基于物联网技术的农业智能灌溉系统应用分析

基于物联网技术的农业智能灌溉系统应用分析
摘要：伴随着我国经济和科技的快速发展, 我国现代科学技术也不断提升, 产生了部分新颖的网络科技产品, 物联网就是现代信息技术的重要产物之一。

物联网等
各类高端新颖的科学技术在不断融入农业安全生产当中, 全面加快了我国现代农
业发展成为目前重要的战略目标。

关键词：物联网；智能化；农业
一、农业智能灌溉系统的现状
1.智能节水灌溉系统的研究背景
随着全球气候的越来越恶化，恶劣的气候变化已经严重影响了我国在农业方
面的发展，尤其是气候变暖，我国大部分地区的气候类型是温带气候，在温度上
升的趋势里我国在原本水资源短缺的状况下更加不利于农业的发展。

水是生命之源，是人类生产和生活的必不可少的资源，我国的水资源总量居世界第六，然而
人均水资源仅为世界平均水平的1/4，并且还有大量的难以使用的水资源，我国
可利用的水资源真的是少之更少。

我国地域辽阔，南北较大的跨度决定了降水资源的分布不均，并且在温带季
风气候的影响下，形成了我国夏季降雨多，冬季降雨少的局面。

随着国家的经济
发展，更多的地方发展是在浪费资源的状况下发展起来的，工厂的废水污染了水源，人们的可持续发展观念不强。

农业灌溉好多地区还是使用的大水漫灌这种原
始的方式，这些严重造成了水资源的浪费。

2.智能节水灌溉系统的研究意义
我国作为一个水资源严重缺乏的国家，人均水资源低再加上水资源的时空分
部不均，再加上经济的发展导致了水资源的污染，国民节约水资源的意识不够等
等这些都要求我们应该应用节水技术。

在农业方面，更应该使用节水灌溉系统缓
解我国因为水资源短缺带来的农业产量降低，应用农业节水灌溉系统，有利于提
高农业的生产产量提高，促进我国农业现代化的发展。

二、智能节水灌溉系统简介
1. 智能节水灌溉系统的预期功能和技术指标
在农作物生长的过程中，有很多因素影响农作物的生长，比如阳光，土壤，
水分等等，所以我们在研究智能节水灌溉系统中就需要针对这些因素来保障我们
农作物的生长。

在智能节水灌溉系统中刚开始研究的就是土壤的湿度和温度的因素，对于任何一个事物来说，过少过多都不能促使它能够完美，农作物也是一样，土壤的湿度和温度过多过少都会影响农作物的生长，所以我们需要秉着适度的原
则来促使我们的智能节水系统稳定到一个状态。

我们的智能系统里面包括湿度传
感器和温度传感器，这样通过测量就可以传输给计算机，我们就可以根据农作物的最良好的生长温度和湿度进行灌溉，当达到最适值时，利用先前设定好
的程序那么灌溉系统就会自动停止。

当然，在农作物生长过程中，影响的因素不
止与这些，还有病虫害危害，所以我们一定要让土壤湿度保持到最适值。

所以，
土壤湿度应该保持在70％左右，并且不应该超过80％。

2.物联网农业灌溉系统的硬件功能设计
智慧农业节水灌溉系统是利用计算机网络、物联网技术等相关先进的技术集
合的系统。

这些先进的各种系统发挥自己的功能，它们可以对农田的各种信息进
行采集，并通过网络将信息传输出去达到相应的数据分析设备，通过数据分析之
后将按照农作物的需水量情况进行定量灌溉，达到节水的效果，实现了自动化服
务，提高了水资源的利用率以及农作物的产量。

农业物联网由大量的传感器节点
构成监控网络, 通过这些传感器采集土壤、气候等信息, 可以促使农民能够全面掌
握农业相关信息, 并能够及时发现问题、准确定位问题位置,这样农民也能够了解
这个系统，只有使用了智能节水灌溉系统才能够促使农业转型为信息化，现代化，帮助我国农业的发展，实现智能化农业。

