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物联网技术下智慧节水灌溉系统架构与应用

时间:2020-04-27 来源:南方农机 作者:杨雪怡,王泽源,王慧琳 本文字数:2036字

  摘    要: 智慧节水灌溉系统的应用离不开物联网技术,将农作物生长、气候、降水、收割时间、病虫害等因素关联在一起科学完善灌溉系统,可为提高农作物收益奠定基础。本文基于物联网技术探析智慧节水灌溉系统应用方略,以期为新时代农业朝着信息化、智慧化方向发展助力。

  关键词: 物联网技术; 智慧节水; 灌溉; 应用;

  1、 基于物联网技术发展智慧节水灌溉系统的意义

  1)应用物联网技术将有关农作物灌溉的设备与互联网联系在一起,通过数据传播媒介实现通信目标,针对灌溉设备进行远程控制,旨在节约水源,达到科学浇灌目的。

  2)利用传感器搜集与农业灌溉相关数据信息,根据农作物生长实况进行在线监测并获取统计报表,为农民调整灌溉对策,优化灌溉系统提供依据。

  3)应用物联网技术针对农业灌溉展开环保、安全、节能、高效一体化管理活动,改善人与生态、农业与经济发展关系,推动农业可持续发展。

  2、 基于物联网技术的智慧节水灌溉系统架构

  1)基于物联网技术的智慧节水灌溉系统从上到下由感知层、网络层、应用层构成,其中感知层为核心功能层,是智能节水灌溉系统标准化、产业化运行的关键一环,需从成本、能耗、规模等角度出发根据智能化灌溉需求加以调控。网络层以移动通信网络为依托覆盖整个灌溉系统,经由终端信息传输基础设施搜集整合数据信息,为感知层操控智慧节水灌溉系统提供依据。网络层将有关智慧节水灌溉系统的初始化数据信息传输至感知层,感知层通过计算将分析结果传输至网络层同时驱动应用层,助力该系统采取解决方案落实节水灌溉目标。

  2)基于物联网技术的智慧节水灌溉系统主要由无线通信系统、业务应用系统、传感网络、运营支撑等系统构成,其中传感网络负责采集与该系统运转相关数据信息并在网关终端汇集,经由无线通信网络系统将数据信息传输至指定模块,为远距离操控智慧节水灌溉系统奠定基础,有利于节约灌溉成本,提高节水灌溉管理有效性[1]。
 

物联网技术下智慧节水灌溉系统架构与应用
 

  3 、基于物联网技术的智慧节水灌溉系统应用要点

  3.1、 有效利用传感器技术

  通过对基于物联网技术的智慧节水灌溉系统架构进行分析可知,感知层、应用层、网络层及各系统均对灌溉相关数据信息有极高需求,旨在确保灌溉决策符合实际。这就需要基于物联网应用传感器技术,将传感设备置于智慧节水灌溉系统内,经由无线网络向中央处理器内传输数字信号,加之嵌入式技术、无线射频等技术的综合运用,针对灌溉数据信息进行自动识别,使该灌溉系统得以灵活制动,满足农田节水灌溉实际需求。

  3.2、 加大物联网产业投入力度

  我国农业种植环境较为复杂,不同地区网络基础设施发展进度不一,徒增基于物联网技术的智慧节水灌溉系统应用难度,为此,地方政府相关部门需在因地制宜、创新争优思想指引下,做好智慧节水灌溉系统发展所需硬件、软件等资源投入工作,打造具有地域农业特色的智慧节水灌溉系统,为物联网技术的充分利用铺平道路[2]。

  4、 基于物联网技术的智慧节水灌溉系统应用方略

  4.1、 树立物联网技术在智慧节水灌溉系统中合理应用的意识

  人的意识对行为具有极为深远的影响,为保障我国农业得以可持续发展,有效解决水资源浪费问题,需意识到物联网技术应用重要性。在农业管理战略中纳入物联网技术,通过实时监测灌溉信息统筹土壤水分、农作物长势、水肥比等数据资源,扩展节水灌溉信息感知范围,在处理灌溉信息基础上科学操控该系统,如控制灌溉时长、水流速度、流量、水体状态等,同时将数据信息经由无限网络传输至农业监控中心,实现灌溉数据共享目标[3]。

  4.2、 基于物联网技术持续优化智慧节水灌溉系统

  1)优化基础设备,如运用频域型传感器,快速、准确、简便、安全获悉有关土壤水分的数据信息,发挥该传感设备宽量程、自动化优势,为提高该系统运行效率奠定基础;2)优化信息系统,如增强网络安全协议合理性、有效性,确保信息数据流通安全可靠,考虑农作物长势、地域气候、病虫害等因素对节水灌溉智能化系统带来的影响,应用ZigBee等技术提升该系统兼容、抗干扰、传输快等能力,使数据终端可及时获悉灌溉设备操控指令;3)优化能源系统,如利用风能、太阳能等清洁能源满足智慧节水灌溉系统运行需求,使用能耗低的通信模块,加之运用电压动态调节、动态功率管理等技术减少系统能耗,使该系统得以可持续发展[4,5]。

  5 、结束语

  综上所述,利用物联网技术,可将灌溉系统、设备、农业管理举措、农作物生产状态有关数据信息整合到一起,以为制定科学可行灌溉对策提供依据,实现远程监控用水量,继而提高农业灌溉管理质量。

  参考文献

  [1] 刘慧,陈龙.物联网技术在智慧农业节水灌溉中的应用[J].中国科技信息,2018(12):61+63.
  [2] 孙刚,房岩,陈野夫,等.人工智能在智慧农业中的应用研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2019,35(10):93-96.
  [3] 芮小玲,吴一凡.基于物联网技术的智慧水利系统[J].计算机系统应用,2012(4):98.
  [4] 黄凤岗.基于物联网的智慧水利工程信息管理系统[J].中国水能及电气化,2013(5):45.
  [5] 阮正鑫,陈胜倩,林志林.基于物联网技术的智能农业自动控制系统[J].南方农机,2017,48(16):98.

    杨雪怡,王泽源,王慧琳.基于物联网技术的智慧节水灌溉系统分析[J].南方农机,2020,51(07):68.
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