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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用篇1

我國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)問(wèn)題一直是國(guó)家高度重視的發(fā)展問(wèn)題。為了加快我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，有力地推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)模式由傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔坌娃r(nóng)業(yè)，進(jìn)一步解放我國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力，近年來(lái)我國(guó)正在大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用。在智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)過(guò)程中，眾多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題極大地限制了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。其中節(jié)水灌溉的問(wèn)題是限制我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。農(nóng)業(yè)灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵部分，不解決節(jié)水灌溉問(wèn)題，智慧農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式便無(wú)法真正落實(shí)。

1節(jié)水灌溉問(wèn)題的社會(huì)背景

每年我國(guó)用于農(nóng)業(yè)灌溉的水資源約占我國(guó)總用水量的80%。雖然我國(guó)的水資源總量較為豐富，但是用于農(nóng)業(yè)灌溉的水資源卻依然存在較大的缺口。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)在灌溉過(guò)程中還存在較為嚴(yán)重的浪費(fèi)情況。這是由于我國(guó)農(nóng)業(yè)的灌溉技術(shù)水平較低，對(duì)水資源的利用率也遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)水平，進(jìn)而導(dǎo)致大量的水資源在農(nóng)業(yè)灌溉中無(wú)法得到充分的利用。低下的農(nóng)業(yè)灌溉效率嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，實(shí)行節(jié)水灌溉是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中一項(xiàng)勢(shì)在必行的工作任務(wù)。

2智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

2.1智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村的普及，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的現(xiàn)代科技正在大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，從而改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，進(jìn)而誕生了智慧農(nóng)業(yè)。智慧農(nóng)業(yè)需要采集整理傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并依靠物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)信息的整合共享，從而提升了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。在我國(guó)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)正處于快速發(fā)展的階段，我國(guó)多個(gè)省市正在進(jìn)行農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的試驗(yàn)運(yùn)行，以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深度結(jié)合。目前，隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的種植、收獲及銷(xiāo)售活動(dòng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化信息管理，可以合理地配置生產(chǎn)過(guò)程中的各種農(nóng)業(yè)資源。

2.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要依靠信息化的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中存在大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，人們可以通過(guò)傳感器進(jìn)行土壤信息、氣候信息的采集工作，確保農(nóng)民可以及時(shí)準(zhǔn)確地掌握各種與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的重要信息，從而幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合，改變傳統(tǒng)的以人和機(jī)械為中心的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的中心變?yōu)榱诵畔④浖Ｍㄟ^(guò)信息軟件，可以將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備聯(lián)合起來(lái)，初步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化和自動(dòng)化的生產(chǎn)。從技術(shù)層面上分析農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，可以將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)看作是由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層這三種結(jié)構(gòu)層次所組成的。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知層借助科技設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種物體的識(shí)別，采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，具體包括各種專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)傳感器及其組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)。例如，有檢測(cè)二氧化碳濃度的，有檢測(cè)溫度與濕度的，還有監(jiān)控?cái)z像頭等等。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層則是負(fù)責(zé)各種已獲取信息的傳遞與處理。這層結(jié)構(gòu)是由各種局域網(wǎng)、通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)構(gòu)成的。而應(yīng)用層則是負(fù)責(zé)連接農(nóng)業(yè)用戶(hù)與物聯(lián)網(wǎng)，確保物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用功能落到實(shí)處，真正為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供助力。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的具體應(yīng)用

智慧農(nóng)業(yè)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，這項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用了當(dāng)前社會(huì)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，構(gòu)成了灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，通常還會(huì)使用太陽(yáng)能技術(shù)為節(jié)水灌溉系統(tǒng)提供動(dòng)力能源。