从技术架构上, 农业物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。

感知层是参
与识别和获取信息，是由各种传感器组成；网络层主要是通过各种网络途径负责
传递和分析信息；应用层的功能是连接物联网和用户，在农业灌溉系统方面，就
是连接农民和物联网，实现系统的价值。

2.1物联网信息采集单元的硬件设计
对于一个系统的使用，最开始也是最重要的就是信息采集。

例如土壤湿度感
应器把收集到的土壤数据,通过网络传输到计算机上，这样计算机上就会显示出土
壤湿度的数据。

然而一切的科技成果都需要遵循客观的环境，因为在信息传送的
途中需要经过电缆输送，这样就会导致数据在途中受到影响，因此我们就需要滤
波器来克服。

2.2智能光照监控模块的硬件设计
对于农作物的节水系统，不仅需要监测土壤的湿度，还需要了解农作物生长
情况下所需的光照情况。

智能光照监控系统采用传感器节点收集温室里外环境的
阳光、水分、浓度和温度,这样能够准确地了解到农作物的生长情况，并能进行分析，接着利用各种监控对各种要素进行管理，使光照条件符合农作物的生长状况，最终达到提高农作物的产量。

该系统通过自动控制模式与手动控制摸式对光照进
行监控,这两种模式各有各的好处，手控模式可以通过工作人员直接控制，对于异
常情况较为便利。

自控模式更加智能化，我们通过监测到的日照情况传输到计算
机上，计算机通过数据分析之后来操控，这样节省了人力资源。

3.农业灌溉系统软件功能设计
为了全面推广基于物联网节水灌溉系统的设计,让使用者更方便清楚地了解该
系统,给出该系统的五大功能：地理信息空间展示功能，信息综合查询功能，通信
服务功能，农田节水分析决策功能，农田节水智能灌溉控制功能。

地理信息空间
展示功能主要包括节水浇灌智能管理终端呈现和农田的相关数据。

其中节水灌溉
系统包括灌溉水源，管道，水资源运输途中等信息。

农田相关数据有农田的面积，利用数据等信息。

信息综合查询功能就是把查找的数据展现出来。

通信服务功能
主要负责把传感器输送的信息给相关分析设备。

农田节水分析决策功能利用通信
技术掌握灌区数据对农业灌溉的分析。

农田节水智能灌溉控制功能利用相关设备
进行提示，然后决定对于灌溉的管理。

三、物联网在智慧农业节水灌溉系统中应用与分析
1.农民如何更好地使用灌溉系统
针对于农业灌溉系统的效果我们可以清楚地了解，但是我们如何更好地让农
民使用它？我们需要研究更加便利操作这个系统的方式，科技人员需要设计多种
方式，让农户可以足不出户就可以了解农田的状况以及农作物的生长情况，并且
能够及时了解相关气候等问题，帮助农民科学地管理自己农田，运用更加简单便
捷的图表，语言的形式展示给农民。

2.对于农业灌溉系统的分析
智慧农业节水灌溉应用广泛, 世界上节水灌溉系统运用最好的就是以色列，所以在节水灌溉系统方面更要学会借鉴经验。

我国的灌溉系统实施的地区有新疆、
河南等地，在方案实施后，极大地改善了原始灌溉中的需要农民亲自跑到现场、
根据天气状况等缺点，解决了原来灌溉过程中的浪费水资源，耗时耗人力的状况。

当然，在农业节水灌溉系统的应用过程中，除了要借鉴先进的经验，还要根
据我国的客观实际情况来具体情况具体，在具体实施过程中，尽可能地考虑到当
地的一切影响因素，需要统筹兼顾，合理安排。

四、结语
综上所述, 智慧农业节水灌溉系统通过精准节水灌溉,再加上物联网的技术更
能够促使农业水资源得到充分利用, 实现农业可持续发展，最终达到对农村能源
高效利用以及保护环境的目的。

参考文献：
[1]李惠钧, 李双冰.基于移动互联网的智能灌溉系统设计与开发[J].山西农经, 2017 (22) :60.
[2]陈磊, 许燕, 李建军, 等.基于WSN和GSM的智能灌溉控制系统设计与实现[J].农机化研究, 2017, 39 (3) :175-180.。