農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

郭安娜

（華維節(jié)水科技集團(tuán)股份有限公司 上海 201505）

農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)一共包括了多個(gè)子系統(tǒng)，比如說田間信息智能采集系統(tǒng)、智能灌溉云端系統(tǒng)等等，均是智能化系統(tǒng)內(nèi)部的子系統(tǒng)，通過此類軟件的建設(shè)，完善整體系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多方位監(jiān)管，逐一滿足顯示需求，實(shí)現(xiàn)各方面目標(biāo)。其中本文主要研究的內(nèi)容是智能遙控灌溉技術(shù)和智能化采集技術(shù)，其中包含了工作原理和技術(shù)特點(diǎn)以及相關(guān)的使用注意事項(xiàng)。通過以上內(nèi)容的了解，確保農(nóng)民在使用的過程中可以完全掌握相應(yīng)的應(yīng)用內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)多方位監(jiān)控管理。農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)的應(yīng)用可以節(jié)約水資源并且控制成本，達(dá)成相應(yīng)的需求，因此在系統(tǒng)建設(shè)的過程中應(yīng)該細(xì)化分析，讓其起到促進(jìn)作用，確保農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程，并且達(dá)成相應(yīng)的需求，以此滿足實(shí)際農(nóng)業(yè)灌溉需求確保相關(guān)工作可以順利進(jìn)行。

1 智能系統(tǒng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性

農(nóng)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了各類自然因素，此類因素直接影響了我國農(nóng)業(yè)的進(jìn)程。主要的自然因素涵蓋了氣候問題、土壤地質(zhì)問題、自然災(zāi)害問題等等，此類問題都會(huì)影響我國相關(guān)政策和勞動(dòng)力的發(fā)展。如果說在農(nóng)業(yè)建設(shè)過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的極端天氣很容易造成農(nóng)業(yè)發(fā)展的制約問題，也給農(nóng)民造成了一定經(jīng)濟(jì)損失，如果不能加以處理還會(huì)造成后續(xù)的一系列問題。在此過程中，應(yīng)用了通信技術(shù)即可規(guī)避上述各類問題，它可以更早地預(yù)測(cè)天氣問題，降低損失費(fèi)用，為農(nóng)民提高保證，促進(jìn)農(nóng)業(yè)投入，加大農(nóng)業(yè)收益。

2 田間信息智能化采集

2.1 田間信息采集傳感器研究

田間信息智能化采集的研究可以確保農(nóng)民確定田間實(shí)際情況，根據(jù)田間實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆绞阶龀鱿鄳?yīng)的改變。針對(duì)當(dāng)前情況傳感器和傳感模式的選擇也起到了決定性作用。因此通過田間的數(shù)據(jù)采集可以直接解決勞動(dòng)者對(duì)于田間實(shí)際情況的需求，以此優(yōu)化田間灌溉工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌溉需求。此過程還可以應(yīng)用控制設(shè)備，采取斷點(diǎn)式的續(xù)灌方式。當(dāng)前針對(duì)傳感器問題我國采用的是單節(jié)點(diǎn)傳感器，通過此設(shè)備的研究改善大型灌區(qū)的實(shí)際情況，同時(shí)以此達(dá)成測(cè)控的需求，以理論為基礎(chǔ)，研制出便捷性較強(qiáng)的內(nèi)容制作傳感器。

2.2 精準(zhǔn)灌溉土壤研究

灌溉系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中最不可或缺的一部分，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中亟需改進(jìn)的內(nèi)容，在此過程結(jié)合土壤的實(shí)際情況選擇適當(dāng)灌溉方式的達(dá)成灌溉需求，并且還能完成自動(dòng)測(cè)控。測(cè)控工作前期需要了解國內(nèi)外灌溉的標(biāo)準(zhǔn)，通過各類標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)實(shí)際內(nèi)容，完成相應(yīng)的灌溉內(nèi)容，因此系統(tǒng)的建設(shè)要完善，同時(shí)還應(yīng)該有相應(yīng)的管理系統(tǒng)，配套設(shè)備也需要得到完善控制，以此提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，讓其運(yùn)行更為安全可靠。

