基于物联网技术的农业节水灌溉控制系统方案设计

基于物联网技术的农业节水灌溉控制系统方案设计

1、背景介绍

智能农业是物联网十二五规划重点领域之一，大量的科技创新技术将使用在农业发展中，其中包括通信技术、自动化控制系统，等等。

通信技术是指通过各种有线、无线、长距离、短距离的通信技术的使用，实现物品和物品之间，机器和机器之间，机器和人之间的信息和数据的交换，这就形成了当今科技领域最为关注的领域之一——“物联网”。其中，无线传感器网络技术是物联网的核心技术之一，它担负着极其重要的信息传递、交换和传输的重任。无线传感器网络技术目前是通信、计算机和自动化等领域一个新兴的研究热点，它能够可靠地、实时地采集覆盖区中的各种信息并进行处理，处理后的信息可通过有线或无线方式发送给远端数据消费系统。

自动化控制系统可以在设定的条件下和远端接收器通信，按照系统预先设定的程序对现场设备进行开、关等操作，还可以按照复杂的业务流程和业务逻辑，实现灵活的操作控制，另外，动态信息采集分析技术也是重点使用，对现场的复杂数据进行分析和管理。

在我国，农业是用水大户，农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的，也是节水潜力最大的领域。目前，农业节水灌溉的困难在于农田分布范围广泛，各种农作物的用水需求也不相同。使用大面积的沟渠灌溉技术，不仅浪费水资源，而且在农田利用上也造成很大的浪费。采用自动化控制的滴灌技术，可以根据各种农作物对水量的要求，以及土壤的水情合理配置各个供水设备运行情况。另外，通过自动化控制，可以将整个农场系统中的各种资源使用情况进行统计分析，使相关人员及时了解整个系统的相关资源信息，通过统计分析，进行合理使用，从而达到省水节能、省工省地的效果，以及发展节水农业的目的。

托普物联网在农田智能灌溉领域的使用主要是通过无线传感器感应土壤的水分，并在设定条件下和接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。由于传感器网络具有多跳路由、信息互递、自组网

络及网络通信时间同步等特点，使灌区面积、节点数量可以不受限制，因此可以灵活增减轮灌组。加上节点具有土壤、植物、气象等测量采集装置，利用通信网关的Internet功能和GPS技术结合，形成灌区动态管理信息采集分析技术，配合作物需水信息采集和精量控制灌溉技术、专家系统技术等，可构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。

2、农业节水及信息管理系统

2.1系统结构

农业节水及信息管理系统一般负责的区域比较大，如一个乡、一个县、一个市等。这样大的区域，对于自动化产品来说，采集能力和通信能力都不可能实现，为了将这么大的区域中的相关信息进行收集，需要将这些大的区域划分为多个相对较小的区域，每个相对较小的区域再划分出更小的控制单位，从而能达到一个自动化控制单元所能控制的范围。因此，农业节水及信息管理系统一般由两个部分组成：集中监控中心、现场监控站。各部分分工明确、协同合作，使管控一体化的功能在农业节水及信息管理中得到了充分使用。下图为基于物联网的农业节水灌溉系统网络结构。

现场监控站

现场监控站作为整个农业节水及信息管理系统中的最小单元，也是整个监控系统的最底层控制系统，它负责整个系统的数据采集以及将采集到的数据传送到上层集中监控中心的任务。

现场监控站一般控制和采集的设备包括：使用无线ZIGBEE协议的阀门、RTU设备、各种气象、墒情采集传感器等，有些先进的监控站还配置视频采集设备，实时采集控制区域内的视频信息。

现场监控站一般使用具有通用组态功能的组态软件完成现场各种设备的数据的集成，以及数据的传输功能。本系统中，使用北京九思易自动化软件有限公司的托普物联网组态软件。

集中监控中心

集中监控中心根据其所管辖区域大小，将区域内所有现场监控站的信息进行集中采集、展示、存储、分析等。同时，通过托普物联网组态软件的WEB 发布功能，将所采集的信息发布到INTERNET上，供相关部门查看分析。

