基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究

鐘 峰，唐緒偉

（懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，懷化 418000）

目前，針對(duì)智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，很多地區(qū)都在積極嘗試，并獲得了一定的研究成效，對(duì)此，研究基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，具有一定的基礎(chǔ)，且隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展成熟，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的可行性較高。

1 智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

現(xiàn)階段，在研究智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提升對(duì)于灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能的設(shè)計(jì)和技術(shù)開(kāi)發(fā)，這是智能灌溉技術(shù)的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。一些地區(qū)的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將“灌溉智能控制系統(tǒng)”與“微灌技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)”綜合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能灌溉技術(shù)的綜合應(yīng)用模式發(fā)展，做到農(nóng)業(yè)的精細(xì)化灌溉管理，科學(xué)高效的實(shí)現(xiàn)灌溉目標(biāo)。這兩個(gè)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，微灌技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)主要是通過(guò)小管出流、滴灌和微灌等技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮節(jié)水灌溉目標(biāo)，以節(jié)水為目標(biāo)對(duì)地區(qū)的智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；而灌溉智能控制系統(tǒng)主要是利用智能控制技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，精心設(shè)計(jì)自動(dòng)化管理、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸和采集、進(jìn)行設(shè)備控制和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)灌溉計(jì)量，借助智能控制設(shè)備，促進(jìn)智能灌溉系統(tǒng)的有效開(kāi)發(fā)和利用。

2 智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

針對(duì)農(nóng)村灌溉設(shè)施建設(shè)和使用管理現(xiàn)狀，在充分調(diào)研與分析論證基礎(chǔ)上，應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，與傳統(tǒng)提灌站相比其優(yōu)越性明顯，能夠有效提升工程灌溉效益。創(chuàng)新建設(shè)模式，采取“提灌站+抵押輸水管”代替?zhèn)鹘y(tǒng)“提灌站+明渠或渡槽”，地下輸水管道1050米，控管面積（水田）680畝以上。提升工程可靠性方面，選用新型潛水泵、變頻控制柜、多功能控制閥等新設(shè)備，與之前農(nóng)村提灌站普遍使用的離心泵、電磁式控制柜等設(shè)備相比，其可靠性和維修大修間隔時(shí)間大幅提升，可節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)。提升自動(dòng)化、智能化水平方面，在低壓押輸水管道中部和尾端，分設(shè)2個(gè)太陽(yáng)能電源控制電磁閥，由手機(jī)APP遙控操作，實(shí)現(xiàn)工程提水放水一體化、自動(dòng)化、數(shù)字化。若安裝計(jì)量控制設(shè)備，還可實(shí)現(xiàn)“持卡充費(fèi)、劃卡抽水”的運(yùn)作管理新模式。

對(duì)此，需要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多功能需求，利用模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，在建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和訪問(wèn)接口的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的系統(tǒng)功能部分進(jìn)行劃分，分為幾個(gè)不同的功能模塊，例如基礎(chǔ)功能模塊、信息模塊、分析模塊等等，以此來(lái)方便對(duì)于系統(tǒng)的操作和管理，但是需要確保應(yīng)用軟件本身的功能上要具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理以及參數(shù)設(shè)置等功能，方便相關(guān)操作人員更好的操作和查詢，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)做好準(zhǔn)備。相關(guān)設(shè)備之間要設(shè)置有效的信息交互和傳播路徑，在用戶發(fā)出相關(guān)的指令后，系統(tǒng)能夠?qū)τ诠喔鹊恼?qǐng)求是否合理科學(xué)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于灌溉系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制目標(biāo)。

3 智能灌溉系統(tǒng)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展前景

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，土壤傳感器也逐漸向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)滲透。農(nóng)民可以在農(nóng)田中放置水分讀取器來(lái)測(cè)量和分享土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)。這些信息被實(shí)時(shí)發(fā)送到中央樞紐中，進(jìn)行收集和分析，最終形成整體數(shù)據(jù)地圖，精確地顯示不同區(qū)域的水分含量：哪些地方水分偏低、水分適宜還是水分偏高?在最新的灌溉系統(tǒng)中，傳感器甚至可以幫助實(shí)現(xiàn)一定程度的自動(dòng)化。降雨之后，它們能夠?qū)υO(shè)定的灌溉程序提出建議&mdash；&mdash；推遲灌溉，或是減少農(nóng)田用水量。這些有價(jià)值的數(shù)據(jù)使農(nóng)民僅使用所需要的水量，而不浪費(fèi)一滴水。類似的創(chuàng)新技術(shù)也為新興經(jīng)濟(jì)體中的小農(nóng)戶提供更多實(shí)時(shí)和有價(jià)值的數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的短信警報(bào)系統(tǒng)用于通知農(nóng)民，當(dāng)?shù)睾螘r(shí)會(huì)有降雨以及降雨量多少。通過(guò)對(duì)含水量不同水平測(cè)量數(shù)據(jù)的更新，農(nóng)民可以更準(zhǔn)確地了解：持續(xù)的干旱天氣何時(shí)會(huì)影響他們的作物。

智能灌溉系統(tǒng)未來(lái)將基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和智能制造技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，獲得更大的發(fā)展。用戶可以通過(guò)手機(jī)或遠(yuǎn)程電腦實(shí)時(shí)開(kāi)關(guān)水泵、閥門(mén)，運(yùn)用灌溉首部監(jiān)控、田間閥門(mén)監(jiān)控和農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)以水為載體的水肥一體化、作物土壤植保等綜合農(nóng)事服務(wù)的信息數(shù)據(jù)收集和控制。提高水的有效利用率，引發(fā)傳統(tǒng)農(nóng)田水利建設(shè)的變革，同時(shí)改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，降低作業(yè)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)低成本投資、精準(zhǔn)化管理和基于水利云的互聯(lián)網(wǎng)灌溉模式的專業(yè)化服務(wù)，最終將致力于解決了灌溉設(shè)施留存難、管理難、效益不高等問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)灌溉中的智能灌溉技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)需要以相關(guān)的計(jì)算機(jī)計(jì)算、軟件技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等為基礎(chǔ)，在進(jìn)行灌溉的合理規(guī)劃和參數(shù)設(shè)置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣才能確保智能灌溉系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)灌溉效率的不斷提升。