2.3 技術(shù)水平應(yīng)用范圍

傳統(tǒng)灌溉技術(shù)在實(shí)施過程中需要人力進(jìn)行操作，人力較為落后，并且有一定的滯后性，整體工作效率較低，并且也不能滿足實(shí)際需求，只可以進(jìn)行短時(shí)間的灌溉。當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)范圍較廣，因此也是一種較為綜合性的技術(shù)內(nèi)容。在此過程中利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的高效灌溉，還可以降低灌溉成本，并且達(dá)成系統(tǒng)性的管理流程，同時(shí)此類系統(tǒng)的建設(shè)讓其整體工作更為規(guī)范化。除此之外，此類系統(tǒng)還會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展集成化，還可確保季節(jié)性的灌溉管理，因此此項(xiàng)研究更具有價(jià)值。

3 精準(zhǔn)灌溉智能化控制的方式

3.1 技術(shù)控制方面

3.1.1 智能化控制顯示內(nèi)容 智能灌溉主要的組成部分如下：首先是采集，其次是控制，后續(xù)結(jié)合通信功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，顯示功能是技術(shù)控制中系統(tǒng)性較強(qiáng)的內(nèi)容，因此在使用的時(shí)候此類系統(tǒng)還可以對(duì)水和電的實(shí)際數(shù)據(jù)做出采集，嚴(yán)格控制壓力問題，做好信息采集工作滿足各類信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。此類平臺(tái)在接收反饋信息時(shí)，可以對(duì)其及時(shí)做出處理，并且采集的數(shù)據(jù)也可以被輸送至云端做出處理。除此之外，此類系統(tǒng)自身還具有報(bào)警功能，一旦出現(xiàn)特殊情況可以及時(shí)做出報(bào)警，加快緊急問題處理速度。

3.1.2 智能化控制計(jì)量內(nèi)容 此類系統(tǒng)也含有計(jì)量功能，通過計(jì)量功能精確農(nóng)戶的自身需求，以此明確總用水量，才可確保灌溉的穩(wěn)定性，同時(shí)通過總用電量來確保水泵的使用時(shí)間，然后結(jié)合實(shí)際需求將每家每戶的實(shí)際情況記錄在內(nèi)，以此更好地分配水資源和電資源，并且通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將其安置在各個(gè)位置上，在安裝過程中還需要確定壓力問題，尤其針對(duì)管道的壓力問題，此項(xiàng)工作需要得到動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能的支持才可確保實(shí)際需求，以此滿足用水的安全性和有效性。

3.1.3 智能化控制存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能 由于是智能化控制的工作，所以在工作的過程中需要存儲(chǔ)功能的支持，才可在遇到問題時(shí)給予一系列的解決措施，針對(duì)不同的需求選擇適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)方式，當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以存儲(chǔ)的信息最少達(dá)到二百個(gè)，總共可以保存的數(shù)據(jù)量能夠達(dá)到一萬個(gè)。其中所記錄的數(shù)據(jù)信息一共包括以下幾個(gè)方面：首先是刷卡時(shí)間和刷卡次數(shù)，其次是刷卡次數(shù)和卡中余額，最后是水量的使用和電量的使用。在此過程中對(duì)其嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，達(dá)到一定的記錄功能，實(shí)現(xiàn)各方面精準(zhǔn)記錄，完成各類智能化的工作，滿足實(shí)際智能系統(tǒng)建設(shè)需求，實(shí)現(xiàn)智能灌溉目標(biāo)。

3.1.4 智能化控制自動(dòng)斷電內(nèi)容 斷電保護(hù)主要針對(duì)突然斷電的情況，做出一系列的后續(xù)工作，達(dá)成相應(yīng)的需求，并且滿足斷電保護(hù)需求。在后續(xù)開始通電后，水泵不會(huì)第一時(shí)間開啟，需要滿足一定時(shí)間范圍才可開始工作，這樣不僅滿足了時(shí)間的過度，還會(huì)讓水泵在自行工作后降低相應(yīng)的資源浪費(fèi)情況，以此高效控制成本問題，確保后續(xù)相關(guān)工作能夠順利實(shí)施，并且達(dá)到相應(yīng)的需求。如果在此過程中出現(xiàn)了停電問題，相關(guān)工作人員還可以通過系統(tǒng)的功能配置相應(yīng)的電源需求，以此完善電源的具體工作。此過程如果出現(xiàn)了停電情況，系統(tǒng)就會(huì)結(jié)合內(nèi)部功能需求自動(dòng)更換工作方面，或者做出不間斷供電的措施。