集中监控中心通常和现场监控站之间通过移动通信技术GPRS、3G或者WIFI等无线通信方式进行连接，这种方式可以大大节省硬件成本，同时，数据的实时性也能保证。集中监控中心作为整个农业节水和信息管理系统的中心层，不直接参和现场设备的控制，而是通过对现场监控站相关数据的分析以及历史数据的分析，形成先关的节水灌溉方案，各个现场控制站通过分析所得的方案进行相应的现场控制。

2.2.1 现场监控站

现场监控站一般设置在现场控制区域的泵房中，其中配置监控计算机一台，实现对控制区域设备的信息采集和控制，安装托普物联网组态软件，每一个泵房设置一套。农田节水和信息管理系统中的现场监控站主要使用对象为非专业人士，因此，该系统的功能界面主要以简洁、明了、易于了解和经济适用为主。

该系统的功能主要有：

1、数据采集和监视功能

现场监控站中由于各种管线和阀门铺设的距离比较远，使用有线数据采集的方式在监控成本和控制线缆铺设上都不现实，因此，使用Zigbee无线通信的方式进行数据采集。它是一种短距离的无线通信方式，对于在农田这种开阔地带使用比较有优势，它和RTU控制单元结合使用，采集泵房管理系统内的各个阀门和水泵的控制信号，实现水泵和阀门的远程控制，同时还采集相关的模拟量数据，如蓄水池水位、管道流量、过滤器前后水压、电机电流、电压、墒情、气

象等数据。

2、画面监控

画面监控主要包括设备监控画面、系统管理界面以及数据统计分析画面。

A、设备监控界面按照现场监控站滴灌系统管道铺设管线绘制田间滴灌分布图，在图上直观显示相关电磁阀的位置、状态、是否启用轮灌，正在灌溉的组别，灌溉持续时间、当前系统时间显示等信息。该界面可以对电磁阀的状态统一实时查询;轮灌启动、界面锁定;电磁阀的单独开启关闭、状态查询。界面锁定以后(安全模式)，整个界面上操作人员不能有任何操作动作(不能控制设备，只能浏览查询信息)，只有通过密码实现解锁才能进行控制操作。A、数据统计分析画面包括实时数据显示和历史数据显示两部分内容，显示的数据有电机电压、电流、蓄水池水位、过滤器前后水压、出水口流量、土壤水分以及气象站、设备电池电压等。

B、系统管理界面包括系统通讯诊断、系统设备拓扑结构图、设备地址、

时钟、工作参数配置界面、设备列表、轮灌编辑界面、用户管理界面、数据存储设置、调阅、导出界面、设备通讯状态、设备电池电压，首部电压电流、水位、水压等错误或者数据超常报警设置等。

1、设备控制功能

设备控制功能包括田间各个电磁阀和水泵的单独控制以及电磁阀的轮灌控制。单独控制时，农民可以在监控画面上对每一个设备进行单独的打开或关闭操作，当操作没有反馈或反馈信息错误时能进行相应的报警。

轮灌控制需要根据系统管理界面中对于轮灌功能的配置，系统自动完成所有电磁阀的打开和关闭控制以及打开的时间等。1、数据存储记录功能系统中采集的各种模拟量数据，如首部电压、电流、水位、水压、流量、土壤水分等都进行记录，数据记录使用定时记录的功能，每半小时记录一次相关数据(记录数据时间可设定)，数据保留时间为1年，数据记录使用托普物联网自带的SQLexpress数据库完成。同时，在画面上可以通过报表、曲线的方式进行历史记录数据的查看。

2、报警功能

报警功能主要针对重要的操作和模拟量超限进行。

报警的方式根据现场计算机的条件可以有声光和短信两种方式，需要泵房监控系统中配置相应的音箱及短信发送模块。

重要的报警能记录到数据库中进行历史报警的查询功能。

3、用户管理功能

田间泵房管理系统的用户主要包括系统操作的农民和相应参数设置的维护人员。不同用户通过用户名和密码登陆获取不同的权限。

农民主要权限为设备的单独操作和实时数据的查看。

系统维护人员具有所有功能操作的权限(由于维护人员不是长期驻守在泵房，所以参数维护由监控中心维护人员统一进行远程维护)。

4、数据上传功能

现场监控站只是整个系统的最底层监控系统，它是最底层的数据采集系统，对于上层管理系统来说，它还包括数据上传到监控系统的功能。

本系统中，现场监控站和上层集中监控中心的通信方式有两种GPRS和超短波电台的方式。因此，数据上传功能使用托普物联网IO通信中的modbus 主站方式将数据通过GPRS或者超短波电台发送到监控中心。