3.1智慧農(nóng)業(yè)中節(jié)水灌溉的工作流程

在智慧農(nóng)業(yè)中，通過(guò)節(jié)水灌溉系統(tǒng)控制農(nóng)田的灌溉工作，以實(shí)現(xiàn)大量節(jié)省用于灌溉的水資源。一套完整的節(jié)水灌溉系統(tǒng)通常包括控制泵房的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)土壤墑情的土地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)氣象條件系統(tǒng)，管理視頻監(jiān)控的系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)地下水位系統(tǒng)，太陽(yáng)能節(jié)水系統(tǒng)等多個(gè)不同功能的子系統(tǒng)。節(jié)水灌溉系統(tǒng)通過(guò)自身的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理。在使用節(jié)水灌溉功能時(shí)，節(jié)水灌溉系統(tǒng)可以快速高效地收集關(guān)于農(nóng)田和作物的詳細(xì)信息，如，土壤溫度與濕度，光照強(qiáng)度，作物的長(zhǎng)勢(shì)等等，并將獲得的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合后，通過(guò)無(wú)線通訊上傳至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。而服務(wù)平臺(tái)則根據(jù)節(jié)水灌溉系統(tǒng)收集的反饋信息，對(duì)農(nóng)田的灌溉作業(yè)進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，幫助農(nóng)民確定具體的灌溉方式和灌溉用水量，并自動(dòng)調(diào)配當(dāng)?shù)氐墓喔扔盟瑢?duì)農(nóng)田中需要灌溉的農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)的灌溉作業(yè)。在灌溉作業(yè)進(jìn)行時(shí)，節(jié)水灌溉系統(tǒng)還在實(shí)時(shí)監(jiān)控灌溉結(jié)果，以及時(shí)調(diào)整灌溉方式，提高土地灌溉質(zhì)量。按照農(nóng)作物的需求執(zhí)行自動(dòng)化的智能灌溉，可以有效避免傳統(tǒng)灌溉方式中統(tǒng)一灌溉的情況，在保障農(nóng)作物用水需求的前提下，大幅度提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水資源的利用效果。此外，隨著智能手機(jī)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的連接，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人員還可以通過(guò)手機(jī)對(duì)土地的灌溉工作進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。管理人員通過(guò)手機(jī)屏幕便可以實(shí)時(shí)了解農(nóng)田的土壤情況，農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，以及當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r。目前的智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)針對(duì)節(jié)水灌溉作業(yè)提供給多項(xiàng)服務(wù)功能，用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽訪問(wèn)，并支持多個(gè)用戶(hù)同時(shí)瀏覽，用戶(hù)可以根據(jù)自身情況選擇自動(dòng)化，半自動(dòng)化，或人工手動(dòng)的節(jié)水灌溉模式。同時(shí)，平臺(tái)還支持灌溉區(qū)域情況的多維度展示與分析，以便于用戶(hù)及時(shí)了解和掌控農(nóng)田灌溉作業(yè)的詳細(xì)情況。

3.2智慧農(nóng)業(yè)中關(guān)于節(jié)水灌溉的物聯(lián)網(wǎng)方案

當(dāng)前的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)方式普遍是LORA+4G網(wǎng)絡(luò)，智能化網(wǎng)關(guān)使用是非授權(quán)的廣域網(wǎng)技術(shù)，而網(wǎng)關(guān)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的連接則使用的是4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是隨著國(guó)家針對(duì)LORA網(wǎng)關(guān)的使用做出了較多的限制，使得LORA網(wǎng)關(guān)在承載連接用戶(hù)數(shù)量方面的功能有著大幅的下降，從而導(dǎo)致該網(wǎng)關(guān)無(wú)法再為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供一些基本的服務(wù)功能，使得農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)無(wú)法滿足用戶(hù)的使用需求。因此，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必須對(duì)組網(wǎng)方案進(jìn)行升級(jí)，將會(huì)使用NB－IOT方式的組網(wǎng)方案。該種形式的組網(wǎng)方案將會(huì)減少建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的施工量，從而進(jìn)一步降低了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)還會(huì)提升服務(wù)平臺(tái)各個(gè)模塊的服務(wù)功能，使該農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供的各項(xiàng)服務(wù)變得更加可靠。此外，新型組網(wǎng)方式還會(huì)簡(jiǎn)化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的后期維護(hù)。

4結(jié)語(yǔ)

智慧農(nóng)業(yè)及其節(jié)水灌溉功能在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中后，極大地突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式，使農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不再完全依賴(lài)于天氣條件和種植經(jīng)驗(yàn)。在農(nóng)田灌溉方面，通過(guò)精準(zhǔn)化的灌溉方式，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地提升了智慧農(nóng)田節(jié)水灌溉的應(yīng)用效率，充分保護(hù)了當(dāng)?shù)氐乃Y源，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生產(chǎn)的可持續(xù)性發(fā)展。這對(duì)于農(nóng)業(yè)用水資源較為缺乏的地區(qū)有著極為重要的意義。

作者:呂慶軍 鐘聞?dòng)?由浩良 單位:吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用篇2

中國(guó)是一個(gè)具備悠久農(nóng)耕歷史的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)一直以來(lái)都是一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展問(wèn)題。為了繼續(xù)加快甘肅省農(nóng)業(yè)信息化科技的發(fā)展，加快傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向信息化智慧農(nóng)業(yè)的深刻轉(zhuǎn)型，進(jìn)一步加快我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的釋放，各級(jí)相關(guān)部門(mén)近年來(lái)一直積極地推動(dòng)信息物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等先進(jìn)的信息技術(shù)平臺(tái)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中卓有成效的創(chuàng)新應(yīng)用。

