基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統分析

閆小紅

（楊凌職業技術學院，陜西咸陽 712100）

智慧農業工程開展過程中，各種因素的制約使得智慧節水灌溉工作的開展難以有效進行。在眾多制約因素中，最為明顯的因素是節水灌溉問題，影響農業發展。探究在技術背景下如何利用物聯網技術實現農業灌溉問題尤為關鍵，為了達到智能節水灌溉的要求，應深入分析物聯網技術的應用過程與要點，探索科學有效的智慧節水灌溉方案。

1 物聯網技術特征

1.1 互聯性

互聯性是物聯網信息交流的關鍵內容，互連性主要是在互聯網信息構架上進行信息遞交的一個過程。在物聯網技術應用階段，通過有線與無線技術的應用，可以將物聯設備與傳感器設備的信息交融，處理不同層面獲取的信息，互聯性是主要特征。

1.2 感知性

感知性主要是在各種傳感器配合下實現的。在物聯網構架中，傳感器組成一個系統，例如紅外線感應器、溫度傳感器以及定位系統等，這種傳感器組成系統與人體感官器官類似，在應用時通過信息將數據傳輸到網絡，為物聯網技術的應用提供有效的支持。

1.3 智能性

相對于物聯網技術智能性而言，其不僅限于信息接收與處理范圍，也體現在不同設備發出指令以及執行指令層面。通過傳感器接入可用網絡，該技術能對各種海量數據進行全面分析，通過智能數據分類整理將不同數據分配給不同需求的應用客戶，達到智能應用效果。

2 智慧農業的現狀

我國作為人口大國，農產品的需求量大，需要我國不斷進行技術改造與升級。在互聯網時代背景下，對農業的發展也需要充分結合時代的發展與互聯網相結合，物聯網技術的出現對農業的發展具有積極的促進作用。本文對互聯網與節水系統的應用進行分析，探討物聯網技術在實踐中的優勢，更好地作用于實踐中智慧農業的應用。面對快速發展的當今社會，互聯網與各大領域都在進行越來越深入的融合與貫通。面對農業的需求壓力以及解放生產力，不斷進行產業升級與技術升級，提高競爭力的社會需求，對農業的發展也在不斷實現與互聯網相結合的目標。將農業的發展與互聯網相結合，在農業的生產中融入高科技的監測與手段應用，實現更精細化的發展對策提高生產效率。當前，智慧農業的發展已經步入了穩定發展的階段。在智慧農業的發展背景下，我國的農業發展實現了從生產到銷售的全過程及時收集信息，提高農業生產過程中的效率。

3 物聯網水肥一體化智能灌溉系統分析

3.1 系統設計架構及組成

在農業種植園區進行物聯網技術應用的過程中，采用水肥一體化智能灌溉系統的設計需要考慮8個方面，包括智慧平臺（信息中心）、田間灌溉控制系統、智能施肥系統、農田氣象環境監測系統、遠程土壤墑情測報系統、遠程管道壓力和流量監測系統、遠程作物長勢視頻監測系統、能效監測系統。

在實踐階段中，對于農田氣象環境的檢測系統以及遠程作物的生長形式，可以采用監測系統對田間的雨量、濕度、溫度以及相關農作物的生長參數進行采集。通過解碼器對遠程管道的壓力與流量進行控制，保證智能施肥系統和能效監測系統在控制范圍內容達到高效調節的狀態。在水肥一體化智能灌溉系統設計的過程中，還需要采用客戶端遠程智慧平臺對相關的參數進行控制調試，使其達到實際運行的要求，提升農作物的高產性能。

