉大放異彩，在其他領域同樣可以發揮積極的作用，理論和實踐應當是相輔相成的，大舉推廣運用新興技術，在實踐中不斷優化完善，將有效促進我國農業超現代化發展。