1節(jié)水灌溉問(wèn)題的社會(huì)背景

中國(guó)灌區(qū)每年安排的各類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械化灌溉設(shè)備用水總量約需占全國(guó)計(jì)劃總設(shè)備用水量比重的近80%。我國(guó)農(nóng)村水資源相對(duì)豐富，但與農(nóng)業(yè)機(jī)械化灌溉工程用水比例相比仍存在一些差距。這是由于我國(guó)的農(nóng)業(yè)水利灌溉設(shè)備技術(shù)水平很低，用水率仍遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)技術(shù)水平，導(dǎo)致我國(guó)大量農(nóng)業(yè)水資源尚未得到充分開(kāi)發(fā)。農(nóng)業(yè)設(shè)施灌溉效率嚴(yán)重低下，嚴(yán)重制約和影響了我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全面發(fā)展。因此，節(jié)水施肥和灌溉是在促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全面發(fā)展的過(guò)程中不可或缺的重大戰(zhàn)略和基本措施。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正在加快智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。通過(guò)智能監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制等工具，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化管理、檢測(cè)和生產(chǎn)，因地制宜，減少化肥、農(nóng)藥和水資源的使用，節(jié)約人力物力，增加生產(chǎn)收入，實(shí)現(xiàn)從機(jī)械化到智慧化的農(nóng)業(yè)革命。

2智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

2.1智慧農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀

隨著新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村的廣泛深入普及，農(nóng)民也在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境中廣泛應(yīng)用各種現(xiàn)代科技，影響和改變了傳統(tǒng)的農(nóng)耕環(huán)境，以及傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。智慧農(nóng)業(yè)還必須積極收集整理各類(lèi)農(nóng)業(yè)方面的現(xiàn)代化生產(chǎn)的技術(shù)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，依靠移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各地不同類(lèi)型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息系統(tǒng)的高度集成管理和知識(shí)共享，以進(jìn)一步提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)效率。在中國(guó)，農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在迅速發(fā)展。我國(guó)的一些地區(qū)和城市正積極地嘗試發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。目前，為了將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全球一體化，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了管理信息和農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售的現(xiàn)代化管理。

2.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的成功實(shí)施，主要依靠針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取信息。監(jiān)控農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中分布有很多在線傳感器節(jié)點(diǎn)。通過(guò)安裝這些無(wú)線傳感器，人們隨時(shí)可以獲取到土壤質(zhì)量和土壤氣候信息，農(nóng)民能夠更及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取檢查結(jié)果，并通過(guò)相關(guān)農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)參考信息，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)地解決相關(guān)生產(chǎn)問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)與集約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的結(jié)合，將使農(nóng)業(yè)逐漸地從以人力為中心、依賴(lài)于孤立機(jī)械的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，從而大量使用各種自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程控制的生產(chǎn)設(shè)備。通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)，將物聯(lián)網(wǎng)分為3個(gè)層面：遠(yuǎn)程監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控層可以檢測(cè)各種對(duì)象和采集農(nóng)場(chǎng)信息，包括各種傳感器和專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)設(shè)備傳感器，例如，碳濃度檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)、監(jiān)控?cái)z像頭、氣象站等。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)傳輸和處理收集的任何信息。該體系結(jié)構(gòu)由不同的本地網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)組成，負(fù)責(zé)將農(nóng)業(yè)用戶(hù)與物聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，確保物聯(lián)網(wǎng)的功能得以實(shí)現(xiàn)，并確保其真正有助于農(nóng)業(yè)發(fā)展。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的具體應(yīng)用

