[00137434]基于物联网技术的智能农业灌溉系统研究

物联网被称为继计算机、互联网之后全球信息产业的又一次科技与经济发展的焦点,它在工业、农业、医疗卫生和教育等领域都有着广阔的应用前景。自2009年以来,物联网技术已作为我国的五大新兴战略性产业之一,我省的“中国农谷”建设就是以现代农业科技为发展方向。部分试点区域已经开始研究如何将物联网技术应用到农业生产中,并取得了一定成效。 我国农业灌溉面积中98%为地面灌溉,水源利用率极低,为了节水也采取了一些措施,但因为投资较大,发展不太理想。基于物联网技术的智能农业灌溉系统可实时动态为合理灌溉提供技术手段,并对山洪灾害的及时预警提供可靠依据。利用这种精准灌溉系统既提高了农作物的产量和品质,又节约了水资源,减少了因为过量施肥、施药造成的环境污染,有利于土地资源的可持续利用。 基于物联网技术的智能农业灌溉系统主要由无线传感器、物联网终端采集单元、喷灌机控制终端、远程监控计算机系统组成。涉及了传感技术和电机控制技术。监测和控制系统采用混合网结构,主要由监测和控制设备、ZigBee网络、无线网关和管理中心组成。传感节点通过多个ZigBee监测网络形成一个数据采集系统。每个监测网络除了有采集数据的功能,还要接收上级节点传送的控制命令控制灌溉设备的控制阀门,构建一个高效、低耗的节水灌溉、施肥系统。这些关键技术包括通信技术、互联网技术等。采用基于物联网技术的智能灌溉系统,可以大大节省水资源,比传统地面灌溉节水50%-60%,具有较大的社会效益和经济效益。 基于物联网的智能灌溉系统通过分布于土壤中的温湿度传感器采集土壤信息,将信息转化的数字信号通过无线传感网络WSN（Wireless Sensor Networks）送给计算机系统分析和智能判断,控制灌溉阀门的开关,从而实现定时、定量、定位的精准灌溉。依托物联网技术,结合GPRS将数据通过网络传递,通过移动通信工具接收信息或发送指令,既能实现远程监控,又能进行规模化的管理。 本次项目研究设计出基于物联网的智能灌溉系统的整体架构、系统整体硬件部分和软件系统。同时针对系统研究过程中出现的问题积极进行攻关,研发通信软件,申报相关专利,撰写科研论文。因为采用ZigBee技术组网,系统只能适用小规模的农业生产。 目前该项目的研究只是在实验阶段,所以适用范围有限,还有部分功能未完全实现,最终的目的是要设计一套基于我省实际地理特点的智能灌溉控制系统,通过实地进行调试,该系统要有利于农村大规模的推广。所以在硬件选择上既要符合我省的实际环境条件还要考虑经济实用性,系统通信部分要与有关运营部门进行协调解决。