3.1.5 智能化控制預(yù)警功能 預(yù)警功能主要針對(duì)報(bào)警信號(hào)做出高效處理，如果在工作過程中個(gè)別環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，以此達(dá)成高效處理的目的，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的需求，通過自檢預(yù)警功能建設(shè)還可以促進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)各方面功能的監(jiān)測(cè)，達(dá)成發(fā)出信號(hào)的目的，讓其系統(tǒng)在感受到預(yù)警信號(hào)后，第一時(shí)間做出反應(yīng)，一般情況下報(bào)警時(shí)間應(yīng)該保持在三十秒左右。如果在報(bào)警的過程中，相關(guān)工作未做出處理，則可以繼續(xù)進(jìn)行上報(bào)，直到此項(xiàng)問題全部被解決為止。

3.1.6 智能化控制位移 智能化控制位移主要指的是，在水泵使用過程中出現(xiàn)的各類問題，都會(huì)影響灌溉系統(tǒng)各功能的工作，在一定基礎(chǔ)之上，怎樣能夠提高系統(tǒng)工作效率和質(zhì)量，需要得到良好控制。水泵位移會(huì)直接影響到水泵的工作性能，在此過程中水泵箱出現(xiàn)了位移或者傾斜問題，就會(huì)讓系統(tǒng)產(chǎn)生反應(yīng)，直接進(jìn)行報(bào)警工作，在報(bào)警后報(bào)警聲音可以達(dá)到半分鐘以上。此類報(bào)警工作如果短時(shí)間內(nèi)沒有人對(duì)其做出控制，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)性上報(bào)，直到此類問題得到解決后，系統(tǒng)才可繼續(xù)其他工作。所以位移預(yù)警在灌溉系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。

3.1.7 智能化斷相保護(hù) 斷相保護(hù)功能主要保護(hù)的是電源，一般情況此類系統(tǒng)所采用的均是三相輸入電源，此類電源可以確保設(shè)備在出現(xiàn)問題后第一時(shí)間給予反應(yīng)，并且在發(fā)生問題后斷開繼續(xù)工作的功能，確保對(duì)各個(gè)系統(tǒng)單元均可以達(dá)成滿意狀態(tài)，也為其后續(xù)工作提供了有利條件。如果在操作的過程中輸入電源出現(xiàn)了斷線情況，就說明了其中水源運(yùn)行環(huán)節(jié)中各項(xiàng)壓力和電力的供應(yīng)不穩(wěn)定而造成，在某些方面還說明了壓力的不穩(wěn)，一次造成了以上問題。如若發(fā)生問題系統(tǒng)會(huì)在十秒內(nèi)，做出停止運(yùn)行指令，從而避免內(nèi)部各類零件出現(xiàn)問題，并且穩(wěn)定電壓和電流。

3.1.8 智能控制電網(wǎng)線報(bào)警 此預(yù)警主要針對(duì)線路不穩(wěn)定而發(fā)出預(yù)警指令，其中還包括了內(nèi)部的各類故障問題也會(huì)發(fā)出指令內(nèi)容，為了規(guī)避以上問題而設(shè)定的電網(wǎng)線報(bào)警功能。如果系統(tǒng)在操作的過程中電網(wǎng)線出現(xiàn)了問題還有可能會(huì)造成斷相問題，此類問題嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)在運(yùn)行過程中還會(huì)影響設(shè)備指令的運(yùn)行，此類問題在發(fā)生后可以直接做出預(yù)警，通過預(yù)警向指揮中心發(fā)送指令，最短報(bào)警時(shí)間為半分鐘。

3.1.9 終端停電提醒 終端停電主要是電源問題，如果電源發(fā)生了停電問題，那么再次來電時(shí)，電源需要結(jié)合自身穩(wěn)定性，來確保后續(xù)工作是否可以滿足需求；在發(fā)生斷電后相關(guān)系統(tǒng)會(huì)自行做出參考提供，以此達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)功能和零件的穩(wěn)固，確保各類結(jié)構(gòu)不造成一定的影響問題，在系統(tǒng)再次運(yùn)行時(shí)對(duì)其做出及時(shí)處理，同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況，選擇斷水或者斷電。如果在此期間內(nèi)，相關(guān)水電功能在未接到指令時(shí)開始了其他工作，則需要向指揮中心發(fā)出指令，做出相應(yīng)的處理措施。