2.2.2 集中监控中心

集中监控中心负责将所管辖的现场监控站的所有信息进行集中管理，集中监控中心设置在相应的上级管理中心，设置一台监控服务器，监控服务器作为集中数据服务器、历史记录和WEB发布服务器使用。监控中心实现的功能主要有：

1、数据采集功能

集中监控中心和各个现场监控站的距离较远，使用有线传输的方式成本太高，因此，选用无线的数据传输方式，根据各个泵房配置的无线模块的不同，主要包括GPRS网络、远传数据网络(电台)。

2、监控画面

监控中心是下辖的所有现场监控站信息的汇总，它的监控画面主要包括：

A、用户登录界面：监控中心集中了中所有监控系统，不同用户可以按照权限显示不同的项目点分布界面。

B、监控信息管理画面

监控信息管理根据不同用户的权限，显示不同的内容，打开相应的监控地图，在地图中可以选取不同的现场监控站，点击后就可以直接显示相应的数据信息。对于更高级用户，登录后可以在不同信息管理中切换显示画面。

3、数据统计分析功能

数据分析统计功能是指对各个现场监控站数据进行集中数据的存储、曲线棒图的对比分析、报表文件的查看等功能。

A、数据存储功能：将系统采集到的相关模拟量数据进行集中历史记录，使用SQLSERVER数据库，历史记录的时间间隔为30分钟，数据的存储周期为2到3年，数据存储到数据存储服务器中。

B、曲线棒图功能：在监控画面中能将各个历史记录数据通过历史曲线，棒图的形式进行展示，主要包括用水量曲线、流量曲线等。历史曲线可以通过时间查询不同时间段的曲线情况。

C、报表功能：通过历史记录数据，可以形成系统的数据报表，包括日、月、年等报表，操作人员可以通过时间查询相关时间段的数据形成相应的数据报表，同时报表还具有数据查询、打印、导出为EXCEL等功能。

4、报警功能

报警功能主要包括系统中监测到的一些设备报警以及模拟量的越限报警，对于不重要报警信息可以通过声光方式在监控室显示，对于重要报警信息可以通过手机短信的方式在报警的第一时间发送到相关人员。

5、用户管理功能

用户管理功能配置系统中不同登录用户的操作权限，以及用户登录、注销等功能。

6、WEB发布功能

将监控中心中相关的数据画面通过托普物联网的WEB发布功能发布到INTERNET上，相关人员只需要通过各自电脑的IE浏览器就可以直接查看各个现场监控站的运行情况。

3、结束语

本系统设计融合了自动化组态、移动通信、广域网无线通信、ZIGBEE 局域网无线通信等先进技术，能够实现农田定点采集、移动采集和传输功能。具有结构简单、功耗低、设计成本低、使用性强、监测数据实时显示实时上传和可重复性好等显著特点。和国内外现有类似产品比较，有以下特点：

(1)、系统节能设计。系统子站采用无源干电池技术，为了极大提高子站使用寿命，通过合理的通信技术，降低子站通信耗能，节省了能源，提高了效率，节省了成本。

(2)作物本身是决定是否需要灌溉的最佳指示物，只有他们才能把控制作物水分平衡的土壤因子整合起来。现场控制站通过采集影响作物生长的环境参数，了解农作物对水的需求情况做到按需供水。

(3)、充分考虑传感器节点部署区域环境复杂、大型遮挡物较多等因素。为了克服环境复杂、遮挡物较多等干扰因素，在软件开发时，做了很多差错控制技术，提高数据传输的可靠性。同时考虑到系统干扰问题，做了相应的抗干扰措施，使系统通信顺利畅通。

(4)将无线数据传输技术和节水灌溉技术结合起来，采用无线数据传输和控制，对提高节水灌溉的自动化水平，更快、更准确的掌握作物的生长环境及生长规律，更精确、及时的控制灌溉，节约劳动力，对提高农业投入的经济效益具

有重要的意义。

托普物联网简介

托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配套设备，在农业物联网领域崭露头角！

托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品和端到端的解决方案。主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。