3.1智慧農(nóng)業(yè)中的節(jié)水灌溉工作流程

灌溉設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)備在不同地區(qū)的分布情況各異，因此，我們需要一個(gè)能夠互動(dòng)和有效控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)水管理中，控制系統(tǒng)非常重要。應(yīng)用對(duì)象是中央控制室和無(wú)線通信設(shè)備有限公司，系統(tǒng)從灌區(qū)采集信息和數(shù)據(jù)。然后，系統(tǒng)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并制定相關(guān)決策。該系統(tǒng)檢查設(shè)備、土地灌溉和指定農(nóng)業(yè)區(qū)的灌溉說(shuō)明、灌溉管道和相應(yīng)的控制閥。在農(nóng)田自動(dòng)灌溉過(guò)程中，傳感器實(shí)時(shí)收集記錄并分析傳輸出有關(guān)農(nóng)田水情動(dòng)態(tài)的各類(lèi)數(shù)據(jù)圖像和相關(guān)信息，并及時(shí)將圖像傳輸回控制中央系統(tǒng)。如果控制器發(fā)現(xiàn)田間供水量已達(dá)到滿載或超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)定量值，中央控制系統(tǒng)即發(fā)出緊急警報(bào)，控制閥則自動(dòng)緊急關(guān)閉農(nóng)田最后一根水管。基本參數(shù)傳感器與控制系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通訊方式目前主要是用GPRS網(wǎng)絡(luò)，控制測(cè)量指令數(shù)據(jù)主要還是通過(guò)中心控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)終端，通過(guò)流式以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至中央控制服務(wù)器。利用節(jié)水系統(tǒng)的節(jié)水功能，我們可以快速高效地收集農(nóng)田的溫度、亮度、光密度、作物生長(zhǎng)和其他功能，基于節(jié)水系統(tǒng)收集的備份信息，將通過(guò)非地面通信收集到的數(shù)據(jù)和信息整合并上傳到地面物聯(lián)網(wǎng)上，服務(wù)平臺(tái)為節(jié)水區(qū)域提供科學(xué)指導(dǎo)，幫助農(nóng)民確定安全用水和用水方法，在水處理過(guò)程中自動(dòng)分配安全用水和必要的水桶，安全的水控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用水情況，并及時(shí)調(diào)整供水模式，改善水質(zhì)。可根據(jù)作物需要進(jìn)行自動(dòng)智能供水，有效防止傳統(tǒng)供水模式下缺水或水量過(guò)大的情況。此外，農(nóng)業(yè)管理者還可以通過(guò)智能手機(jī)和農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程控制農(nóng)田灌溉。同時(shí)通過(guò)手機(jī)屏幕接收關(guān)于農(nóng)田土壤、作物生長(zhǎng)和當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r的實(shí)時(shí)信息。實(shí)用的農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)是基于互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)水服務(wù)平臺(tái)，提供不同的服務(wù)功能。用戶(hù)可以在線瀏覽。在瀏覽時(shí)，用戶(hù)可以根據(jù)自己的情況自動(dòng)、半自動(dòng)或立即儲(chǔ)存水。同時(shí)，該平臺(tái)還支持對(duì)水域條件的多邊論證和分析，用戶(hù)可以及時(shí)了解和獲取水域條件的數(shù)據(jù)。

3.2智慧農(nóng)業(yè)中節(jié)水灌溉的物聯(lián)網(wǎng)方案

控制系統(tǒng)包括控制室、安裝在水泵旁邊的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)有設(shè)備、農(nóng)業(yè)通信設(shè)備、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器。控制系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)射器和信息反射等傳感器可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。灌溉過(guò)程開(kāi)始進(jìn)行時(shí)，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)可將實(shí)時(shí)灌溉控制信息及時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程的監(jiān)控系統(tǒng)室。監(jiān)控系統(tǒng)可打開(kāi)自動(dòng)灌溉水控制閥，為農(nóng)業(yè)灌溉供水，并請(qǐng)求相應(yīng)的報(bào)警信息。當(dāng)灌溉水達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制閥自動(dòng)關(guān)閉。農(nóng)業(yè)環(huán)境的變化由GPRS傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)并發(fā)送到農(nóng)業(yè)設(shè)備。控制信號(hào)輸出的方法是：遠(yuǎn)程控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)利用服務(wù)器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，并在遠(yuǎn)程決策時(shí)發(fā)送實(shí)時(shí)控制信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)。目前農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模式一般為L(zhǎng)aura+4G網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)采用4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由于LauraGate的使用受到限制，該Gate無(wú)法提供一些農(nóng)業(yè)服務(wù)，LauraGate的用戶(hù)數(shù)量與功能數(shù)量的顯著減少有關(guān)。因此，有必要更新農(nóng)業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，并采用NB-loT物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將減少農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)一步降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本，提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的功能性。服務(wù)平臺(tái)的每個(gè)模塊都使農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)更加可靠。此外，還簡(jiǎn)化了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的后續(xù)維護(hù)。

3.3系統(tǒng)功能特點(diǎn)

3.3.1系統(tǒng)管理

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的主要功能是管理內(nèi)部數(shù)據(jù)、確定數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保護(hù)用戶(hù)賬戶(hù)、權(quán)限、文件和信息的完整性。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還可以規(guī)范特定領(lǐng)域的知識(shí)管理。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中，必須科學(xué)地管理內(nèi)部數(shù)據(jù)，不僅要確定數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，還要做好數(shù)據(jù)的維護(hù)工作。另外，管理系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)系統(tǒng)本身不能丟失，用戶(hù)賬戶(hù)、權(quán)限、信息等都需要保證安全。值得注意的是，具體領(lǐng)域的知識(shí)管理不應(yīng)被忽視，還應(yīng)確保其規(guī)范性。