3.2 智能化控制特點(diǎn)

綜上所述的所有智能化控制內(nèi)容都具有統(tǒng)一的特點(diǎn)，比如說都可以采取刷卡的方式進(jìn)行工作，后續(xù)結(jié)合智能灌溉系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，滿足各個(gè)水井的控制工作，也可以一口井使用多個(gè)卡片進(jìn)行控制，此類控制方式較為簡單，適用于所有人，并且系統(tǒng)的整體操作較為便捷整體使用性較高。此類系統(tǒng)在電路方面采用的是內(nèi)嵌寬電壓穩(wěn)壓的電路，此類電路自身具有一定優(yōu)勢(shì)，即使在使用過程中電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定問題，也會(huì)保證灌溉的需求。同時(shí)此類電路在使用過程中還可以通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作。智能化灌溉內(nèi)容的建設(shè)需要符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且滿足實(shí)際需求，軟件還是資金投入都應(yīng)合理規(guī)劃成本問題。

4 智能化系統(tǒng)應(yīng)用后的效益

4.1 提高質(zhì)量

在使用智能化灌溉系統(tǒng)后，整體灌溉方面更為科學(xué)合理，可以通過相應(yīng)的需求轉(zhuǎn)變功能，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況控制水量問題，再結(jié)合智能化灌溉系統(tǒng)本身功能確保灌溉的合理性，讓其整體工作質(zhì)量和效率有所提高，規(guī)避傳統(tǒng)灌溉中的弊端，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化的發(fā)展。由于水源充足并且科學(xué)合理地灌溉，農(nóng)作物自身也發(fā)生了一定的改變，比如說質(zhì)量有所提升，減少了農(nóng)作物失效的情況等等，因此我國應(yīng)該大力開發(fā)智能化灌溉系統(tǒng)，讓其為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作奠定良好基礎(chǔ)。

4.2 提高化肥利用率

農(nóng)業(yè)種植工作少不了化肥的補(bǔ)給，怎樣進(jìn)行化肥養(yǎng)殖或者怎樣適當(dāng)添加化肥一直是我國農(nóng)業(yè)種植工作的難點(diǎn)，由于每種農(nóng)作物自身對(duì)于化肥的需求各有不同，所以在實(shí)際的種植過程中數(shù)量很難被把控，為了改善此類問題，嚴(yán)格使用良好的灌溉系統(tǒng)可以解決化肥的使用問題，并且高效利用化肥，確保化肥可以發(fā)揮出自身作用，并且滿足農(nóng)作物的生長。

4.3 提高產(chǎn)量

前期種植質(zhì)量的提升和化肥的合理利用為后期高產(chǎn)工作提供了動(dòng)力和支持，因此在使用智能化灌溉系統(tǒng)后農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)也會(huì)達(dá)成高產(chǎn)的目的，通過高產(chǎn)直接解決了農(nóng)戶的資金問題，可以讓農(nóng)戶豐收，同時(shí)還可以穩(wěn)定當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的局勢(shì)，為后續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。因此當(dāng)前我國智能化灌溉系統(tǒng)需要被普及，確保每個(gè)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域都可達(dá)成智能化灌溉的需求，以此提高實(shí)際的種植產(chǎn)量，提高農(nóng)民的收入。

5 結(jié)論

綜上所述，我國是農(nóng)業(yè)發(fā)展大國，無論是水資源還是其他資源均處于短缺狀態(tài)，并且結(jié)合我國生產(chǎn)力度的不斷加強(qiáng)，很多工作能源均不能滿足實(shí)際需求，因此需要將其大力規(guī)劃，規(guī)劃出符合實(shí)際需求的系統(tǒng)，以此滿足農(nóng)業(yè)灌溉。當(dāng)前我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)以精準(zhǔn)化灌溉為基礎(chǔ)，達(dá)成農(nóng)業(yè)的高效發(fā)展需求，以此完成最終目標(biāo)。農(nóng)業(yè)灌溉智能化可以監(jiān)控田間灌溉的數(shù)據(jù)，根據(jù)田間實(shí)際情況選擇灌溉的方式，以此便利農(nóng)田灌溉，不讓農(nóng)民局限于固定的空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效灌溉，以此深化農(nóng)田灌溉的發(fā)展。