托普物联网三大系统产品

我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和使用层。因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、使用系统（终端智能控制平台。）

托普物联网模块化智能集成系统

托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。

1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。

2、终端模块：即终端智能控制系统。它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机，自动补光及遮阳，自动卷帘，自动开窗关窗，自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。

3、视频监控模块：即实时视频监控系统。主要是通过监控中心实时得到植物生长信息，在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。

4、预警模块：即远程植保预警系统。可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。

5、溯源模块：即农产品安全溯源系统。该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录，有据可查，在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录，这样就能实现消费者拿到农产品时通过终端设备或网络就能查看到各类信息，才能放心食用。

6、作业模块：即中央控制室。可通过总控室对整个区域情况进行监测，包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。

农田水利工程节水灌溉技术

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/e31684358.html, 农田水利工程节水灌溉技术 作者：刘祥诺李爱莲 来源：《装饰装修天地》2017年第18期 摘要：农田水利工程节水灌溉技术得到很大发展，主要的灌溉方式有喷灌技术、微灌技术、步行式灌溉技术、雨水集蓄利用的技术等，和传统的灌溉方式相比节水效能得到极大提高，有利于农田水利工程灌溉的可持续发展，有效保护水资源和当地环境。下面就对这些方面进行分析，希望给有关人士一些借鉴。 关键词：农田；水利工程；节水灌溉技术 1 农田水利工程节水灌溉注意的事项分析 1.1 分析在无坝取水中的注意问题 根据现实情况建设为有建闸和不建闸两种，如果建设不建闸的引水口，那么在发生洪水的情况下，就不能有效的控制水的流量，进而导致渠道和其他设施被洪水冲走，淹没大量的农田，针对这一危险的情况，一定要考虑好建设建闸飞控制方案。引水角通常是指在进水闸的中心线和河道水流方向之间产生的夹角，一般都会设计成锐角，基本是在30°～45°范围，这样可以保证水流的平稳性，而且这样的引水效果也是最好的，同时还减少了水流对引水口下唇的冲蚀。如果水位非常低，没有条件进行自流灌溉引水操作，在这种情况下可以在河道上修建堑水建筑物，或者是低坝、节制闸等，以此来提高水位，对水资源进行存储，合理的调整水位高低，可以使用引水自流灌溉的方式进行灌溉。 1.2 有效控制输水过程中造成的水量浪费 在长时间的农田水利灌溉发展中，主要使用挖土成渠的灌溉方式，直接将水输送到农田中，如果管理不到位，或者使用的管道设备存在质量问题，输送的水量会有一定的蒸发和渗漏，流失大量的灌溉用水，结合多年工作经验以及对相关数据的整理分析，一般每年植物生长时所需水量为4，000亿m3，但是在所有输送水量中利用在农田灌溉中的只有50%～60%，针对这一情况，一定要对输水环节的质量进行严格的控制，采取有效方案进行节水，例如对水泵、管道进行检查，不能出现漏水、渗流问题，有效控制农业生产的成本，提高整体灌溉的效率。 1.3 对水渠进行防渗处理 在农田灌溉过程中，可以利用挖掘的水渠进行水资源的输送，为了保证对水资源的充分利用，一定要合理选择渠道的防渗材料，现浇混凝土护面、浆砌块石、混凝土预制面、干砌块石

(技术规范标准)节水灌溉技术规范

节水灌溉技术规范Technical standard for water saving irrigation SL207—98 主编单位：水利部农村水利司 水利部农田灌溉研究所 批准部门：中华人民共和国水利部 网页制作：CWSnet1998-04-04发布1998-05-01实施 目次主页 前言 1 总则 2 工程规划 3 灌溉水源 4 灌溉用水量 5 灌溉水利用系数 6 工程与措施的技术要求 7 效益 8 节水灌溉面积 附录A 名词解释 附录B 有关参数的计算测 定方法 条文说明 前言 基于生产实践的需要和对节水灌溉形势的正确分析，1990年水利部农村水利司布置了节水灌溉标准的研究任务，旨在进行探索，积累经验。1994年又组织全国27个省、自治区、直辖市水为厅（局）就节水灌溉标准问题开展共同研究、讨论，形成规范战雏形，1996年底完成规范编写提纲。1997年初，编制任务正式下达之后，在水利部农村水利司主持下，编写组立即开始工作，1997年4月底完成初稿，经两次征求意见补充修改后，于1997年12月初完成征求意见稿，12月底完成送审稿，并于1998年1月召开审查会议，通过了专家审查。 SL207—98（节水灌溉技术规范》分总则、工程规划、灌溉水源、灌溉用水量、灌溉水的利用系数、工程与措施的技术要求、效益、节水灌溉面积，共8