3.2 系統主要組成部分

（1）智慧平臺（信息中心）。

主要對多維信息的存儲以及維護處理，對外精確展示各個農田的環境信息、農業氣候信息以及水量信息，通過智能灌溉控制軟件對生產進行指導。

（2）田間灌溉控制系統。

該控制系統主要應用解碼器連接田間的壓力傳感器、流量傳感器以及電池閥，結合形成一個實時通信系統，為灌溉數據獲取、灌溉方案確定奠定基礎。

通過電腦在瀏覽器中輸入對應IP地質，進入灌溉控制頁面，對灌溉參數進行設置。

（3）智能施肥系統。

該系統主要對施肥控制程序進行控制，通過各種兼容元素對施肥機進行控制，應用時通過控制肥液參數變化，使其達到農作物的生長需求。

（4）農田氣象環境監測系統。

通過獲取氣象站裁切機雨量與溫度、濕度的參數信息后，將其傳達到智慧平臺中，按照內置數據庫的需求，設定農作物的需求定，為灌溉系統的運行提供準確的參數。

（5）遠程土壤墑情測報系統。

根據實時土壤含水量及氣象信息自動評估土壤墑情，并設定灌水上、下限值，可實時請求田間信息，獲得灌溉參數，具有迅速性、準確性、實時性、高效性、易用性。

（6）遠程管道壓力、流量監測系統。

通過低功耗傳感器實時采集管道壓力、流量數據，傳送至灌溉控制器和信息中心綜合管控平臺，保障灌溉系統安全運行。

（7）遠程作物長勢視頻監測系統。

通過視頻設備收集田間的農作物的冠層影響信息，定期采集農作物的生長趨勢數據，并存入系統數據庫當中。通過該系統可以對農作物的生長變化情況進行查詢，對比以往年限中灌溉、施肥方案。

（8）能效監測系統。

該系統主要對灌溉系統的運行電能消耗情況進行分析，對每個時期的用電量進行分析，整合分析數據后，為灌溉用電量的方案優化提供重要參數。

4 技術控制

4.1 數據的傳輸層研究

（1）農產品的監控信息傳輸。

在農產品的生產過程中，對農產品的生產過程進行監督，如果出現問題能夠及時補救。農產品的監督過程就是信息傳輸的過程，對于反應機制的傳輸也是信息傳輸的過程。

（2）數據傳輸的不同方式。

傳輸方式主要包括移動數據傳輸、藍牙傳輸以及無線網絡傳輸。不同的傳輸方式需要不同的技術手段進行維護，但基本原則相同。對不同的技術手段進行分析，例如三項手段進行傳輸都能夠實現打包傳輸信息的目的，還能夠對技術進行加密，傳輸過程快速且高效率。但不同的技術手段又具備不同的優勢與缺點，例如移動數據的使用相較于無線網絡傳輸，穩定性比較差，如果不具備移動數據的傳輸基礎，就無法實現對產品的生產監控。在無線網絡傳輸的技術支持下，能夠滿足不同地區的傳輸需求，是否有移動網絡數據覆蓋，都能夠實現對生長的監控與信息的傳輸。

4.2 GPRS通信技術

GPRS通信技術通過信息的傳輸實現對生產的全過程監控，實現對經濟效益的增加。GPRS通信技術在農業生產灌溉中應用，其優勢在于通過移動設備的相互聯結就能夠實現信息的傳輸，尤其是對于短距離的傳輸而言，對移動數據與無線網絡沒有要求，只需要設備就能夠實現數據傳輸，能夠補充沒有無線網絡與移動數據下的生產。劣勢是需要移動設備進行數據信息的傳播，在應用GPRS通信技術的過程中，需要考慮數據的傳輸距離以及傳輸時間，通過對GPRS通信技術進行優化，構建更科學的方案，保證智慧節水灌溉系統的建設能夠滿足農業生產的需求。

4.3 傳感器互通網絡

實踐中傳感器互通網絡分為兩種，即有線傳輸與無線傳輸。兩種方式各有優缺點，但是無線傳輸是新時代發展的產物，具備有線傳輸所不具備的優勢，在實踐中通過無線傳輸實現互聯網與信息的結合具有高效、快速的優勢。

對于無線傳輸的過程還可以添加密碼進行保護，可以實現大量信息的打包傳輸，有利于解決大型數據傳輸的難題，加快信息傳輸。

4.4 數據的終端處理

對于數據終端處理而言，在實踐的過程中主要是對獲得的數據進行處理，將數據處理的結果傳輸到監控平臺，此時用戶可以按照傳輸的數據制定有效的節水灌溉方案，設計灌溉設備開啟的時間以及灌溉時長。通過終端數據處理還能對農作物土壤的參數進行全面的析，將數據保存在數據庫，方便后續工作開展的應用。

5 結語

物聯網的應用能夠實現有效保障智慧農業生產，在智慧節水灌溉系統構建的過程中，需要按照物聯網技術的特征與應用范圍，科學構建相關的方案構，保證智慧節水灌溉系統建設能夠有序開展。