大田農(nóng)業(yè)節(jié)水物聯(lián)網(wǎng)技術的應用分析

王雪華，楊善東

（1.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，山東 淄博 255000；2.山東省濟寧市汶上縣次邱鎮(zhèn)人民政府，山東 濟寧 272500）

1 前言

我國地大物博，自古以來，農(nóng)業(yè)灌溉就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個重要的問題，古有大禹治水、大運河等灌溉工程，今有“南水北調(diào)”等宏偉事業(yè)，旨在解決我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活用水問題。但是在農(nóng)業(yè)中大多都是漫灌、澆灌等方式，本質(zhì)上還是浪費水資源，無法做到高效灌溉農(nóng)業(yè)作物，而在新時期科技時代背景下，物聯(lián)網(wǎng)、高科技、信息化等手段在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廣泛運用，大大實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水的目的，還有效的促進了我國農(nóng)業(yè)管理的智能化、科技信息化，這也是農(nóng)業(yè)未來之貌，本文分析、探討了大田農(nóng)業(yè)節(jié)水物聯(lián)網(wǎng)技術運用的現(xiàn)狀，并對其未來的發(fā)展充滿期望。

2 什么是物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)技術是近幾年新興的一種綜合型技術，其發(fā)展前景非常廣泛，涉及領域很廣，觸及到的相關技術有：計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、地理信息技術和通信技術等。物聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)點很多，比如具有互聯(lián)性，即在互聯(lián)網(wǎng)技術應用之時，可以有效傳送有線和無線信息，并使二者有效結(jié)合；其次，物聯(lián)網(wǎng)還具有感知性，這點在傳感設備的應用比較廣發(fā)；最后，它還具有智能型特點，主要表現(xiàn)在將傳感器和計算機互聯(lián)網(wǎng)有效智能連接并管理，同時根據(jù)實際情況進行有效的改善和修正，在此過程中還能不斷的融合吸收其他先進的技術實時更現(xiàn)有的系統(tǒng)。

3 大田農(nóng)業(yè)節(jié)水物聯(lián)網(wǎng)技術運用的現(xiàn)狀分析

自我國實施現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)之后，許多國外先進設備和技術不斷被引入國內(nèi)，尤其在農(nóng)業(yè)灌溉方面，我國一直在不斷摸索并學習國外先進科學手段。在物聯(lián)網(wǎng)技術運用于節(jié)水灌溉領域之后，即傳感器、通信、控制和計算機等綜合技術的使用，構(gòu)建了一套有效的監(jiān)測體系，并形成了有序的網(wǎng)絡層，它們是網(wǎng)絡感知和控制層級、監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸層級、數(shù)據(jù)的終端處理層，這樣三層系統(tǒng)有效結(jié)合，同步發(fā)揮功效，就可以對數(shù)據(jù)信息實時采集和控制。

3.1 大田農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡感知與控制層對水分情況的獲取技術分析

土壤中的含水量是大田作物生長長勢優(yōu)劣、產(chǎn)量高低的關鍵性因素，而土壤中的水分、養(yǎng)分除了自有還可以通過人為調(diào)節(jié)，以確保作物良好的生長與產(chǎn)出。所以在大田農(nóng)業(yè)管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術網(wǎng)絡感知與控制層技術就可以對土壤水分實時監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析對土壤水分量化補給。在大田農(nóng)業(yè)區(qū)，每個具體的節(jié)點都安裝監(jiān)測儀器，根據(jù)氣候環(huán)境和作物生長規(guī)律，感知土壤水分情況，采集水分信息數(shù)據(jù)，并傳輸至傳輸層。當然，還可以使用取樣測試法、定位測定法和遙感技術等手段進行。

3.2 大田農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸層對獲取的土壤信息進行傳輸?shù)募夹g分析

所謂數(shù)據(jù)傳輸層，就是將從大田土壤中收集到的水分數(shù)據(jù)信息，通過網(wǎng)絡信息技術傳遞給網(wǎng)關，同時結(jié)合路由協(xié)議與網(wǎng)絡安全協(xié)議，最終將生成的有效數(shù)據(jù)安全發(fā)送至控制中心。由于農(nóng)作物生長的獨特性，生長過程中的數(shù)據(jù)信息獲取時效性并不是特別高，所以即使數(shù)據(jù)過程中被延遲也不太影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此在選擇信息傳輸手段如ZigBee（通信技術）、GPRS（分組無線的服務技術）、無線局域網(wǎng)、藍牙等方式時可根據(jù)具體情況而定，其中ZigBee 技術應用頻率較多，因為它的特點是短距離和低傳輸速率；而無線局域網(wǎng)技術具有成本低、兼容性強的特性，它能夠拉長無線網(wǎng)絡通信的距離同時拓展覆蓋面積；GPRS技術在登陸是比較快捷，傳輸數(shù)據(jù)時可以實現(xiàn)實時在線以及高速率；而藍牙傳輸技術運用的前提是需要攜帶藍牙功能，所以相對其他技術而言有一定的局限性，但是它的特點是能夠高速傳播數(shù)據(jù)同時抵抗外界干擾。

3.3 大田農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)終端處理層對灌溉的決策進行制定的技術分析

所謂數(shù)據(jù)終端的處理層就是數(shù)據(jù)的終端分析處理的過程，物聯(lián)網(wǎng)技術通過系統(tǒng)監(jiān)測中心收集、分析、處理土壤水分信息，進而為農(nóng)業(yè)工作者提供有效的水分信息，干旱則灌溉或者滴灌、水分過多則啟動排水去濕命令。當年復一年的數(shù)據(jù)積累到一定程度，人們就可以根據(jù)大數(shù)據(jù)來預測下一年甚至往后幾年的土壤水分信息進而超前做出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策。通過高精準數(shù)據(jù)分析，不僅可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時起到節(jié)水功效，同時能夠監(jiān)測到大氣候環(huán)境、空氣溫濕度及光照的變化，為氣象局提供實時數(shù)據(jù)和信息，為全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論指導。

4 結(jié)語

雖然在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，物聯(lián)網(wǎng)技術還存在一定的缺陷，但是相對于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作灌溉方式，已經(jīng)屬于先進的信息科技技術了，其諸多優(yōu)點不容忽視，除了在大田農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉大放異彩，在其他領域同樣可以發(fā)揮積極的作用，理論和實踐應當是相輔相成的，大舉推廣運用新興技術，在實踐中不斷優(yōu)化完善，將有效促進我國農(nóng)業(yè)超現(xiàn)代化發(fā)展。