章40条和2个附录。它既反映中国现阶段水平，又借鉴国外先进技术；既坚持高起点、高要求，又注重实用性与可操作性；既重视水利建设规范的共性，又突出节水灌溉的特点，充分吸收了我国节水灌溉发展中的先进技术和成功经验。 本规范解释单位：水利部农村水利司 本规范主编单位：水利部农村水利司 水利部农田灌溉研究所 本规范参编单位：中国灌溉排水技术开发培训中心 华北水利水电学院北京研究生部 水利部科学技术司 黑龙江省水利厅 广西自治区水利厅 甘肃省水利厅 河北省水利厅 本规范主要起草人：李英能黄修桥沈秀英窦以松赵乐诗王晓玲 李赞堂马济元袁辅恩陈杰臣武福学宋伟 1 总则 1.0.1为了使节水灌溉工程建设有一个合理、可行、统一的衡量尺度，促进节水灌溉事业的健康发展，制定本规范。 1.0.2节水灌溉工程建设必须注重效益、保证质量、加强管理，做到因地制宜、经济合理、技术先进、运行可靠。 1.0.3本规范适用于新建、扩建或改建的大田、菜地、果园、苗圃和草场等节水灌溉工程的规划、设计、施工、验收、管理和评价。 1.0.4承担节水灌溉工程的设计单位必须持有丙级（含）以上水利工程设计资质证书。承担工程的施工安装单位必须持有省级水利行政主管部门颁发的施工安装许可证。节水灌溉工程应选用经过法定检测机构检测合格的材料及设备，不得使用无生产厂家、无生产日期、无产品使用说明的产品。 1.0.5节水灌溉工程应建立健全管理组织和规章制度，切实发挥节水增产作用。 1.0.6节水灌溉工程建设除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 工程规划 2.0.1节水灌溉工程的规划应收集水源、气象、地形、土壤、作物、灌溉试验、能源、材料、设备、社会经济状况与发展规划等方面的基本资料。 2.0.2节水灌溉工程规划应符合当地农业区划和农田水利规划的要求，并应与农村发展规划相协调，采用的节水技术应与农作物品种、栽培技术相结合。

基于物联网技术的农业节水灌溉控制系统方案设计

基于物联网技术的农业节水灌溉控制系统方案设计 1、背景介绍 智能农业是物联网十二五规划重点领域之一，大量的科技创新技术将应用在农业发展中，其中包括通信技术、自动化控制系统，等等。 通信技术是指通过各种有线、无线、长距离、短距离的通信技术的应用，实现物品与物品之间，机器与机器之间，机器与人之间的信息与数据的交换，这就形成了当今科技领域最为关注的领域之一——“物联网”。其中，无线传感器网络技术是物联网的核心技术之一，它担负着极其重要的信息传递、交换和传输的重任。无线传感器网络技术目前是通信、计算机和自动化等领域一个新兴的研究热点，它能够可靠地、实时地采集覆盖区中的各种信息并进行处理，处理后的信息可通过有线或无线方式发送给远端数据消费系统。 自动化控制系统可以在设定的条件下与远端接收器通信，按照系统预先设定的程序对现场设备进行开、关等操作，还可以按照复杂的业务流程和业务逻辑，实现灵活的操作控制，另外，动态信息采集分析技术也是重点应用，对现场的复杂数据进行分析和管理。 在我国，农业是用水大户，农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的，也是节水潜力最大的领域。目前，农业节水灌溉的困难在于农田分布范围广泛，各种农作物的用水需求也不相同。使用大面积的沟渠灌溉技术，不仅浪费水资源，而且在农田利用上也造成很大的浪费。采用自动化控制的滴灌技术，可以根据各种农作物对水量的要求，以及土壤的水情合理配置各个供水设备运行情况。另外，通过自动化控制，可以将整个农场系统中的各种资源使用情况进行统计分析，使相关人员及时了解整个系统的相关资源信息，通过统计分析，进行合理使用，从而达到省水节能、省工省地的效果，以及发展节水农业的目的。 托普物联网在农田智能灌溉领域的应用主要是通过无线传感器感应土壤的水分，并在设定条件下与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开、关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。由于传感器网络具有多跳路由、信息互递、自组网