3.3.2查詢(xún)、信息收集和搜索性能

使用不同的方法查找信息，然后利用圖表和其他不同的形式來(lái)表達(dá)結(jié)果。研究方法主要包括點(diǎn)搜索、空間搜索和組合邏輯形式。在系統(tǒng)功能上，需要保證數(shù)據(jù)的查詢(xún)、采集和分析。信息搜索可以是點(diǎn)搜索、空間搜索等多種方法，并利用圖形等形式表達(dá)結(jié)果。在該系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集是基于各個(gè)位置，長(zhǎng)信息和寬度可以準(zhǔn)確分類(lèi)。中央計(jì)算機(jī)接收到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)后，可以準(zhǔn)確地查找到信息。

3.3.3數(shù)據(jù)收集的自動(dòng)識(shí)別

數(shù)據(jù)采集終端根據(jù)不同的位置自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)精確采集經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行行為數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

3.3.4數(shù)據(jù)分析職能

在系統(tǒng)的使用過(guò)程中，數(shù)據(jù)和信息的收集、處理和分析起著非常重要的作用。在信息收集過(guò)程中，可以通過(guò)圖形幫助和其他方法顯示在某個(gè)點(diǎn)或空間中。在系統(tǒng)中，必須分析在所有位置獲取的數(shù)據(jù)，以確定顯示的準(zhǔn)確性。從監(jiān)控計(jì)算機(jī)收集信息和數(shù)據(jù)后，必須使用中央計(jì)算機(jī)來(lái)正確安排位置。分析不同地段的不同特點(diǎn)，并將結(jié)果以專(zhuān)題圖的形式打印出來(lái)。

4結(jié)束語(yǔ)

智慧農(nóng)業(yè)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用范圍和重要意義。物聯(lián)網(wǎng)被世界公認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。它是以感知為前提，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理過(guò)程中，基于信息采集點(diǎn)感知數(shù)據(jù)，集成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理知識(shí)模型，開(kāi)發(fā)大田生產(chǎn)智能決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)施肥、節(jié)水灌溉、病蟲(chóng)害預(yù)警防治等生產(chǎn)措施的智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)智能節(jié)水灌溉是農(nóng)田節(jié)水灌溉的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)新技術(shù)，它不僅能夠根據(jù)相應(yīng)植物的需水特性、生育階段、氣候、土壤條件等做合理設(shè)計(jì)，制定相應(yīng)的灌溉制度，適時(shí)、適量，合理灌溉，也可以做到局部灌溉。還可避免土壤鹽堿化，對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)鹽堿化的土壤，可利用灌溉沖洗土壤中的可溶鹽分，以改良土壤。此外科學(xué)灌溉方式還可起到預(yù)防果樹(shù)蔬菜霜凍和預(yù)防干熱風(fēng)危害，以及防止土壤風(fēng)蝕等作用。

作者:石沖貌 單位:甘肅瑞盛?亞美特高科技農(nóng)業(yè)有限公司

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用篇3

近年來(lái)，世界各國(guó)都在大力推廣和應(yīng)用智能節(jié)水灌溉設(shè)備，以緩解農(nóng)業(yè)用水危機(jī)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。我國(guó)也不斷加大先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的開(kāi)發(fā)力度，特別是智慧節(jié)水灌溉的推廣和普及，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的節(jié)能灌溉經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，從而進(jìn)一步提高我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉效果。由于先進(jìn)的灌溉設(shè)備設(shè)施價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，使得這些設(shè)備無(wú)法在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)這一情況，必須加大物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中應(yīng)用的研究力度，充分發(fā)揮這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、智慧的節(jié)水灌溉，從而有效緩解我國(guó)農(nóng)業(yè)用水緊張現(xiàn)狀。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)又可稱(chēng)之為萬(wàn)物的互聯(lián)網(wǎng)，英文名稱(chēng)為Internetofthings，該技術(shù)在本質(zhì)上就是借助互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)際事物連通在一起，實(shí)現(xiàn)彼此信息的互通共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息化時(shí)代下的新興產(chǎn)物，能夠?qū)F(xiàn)實(shí)和虛擬加以有效統(tǒng)一和整合，以顯著提高事務(wù)管理的精度和強(qiáng)度，為各行各業(yè)良好發(fā)展提供新的方法和模式，也為全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供無(wú)限的活力。對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效利用，能夠解決過(guò)去以人力為中心的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中存在的諸多不足，推動(dòng)農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化與機(jī)械化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化與智慧化［1］。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要包括了感知層、傳輸層與應(yīng)用層，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不同階段應(yīng)用相應(yīng)的信息傳感器，建構(gòu)系統(tǒng)性、統(tǒng)一性的信息監(jiān)控中心平臺(tái)，然后對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的土壤肥力、濕度、光照等各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)加以實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)量，結(jié)合測(cè)量結(jié)果來(lái)科學(xué)調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

