農業灌溉智能化系統在農業生產中的應用研究

王喜澤

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

通過將計算機技術、物聯網遙感技術以及電子信息技術集中應用，綜合形成農業灌溉智能化系統，以此更好地實時進行農作物灌溉。農業灌溉智能化系統能夠促進遠程遙控、管理農作物，主要包括灌溉時間、灌溉用水量等方面，與以往傳統灌溉技術相比，智能化灌溉系統優勢顯著，可進行遠程智能化控制，減少水資源浪費，提高現代化農業灌溉管理體系的整體效果。

1 智能化系統應用在農業生產中的重要性

由于我國在農業發展過程中受較多的自然因素影響，這些因素會嚴重影響我國農業的發展進程，而有關自然因素主要包括自然災害、土壤地質問題、氣候問題等，這些都對我國相關政策、勞動力的有效發展造成了不良影響[1]。在農業建設過程中，一旦所處環境、天氣存在極端、惡劣等情況，會嚴重制約農業的快速發展，使農業經濟受到不同程度的損傷，如果無法及時通過有效的方式進行防治，那么在日后仍然會普遍存在相關問題。基于此，通過采用通信技術能夠對上述各種問題進行良好規避，對天氣情況進行提前預測，以此更好地降低損失費用，不斷提升農業生產效率，增加農業收益。

2 田間信息智能化采集

通過各種傳感器采集標簽，采集基站可以對環境土壤的數據進行良好的采集，同時充分采用2.4G 無線射頻將數據傳輸至接收器，通過485 組網的形式使傳感器能夠將相關數據發送到控制中心，促進控制中心更好地分析處理各個數據，并做出相應的操作[2]。采集系統工作原理如圖1所示。

圖1 采集系統工作原理

2.1 田間信息采集傳感器研究

為了使農民能夠及時掌握田間農作物的具體生長情況，可通過田間信息智能化采集系統，按照田間的實際情況，選擇合理的方式進行信息采集，并做出相應的改變[3]。可通過田間相應的數據采集，減輕勞動者的工作壓力，減少工作量，不斷優化田間灌溉工作，充分滿足自動化灌溉的各項需求[4]。在此過程中，相關人員應當采用控制設備，選取斷點式續灌方式進行。我國現階段所采用的是單節點傳感器，通過利用該設備對大型灌區的實際情況進行深入分析與研究，實現測控需求，制作便捷的傳感器[5]。

2.2 精準灌溉土壤

灌溉系統是農業生產中重要的核心內容，在農業生產過程中需要根據具體情況對灌溉方式進行選擇，以此滿足灌溉需求，同時完成自動測控[6]。在測控前期工作中，應當對國內外灌溉的具體標準進行充分的了解與掌握，在建設實際內容時需要按照各類標準進行灌溉。此外，應當及時完善并優化系統建設，同時具備相應的管理系統，良好地控制配套設備，不斷強化系統運行過程中的整體穩定性。

2.3 技術水平應用范圍

在具體實施過程中，傳統灌溉技術在操作時需要通過人力進行，但是由于人力逐漸呈現滯后性，在具體工作中會存在效率降低的現象，無法充分滿足相關工作的實際需求，灌溉的時間較短[7]。現階段，我國農業灌溉技術有了顯著的加強，其技術應用范圍也越來越廣，當前的灌溉技術是一項綜合性的技術，能夠充分發揮其最大優勢促進農業生產工作。在改進過程中，通過有效采用互聯網技術，使農田的灌溉更加高效化，不僅提升了整體質量，還降低了灌溉成本，使管理流程更加系統化[8]。與此同時，在構建該類系統時，需要確保操作的規范性，推動農業集成化發展，保證灌溉管理的季節性、合理性、高效性。

3 精準灌溉智能化控制的方式

在現代化農業灌溉技術中，精量灌溉作為前沿技術之一，其主要核心是通過采用計算機智能化技術控制灌溉，有效掌握適量、實時這兩方面，促進作物生長，為作物提供良好的生長環境。

3.1 智能化控制顯示內容

智能化灌溉的組成部分主要分為以下幾種：采集、控制，結合通信功能實現數據的快速傳輸，在技術控制中，顯示功能是重要且較強的內容之一[9]。在具體運用時，需要有效采集水、電的具體數據，同時嚴格控制抗壓問題，不斷優化信息采集工作，使其能夠充分構建各類信息數據庫。當各項信息反饋到該類平臺中時，需要及時處理，而灌溉系統自身具備了報警功能，需要加快維修速度并加強及時處理緊急問題的能力[10]。

3.2 智能化控制計量內容

該系統可充分采用計量功能，明確農民自身的各項需求，獲取總用水量后，便于提升灌溉的穩定性、高效性[11]。并且，可通過電量了解水量的應用時間，并以實際需求為基準，將每家每戶的實際情況進行詳細記錄，進而有效分配電資源、水資源，以網絡設備為主，在各個位置上進行安裝。在安裝時需要明確壓力情況，特別是對于管道壓力問題，在該項工作中，為了能夠達到具體需求與標準，需要支持管道工作的全面、動態化的監測，以提升用水方面的有效性、安全性。