智慧农业物联网系统设计

毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20

摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20

我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析

我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析 摘要为了实现可持续性发展的战略目标，推行节水灌溉技术是现今社会发展的需求，也是保障我国未来经济持续高效高速发展的重要途径。虽然我国水资源较为丰富，占世界总量的6%，但是考虑到我国幅员辽阔的现状，实际上人均水量较为短缺，在这样的背景下，节水灌溉技术的推广应用具有重要意义。本文主要通过对我国节水灌溉技术的现状进行分析，对其中的存在的问题提出切实有效的解决方案，并对我国节水灌溉技术未来的发展趋势进行展望。 关键词节水灌溉；现状；发展趋势 0 引言 随着我国经济建设的发展的步伐不断加快，政府也逐步加大了在节水灌溉技术方面的投资，目的是尽快实现全国农田节水灌溉技术的普及。近年来，我国节水灌溉技术虽然得到了较大的发展，但是仍存在较多的漏洞，极大的影响了其推广与普及的进程。因此，完善我国节水灌溉技术是目前的工作重点，以期通过有限的灌溉水资源消耗总量创造出最大的经济效益，为我国农业的发展做出积极的贡献。 1我国节水灌溉技术的现状 根据我国政府出台的关于农村水利建设相关规划中明确指出，截止2015年年底，确保1.5亿亩农田实行节水灌溉技术普及；截止2020年年底，保证6.5亿亩农田全面实行节水灌溉技术普及。在我国相关政策的扶持下，我国节水灌溉技术得到了充分的发展保证。就目前情况而言，我国节水灌溉技术有着较为广阔的发展前景，值得广大地区进行推广使用。下面主要通过节水灌溉工程技术现状与节水灌溉农艺技术现状进行主要说明。 1.1节水灌溉工程技术现状 节水灌溉工程技术目的是通过降低输水管道在输送过程中造成的水量损失，损失的方式主要是水量蒸发和渗漏导致。为了保证我国节水灌溉技术的发展，必须保证节水灌溉工程的施工质量。 1.1.1渠道防渗技术 渠道的防渗工程主要考虑的是施工材料的防渗漏性能好坏、成本高低与施工难度大小。只有保证渠道的透水性或者通过建立防渗漏隔层，才能有效保证输水渠道不会发生渗漏等情况，对节水技术的推广有着重要意义。 1.1.2低压管道输水灌溉技术

水稻节水灌溉及其影响研究进展(洪林)

[论文摘要]：本文在总结国内外相关研究的基础上，对水稻节水灌溉及其影响研究进展进行了分析。首先，根据我国和谐灌区建设的需要，提出开展水稻节水灌溉及其影响研究的必要性；然后，对国内外水稻节水灌溉及其影响研究进展进行阐述。在此基础上，分析了水稻节水灌溉的社会经济、生态环境、农业政策和工程技术等多方面影响的研究进展状况。最后，探讨了水稻节水灌溉影响的今后研究发展前景和方向。 [论文关键词]：水稻；节水灌溉；影响；研究；进展 一、引言 当前，我国正致力于两型社会和社会主义新农村建设。其中一项重要的任务就是和谐灌区建设。一个和谐的灌区应该实现：水土资源供需平衡，灌区水利基础建筑物和渠系运行良好，管理体制合乎时代要求，运行机制满足社会主义市场经济要求，有很强的自我运行能力；此外，灌区农民生活富足，社会安定，生态环境适合人民生活和动植物生长；灌区灌溉水利用效率相对较高，节水灌溉技术得到普遍采用，并发挥巨大作用，从而保证灌区内的资源、环境、经济和谐发展。只有这样，才能保证我国的粮食安全和人民的安居乐业，才会促进我国在和平崛起的道路上稳步向前。和谐的灌区建设离不开农业节水灌溉，而农业节水灌溉的关键是实行水稻节水灌溉。因此，开展节水灌溉及其影响研究是十分必要的。 中国是世界上最主要的种稻国家之一，水稻面积为世界第二，水稻的总产量在世界各国中居首位。水稻是中国最主要的粮食作物之一，其种植面积约占全国种植面积的30%，产量约占全国粮食种植面积40%，水稻的灌溉用水量占1/3以上。但中国水资源紧缺，且时空分布不均，特别是工业用水、城镇供水大幅度增长，农业用水紧缺问题日益严重。农业是我国第一用水大户，发展高效节水型农业是我国的基本国策[1]。 二、水稻节水灌溉研究进展 在全球用水量中，农业灌溉占到了72%，在发展中国家，这一比例更高达87%。随着非农业用水（包括城镇供水、工业用水和环境用水）需求的不断增加，Barker(1998)等人预计，到2020年，发达国家的农业用水量将下降到62%而发展中国家为73%。20世纪70年代，随着水资源紧缺的矛盾越来越突出，水稻节水灌溉的研究必要性越来越明显。Tabbal等人(1992)和Bhuiyan等人(1995)分