對(duì)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程的構(gòu)建，主要依靠針對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程的在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)獲取信息，也就是將不同類(lèi)型的無(wú)線傳感器安裝到農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物所處的土壤質(zhì)量、氣候環(huán)境等條件的全面監(jiān)控，以便農(nóng)業(yè)從業(yè)者隨時(shí)隨地獲取到準(zhǔn)確地信息數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，并采取有效的技術(shù)措施進(jìn)行處理［3］。通過(guò)有效結(jié)合集約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠改變過(guò)去以人力為中心與依賴(lài)機(jī)械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)變成以軟件和信息為中心的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，進(jìn)而有效應(yīng)用各種智能化、先進(jìn)化、自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)主要包括：（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控層，可對(duì)各種對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息，由專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)設(shè)備和各種傳感器共同構(gòu)成，如：氣象站、溫濕度檢測(cè)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等；（2）網(wǎng)絡(luò)層，可對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控層獲取的所有信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與處理，由不同的本地網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成；（3）應(yīng)用層，可有效連接起農(nóng)業(yè)從業(yè)者與物聯(lián)網(wǎng)，保證物聯(lián)網(wǎng)功能的順利實(shí)現(xiàn)。

三、智慧農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)類(lèi)型

（一）RFID技術(shù)

RFID技術(shù)也就是頻率識(shí)別感知技術(shù)，該技術(shù)借助無(wú)線電對(duì)頻率的感知能力來(lái)記錄接收到的信息數(shù)據(jù)，但僅僅針對(duì)短距離的數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)主要涉及到閱讀器、應(yīng)答器及軟件處理系統(tǒng)三個(gè)部分，能夠迅速地掃描物體，運(yùn)行時(shí)間較為持久，具備較強(qiáng)抗干擾能力，記憶大容量的數(shù)據(jù)。其中閱讀器設(shè)備能夠在較短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到相關(guān)信號(hào)，然后上傳到軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析整理，再由閱讀器全面呈現(xiàn)出被檢測(cè)到的信號(hào)，以便操作人員更加及時(shí)、直觀地看到數(shù)據(jù)分析內(nèi)容，從而更加科學(xué)地把控信息數(shù)據(jù)。

（二）傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具體由數(shù)據(jù)處理單位部件、傳感器部件、通信部件等構(gòu)成，其能夠在多個(gè)領(lǐng)域中對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢測(cè)，并將若干個(gè)不同點(diǎn)有效聯(lián)系在一起，從而構(gòu)建起一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)體系。由于傳感器中遍布諸多的節(jié)點(diǎn)，且這些節(jié)點(diǎn)具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力，所以能夠存儲(chǔ)一定的能量，保證傳感器設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，其屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的核心部件，能夠強(qiáng)化文件數(shù)據(jù)和人之間的交流［4］。

四、智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用意義

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方面具備顯著的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，將相關(guān)設(shè)備設(shè)施布設(shè)到田間，以對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的土壤質(zhì)量、溫濕度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與傳輸，并借助專(zhuān)業(yè)的軟件設(shè)備對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接受與分析，然后結(jié)合分析結(jié)果明確出科學(xué)合理的決策，向田間設(shè)備發(fā)出合適的灌溉指令。如：借助先進(jìn)的監(jiān)測(cè)軟件來(lái)分析田間的土壤水含量，明確土壤灌溉飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)，再提出具體的灌溉方案，利用中央控制系統(tǒng)將相關(guān)指令發(fā)送至閥門(mén)控制系統(tǒng)，由該系統(tǒng)結(jié)合指令來(lái)開(kāi)啟灌區(qū)閥門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的智能化。