3.3 智能化控制存儲數據功能

在具體工作中，需要通過支持存儲功能以促進智能化控制工作，以便及時解決問題。同時，以具體需求為主，選擇合適的儲存方式，保障相關信息存儲的安全性。數據信息記錄主要包括刷卡時間、次數、卡中余額以及水量、電量的使用情況。此外，需要嚴格按照監測標準對相關過程進行嚴格監測，做好相應的記錄工作，以促進各類智能化工作的順利完成，從而實現智能化灌溉目標，滿足智能化系統的建設標準與需求。

3.4 智能化控制自動斷電

自動斷電保護是在突發斷電的情況下，為保障后續工作的順利進行以及滿足相關工作的實際需求對系統進行的斷電保護。在通電后，系統不會第一時間開啟水泵，水泵需要滿足一定時間范圍才會進行相應的工作，極大地減少了資源浪費的情況，同時有利于合理控制成本，使后續相關工作能夠順利完成，并在此基礎上達到相應的要求[12]。當發生停電情況時，工作人員可通過系統的功能配置滿足相應電源的需求，并對電源進行完善與優化，系統也能夠與內部功能需求相結合，自動更換工作或是實現不間斷供電。

3.5 智能化控制預警功能

預警功能在農業生產中的主要優勢體現在可高效處理報警信號，一旦在具體工作中個別環節存在問題，可及時觸發報警系統，產生相應的反應，從而促進系統高效處理問題。與此同時，通過與相應的需求相結合，在自檢功能建設的基礎上使系統在運行中更加穩定，還能夠在系統運行時更好地監測各方面功能，實現發出信號的目的，使系統及時、快速地感受到預警信號，并及時做出相應的反應。通常情況下，觸發報警時間以30 s 左右為主，一旦報警，若相關工作人員未能夠及時進行相應處理，那么該系統會繼續進行上報，直至完全解決該問題后才會停止報警。

3.6 智能化控制位移

智能化控制位移主要是指，在使用水泵時所存在的一系列問題都會對灌溉系統的各項功能造成不同程度的影響[13]。基于此，為了能夠提高系統整體質量與工作效率，需要進行有效控制。水泵的工作性能會直接受到水泵位移的影響，一旦水泵箱發生傾斜、位移等情況，系統會直接產生反應進行報警，且在系統報警后，報警聲音可持續30 s 以上。如果短時間內沒有工作人員對報警工作進行任何控制，那么系統會持續進行上報，直至解決該類問題才能夠繼續其他工作。

3.7 智能化斷相保護

電源是斷相保護功能中的重點保護對象。通常情況下，該類系統主要運用的電源為三相輸入電源，該類電源所具備的主要優勢與特點表現為能夠在設備出現問題后，及時、迅速地進行反應。同時，一旦發生問題，能夠及時與繼續工作的功能斷開，避免對后續工作造成不良影響，充分滿足各個單元的工作需求，促進后期工作的順利進行。但是，在具體操作過程中，當輸入電源發生斷線問題時，主要是由于在水源運行環節中，電力供應缺乏穩定性、各項壓力缺乏穩定性，也就是說以上問題主要是由壓力不穩所造成的。一旦發生問題，系統會快速發出停止運行指令，通常反應時間在10 s 以內，以此更好地防止內部不同零件發生問題，確保電壓、電力的整體穩定性。

3.8 智能化控制電網線報警

智能化控制電網線報警主要是對存在不穩定線路的情況及時發出預警指令，該方面主要包括內部所存在的不同問題，該類問題會使系統及時發出指令內容，為了能夠避免以上問題，電網線報警功能起到了良好的作用。在系統操作時，一旦電網線存在故障、問題，就會導致發生斷相問題，這會對系統的整體運行造成嚴重的不良影響，并且在具體運行時會對設備指令進行阻礙，限制其運行。一旦發生類似問題，可直接進行預警，指令可由預警向指揮中心發出，通常報警時間最短為30 s。

3.9 終端停電提醒

終端停電主要是由電源問題所導致的，一旦電源出現停電情況，在來電后，為滿足后續各項工作需求，相關系統在斷電后會自行進行參考提供，通過這種方式穩固系統內部的不同零件、功能，避免各個結構受到不同程度的影響，當系統能夠再次正常運行后，可對其進行及時處理。與此同時，需要充分根據實際情況進行斷水、斷電，在未接到任何指令的情況下，相關水電功能開始其他工作時，需要向指揮中心發出相應的指令，并采取相應的處理措施。

4 小結

現代化農業的主要發展目標是能夠通過對有限的水資源進行合理采用，以此不斷提高農業發展的高效性與整體質量，為了能夠達到這一目標，需要充分利用智能化精準灌溉系統。通過有效結合控制器、互聯網以及田間傳感器，提高灌溉過程的整體質量與便利性，降低相關人員的工作壓力與工作量，提高工作效率，不斷促進農業整體經濟的快速發展，實現經濟效益最大化，助推農業農村現代化。