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    物聯網技術下智慧節水灌溉系統架構與應用

    時間:2020-04-27 來源:南方農機 本文字數:2036字
    作者:楊雪怡,王澤源,王慧琳 單位:河北農業大學

      摘    要: 智慧節水灌溉系統的應用離不開物聯網技術,將農作物生長、氣候、降水、收割時間、病蟲害等因素關聯在一起科學完善灌溉系統,可為提高農作物收益奠定基礎。本文基于物聯網技術探析智慧節水灌溉系統應用方略,以期為新時代農業朝著信息化、智慧化方向發展助力。

      關鍵詞: 物聯網技術; 智慧節水; 灌溉; 應用;

      1、 基于物聯網技術發展智慧節水灌溉系統的意義

      1)應用物聯網技術將有關農作物灌溉的設備與互聯網聯系在一起,通過數據傳播媒介實現通信目標,針對灌溉設備進行遠程控制,旨在節約水源,達到科學澆灌目的。

      2)利用傳感器搜集與農業灌溉相關數據信息,根據農作物生長實況進行在線監測并獲取統計報表,為農民調整灌溉對策,優化灌溉系統提供依據。

      3)應用物聯網技術針對農業灌溉展開環保、安全、節能、高效一體化管理活動,改善人與生態、農業與經濟發展關系,推動農業可持續發展。

      2、 基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統架構

      1)基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統從上到下由感知層、網絡層、應用層構成,其中感知層為核心功能層,是智能節水灌溉系統標準化、產業化運行的關鍵一環,需從成本、能耗、規模等角度出發根據智能化灌溉需求加以調控。網絡層以移動通信網絡為依托覆蓋整個灌溉系統,經由終端信息傳輸基礎設施搜集整合數據信息,為感知層操控智慧節水灌溉系統提供依據。網絡層將有關智慧節水灌溉系統的初始化數據信息傳輸至感知層,感知層通過計算將分析結果傳輸至網絡層同時驅動應用層,助力該系統采取解決方案落實節水灌溉目標。

      2)基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統主要由無線通信系統、業務應用系統、傳感網絡、運營支撐等系統構成,其中傳感網絡負責采集與該系統運轉相關數據信息并在網關終端匯集,經由無線通信網絡系統將數據信息傳輸至指定模塊,為遠距離操控智慧節水灌溉系統奠定基礎,有利于節約灌溉成本,提高節水灌溉管理有效性[1]。
     

    物聯網技術下智慧節水灌溉系統架構與應用
     

      3 、基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統應用要點

      3.1、 有效利用傳感器技術

      通過對基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統架構進行分析可知,感知層、應用層、網絡層及各系統均對灌溉相關數據信息有極高需求,旨在確保灌溉決策符合實際。這就需要基于物聯網應用傳感器技術,將傳感設備置于智慧節水灌溉系統內,經由無線網絡向中央處理器內傳輸數字信號,加之嵌入式技術、無線射頻等技術的綜合運用,針對灌溉數據信息進行自動識別,使該灌溉系統得以靈活制動,滿足農田節水灌溉實際需求。

      3.2、 加大物聯網產業投入力度

      我國農業種植環境較為復雜,不同地區網絡基礎設施發展進度不一,徒增基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統應用難度,為此,地方政府相關部門需在因地制宜、創新爭優思想指引下,做好智慧節水灌溉系統發展所需硬件、軟件等資源投入工作,打造具有地域農業特色的智慧節水灌溉系統,為物聯網技術的充分利用鋪平道路[2]。

      4、 基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統應用方略

      4.1、 樹立物聯網技術在智慧節水灌溉系統中合理應用的意識

      人的意識對行為具有極為深遠的影響,為保障我國農業得以可持續發展,有效解決水資源浪費問題,需意識到物聯網技術應用重要性。在農業管理戰略中納入物聯網技術,通過實時監測灌溉信息統籌土壤水分、農作物長勢、水肥比等數據資源,擴展節水灌溉信息感知范圍,在處理灌溉信息基礎上科學操控該系統,如控制灌溉時長、水流速度、流量、水體狀態等,同時將數據信息經由無限網絡傳輸至農業監控中心,實現灌溉數據共享目標[3]。

      4.2、 基于物聯網技術持續優化智慧節水灌溉系統

      1)優化基礎設備,如運用頻域型傳感器,快速、準確、簡便、安全獲悉有關土壤水分的數據信息,發揮該傳感設備寬量程、自動化優勢,為提高該系統運行效率奠定基礎;2)優化信息系統,如增強網絡安全協議合理性、有效性,確保信息數據流通安全可靠,考慮農作物長勢、地域氣候、病蟲害等因素對節水灌溉智能化系統帶來的影響,應用ZigBee等技術提升該系統兼容、抗干擾、傳輸快等能力,使數據終端可及時獲悉灌溉設備操控指令;3)優化能源系統,如利用風能、太陽能等清潔能源滿足智慧節水灌溉系統運行需求,使用能耗低的通信模塊,加之運用電壓動態調節、動態功率管理等技術減少系統能耗,使該系統得以可持續發展[4,5]。

      5 、結束語

      綜上所述,利用物聯網技術,可將灌溉系統、設備、農業管理舉措、農作物生產狀態有關數據信息整合到一起,以為制定科學可行灌溉對策提供依據,實現遠程監控用水量,繼而提高農業灌溉管理質量。

      參考文獻

      [1] 劉慧,陳龍.物聯網技術在智慧農業節水灌溉中的應用[J].中國科技信息,2018(12):61+63.
      [2] 孫剛,房巖,陳野夫,等.人工智能在智慧農業中的應用研究[J].吉林工程技術師范學院學報,2019,35(10):93-96.
      [3] 芮小玲,吳一凡.基于物聯網技術的智慧水利系統[J].計算機系統應用,2012(4):98.
      [4] 黃鳳崗.基于物聯網的智慧水利工程信息管理系統[J].中國水能及電氣化,2013(5):45.
      [5] 阮正鑫,陳勝倩,林志林.基于物聯網技術的智能農業自動控制系統[J].南方農機,2017,48(16):98.

      原文出處:楊雪怡,王澤源,王慧琳.基于物聯網技術的智慧節水灌溉系統分析[J].南方農機,2020,51(07):68.
    相關標簽:節水灌溉論文
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