五、智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）節(jié)水灌溉工作流程

不同地區(qū)的灌溉設(shè)備與監(jiān)測(cè)設(shè)備分布狀況存在很大的差異，需要一個(gè)可以互動(dòng)與有效控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。對(duì)于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉管理而言，控制系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用，應(yīng)用對(duì)象是無(wú)線通信設(shè)備與中央控制室，系統(tǒng)能夠?qū)喔葏^(qū)域的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理，提出相應(yīng)的決策［5］。具體應(yīng)用中，可借助傳感器來(lái)對(duì)有關(guān)農(nóng)田水情動(dòng)態(tài)的各類(lèi)數(shù)據(jù)圖像與信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集、記錄與分析，并將圖像上傳到控制中央系統(tǒng)，若控制器發(fā)現(xiàn)農(nóng)田供水量已經(jīng)滿載或是大于預(yù)先設(shè)定的量值時(shí)，中央控制系統(tǒng)會(huì)馬上發(fā)出警報(bào)，這時(shí)控制閥會(huì)自動(dòng)緊急關(guān)閉田間的最后一根水管。同時(shí)，依靠于GPRS網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和基本參數(shù)傳感器之間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通訊，利用中心控制平臺(tái)的計(jì)算機(jī)終端，將控制測(cè)量指令數(shù)據(jù)傳輸至中央控制服務(wù)器，以便相關(guān)工作人員及時(shí)獲取到田間的光密度、亮度、溫度、作物生長(zhǎng)狀態(tài)等；并利用系統(tǒng)收集的備份系統(tǒng)，把通過(guò)非地面通信獲取到的數(shù)據(jù)信息整合并傳輸至地面物聯(lián)網(wǎng)上，農(nóng)田節(jié)水灌溉作業(yè)提供科學(xué)指導(dǎo)，以提高節(jié)水灌溉效果，如：通過(guò)分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，明確目前作物生產(chǎn)過(guò)程中所需的水量，然后進(jìn)行自動(dòng)智能供水，有效避免缺水或是灌溉水量過(guò)大等問(wèn)題的發(fā)生。另外，可利用專(zhuān)門(mén)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與智能移動(dòng)設(shè)備，對(duì)農(nóng)田灌溉進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，還可通過(guò)智能移動(dòng)設(shè)備來(lái)實(shí)時(shí)獲取關(guān)于農(nóng)田土壤、本地氣候狀況、作物生長(zhǎng)等信息，然后結(jié)合自身具體情況，進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)的水資源存儲(chǔ)工作；該平臺(tái)還支持對(duì)本地水域條件的多層面分析與論證，以便管理者實(shí)施掌握水域條件數(shù)據(jù)，提出更加科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉策略。

（二）節(jié)水灌溉的物聯(lián)網(wǎng)方案

在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉過(guò)程中，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建專(zhuān)門(mén)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由控制室、農(nóng)業(yè)通信設(shè)備、傳感器、驅(qū)動(dòng)器及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成，其中無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的主要功能是：向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)室實(shí)時(shí)傳遞農(nóng)田灌溉控制信息，監(jiān)控系統(tǒng)室對(duì)這些信息進(jìn)行分析和處理，明確是否需要啟動(dòng)灌溉水控制閥，并在灌水達(dá)到預(yù)設(shè)值以后，自動(dòng)關(guān)閉控制閥。GPRS傳感器能夠?qū)r(nóng)業(yè)環(huán)境的變化情況進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，然后將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸至農(nóng)業(yè)設(shè)備，在這一環(huán)節(jié)中，可利用遠(yuǎn)程控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析計(jì)算，且在遠(yuǎn)程決策時(shí)輸出實(shí)時(shí)控制信號(hào)［6］。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模式主要是Laura+4G網(wǎng)絡(luò)，并將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)中，但由于該網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用存在諸多的局限性，部分農(nóng)業(yè)服務(wù)不能提供，所以相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士提出了更新農(nóng)業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃——NBloT物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，該計(jì)劃的實(shí)施能夠減少農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，節(jié)省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本，提高服務(wù)平臺(tái)的可靠性與穩(wěn)定性，還能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其服務(wù)的功能性。

（三）系統(tǒng)主要組成部分

一是智慧平臺(tái)，即信息中心。可對(duì)多維信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與維護(hù)處理，更加精準(zhǔn)的呈現(xiàn)農(nóng)田的環(huán)境信息、作物水量信息、農(nóng)業(yè)氣候信息等，然后利用智能灌溉控制軟件來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。二是田間灌溉控制系統(tǒng)。通過(guò)解碼器來(lái)將農(nóng)田中布設(shè)的流量傳感器、壓力傳感器與電池閥連接起來(lái)，構(gòu)建出一個(gè)實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)，確保能夠及時(shí)地獲取農(nóng)田灌溉數(shù)據(jù)，為灌溉方案的制定提供數(shù)據(jù)參考；農(nóng)業(yè)管理者可利用計(jì)算機(jī)設(shè)備輸入對(duì)應(yīng)的IP地址，然后進(jìn)入到農(nóng)田灌溉控制頁(yè)面，完成灌溉參數(shù)的設(shè)置。三是農(nóng)田氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。能夠?qū)崟r(shí)采集農(nóng)田所在區(qū)域的雨量與溫度、濕度等參數(shù)信息，然后傳輸至智慧平臺(tái)中，依據(jù)內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)的需求來(lái)明確農(nóng)作物的水量需求，為節(jié)水灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行提供精準(zhǔn)的參數(shù)。四是遠(yuǎn)程土壤墑情測(cè)報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可結(jié)合實(shí)時(shí)的氣象信息與農(nóng)田土壤含水量，自動(dòng)評(píng)估土壤墑情，并對(duì)農(nóng)田灌溉水量的上限與下限值進(jìn)行設(shè)定，并能夠?qū)r(nóng)田的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)請(qǐng)求。五是遠(yuǎn)程管道壓力與流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要是借助低功耗傳感器，對(duì)農(nóng)田中各條管道的壓力與流量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后傳輸至灌溉控制器、信息中心綜合管控平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)管理者制定灌溉決策提供支持。六是遠(yuǎn)程作物長(zhǎng)勢(shì)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要是借助視頻設(shè)備來(lái)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)趨勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便農(nóng)業(yè)管理者隨時(shí)隨地查詢(xún)農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況，比較以往年限中灌溉與施肥方案。七是能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)全面分析農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的電能消耗狀況，來(lái)提出更加合理的灌溉用電量方案，從而實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約。

（四）技術(shù)控制策略

一是數(shù)據(jù)的傳輸層研究。針對(duì)農(nóng)作物的監(jiān)控信息傳輸，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)對(duì)農(nóng)作物的整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可馬上發(fā)出報(bào)警信息，以便相關(guān)人員及時(shí)采取措施補(bǔ)救。數(shù)據(jù)可通過(guò)移動(dòng)數(shù)據(jù)、藍(lán)牙及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，但為確保傳輸過(guò)程的高效率和安全性，必須結(jié)合不同傳輸方式的具體特征，采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行維護(hù)，如：通常更傾向于采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，既能夠滿足不同農(nóng)業(yè)區(qū)域的信息傳輸需求，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程的有效監(jiān)控。二是GPRS通信技術(shù)。主要是通過(guò)信息的傳輸來(lái)對(duì)農(nóng)作物的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中應(yīng)用GPRS通信技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)在于利用智能手機(jī)的相互聯(lián)結(jié)，即可完成信息的傳輸。三是數(shù)據(jù)的終端處理。數(shù)據(jù)終端可對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，然后將處理結(jié)果上傳到監(jiān)控平臺(tái)，可以結(jié)合這一處理結(jié)果來(lái)制定科學(xué)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方案，明確灌溉設(shè)備啟動(dòng)的時(shí)間與灌溉時(shí)長(zhǎng)。同時(shí)，終端數(shù)據(jù)處理可以對(duì)農(nóng)作物土壤的參數(shù)進(jìn)行全面的分析，并將分析結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便后續(xù)工作開(kāi)展的應(yīng)用。

六、強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應(yīng)用效果

首先，注重傳感器技術(shù)的合理利用。在智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)中合理布設(shè)傳感設(shè)備，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向中央處理器內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)嵌入式技術(shù)和無(wú)線射頻等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的綜合運(yùn)用，來(lái)自動(dòng)識(shí)別農(nóng)業(yè)灌溉數(shù)據(jù)信息，讓該灌溉系統(tǒng)得以靈活制動(dòng)，更好地滿足農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉實(shí)際需求。其次，加大物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投入力度。各地區(qū)政府部門(mén)應(yīng)遵循因地制宜的原則，適當(dāng)增加物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)投入力度，積極引入先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備，盡快建構(gòu)出智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)，最后，基于智能灌溉的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。要立足于Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，打造精準(zhǔn)的灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量與獲取，從而實(shí)施掌握農(nóng)作物對(duì)水的需求狀況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。設(shè)置專(zhuān)門(mén)的無(wú)線傳感器，打造智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，更加精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)農(nóng)田水分含量和水層高度等，從而提出更加科學(xué)的灌溉決策，實(shí)現(xiàn)定量灌溉。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)下，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉模式已經(jīng)無(wú)法滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，所以我國(guó)提出了智慧農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的理念，通過(guò)有效應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況、本地氣候環(huán)境等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然后明確農(nóng)作物的土壤含水量等，提出更加科學(xué)合理的灌溉策略，實(shí)現(xiàn)適量與適時(shí)灌溉，也可實(shí)現(xiàn)局部灌溉，從而避免農(nóng)作物灌溉水不足或是過(guò)量，確保農(nóng)作物健康生長(zhǎng)的同時(shí)，提高水資源的利用率。

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作者:宋衛(wèi)東 單位:東港市水利事務(wù)服務(wù)中心