物联网在农业的应用及其解决方案

物联网在农业的应用及其解决方案 农业物联网，即通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中的物联网。可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。 大棚控制系统中，运用物联网系统的湿度传感器、PH值传感器、光照度传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件。 农业物联网一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。 农业物联网应用解决方案 一、智能农业大棚物联网解决方案系统简介 温室大棚在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。因此对种植作物生长环境的要求要精确的多。 大多数农户加温、浇水、通风等，全凭感觉。人感觉冷了就加温，感觉干了就浇水，感觉闷了就通风，没有科学依据。农业进入信息化时代后，对温室内部的空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度及光照等农业环境信息的采集也越来越重视。因此，将物联网技术引入温室大棚中

来，实现温室种植的高效和精准化管理。 农业物联网应用解决方案 图为：温室大棚种植图片 在温室环境里，单栋温室可利用物联网技术，采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点（风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构）构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、PH值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，通过模型分析、自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业，从而获得植物生长的最佳条件。 对于温室成片的农业园区，通过接收无线传感汇聚节点发来的数据，进行存储、显示和数据管理，可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理，并以直观的图表和曲线方式显示给各个温室的用户，同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息，实现温室集约化、网络化远程管理。 此外，物联网技术可应用到温室生产的不同阶段，把不同阶段植物的表现和环境因子进行分析，反馈到下一轮的生产中，从而实现更精准的管理，获得更优质的产品。 二、智能农业大棚物联网解决方案的重要组成部分 1、数据采集 通过物联网系统可连接传感器采集土壤温度、湿度、养分含量（N、P、K）、PH值、降水量、空气温湿度、气压、光照强度等来获得作物生长的最佳条件，并根据参数变化实时调控或自动控制温控系统、灌溉系统等； 农业物联网应用解决方案

农业节水灌溉技术

农业节水灌溉技术 我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占世界水资源总量的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，是比耕地资源（占世界总量的9%）更紧缺的资源。同时，我国水资源分布很不均匀，北方水资源贫乏，南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。淮河以北的广大北方地区拥有全国60%的土地，却只有15%的水资源。 水资源短缺与节水将是我国不得不面对的永恒主题，它不仅关系到国家粮食安全、生态安全，而且关乎国家安全。确保我国农业用水量维持零增长或负增长才可以满足国家战略水安全，但要满足我国粮食安全战略需求必须增加农业用水量约1200亿立方米。这两个现实需求形成了难以调和的矛盾，水资源不足已成为严重制约我国国民经济持续高效发展的瓶颈，在水资源极为有限的前提下，解决这一矛盾只能依靠科学技术，大力发展现代节水灌溉的高效农业，使农业由粗放经营管理走向集约经营管理，推进农业供给侧结构性改革，实现农业水利现代化。 水资源是人类生存中必不可少的重要资源，但由于其自

然存在的状态与人类的需求并不完全符合，进行水资源集中整合的水利工程随之而出现。水利工程不仅能避免洪涝灾害的发生，而且还能够使水资源得到最大化利用。尤其?τ谖夜?这样的农耕文明古国，水利工程在保障农田灌溉方面发挥了重要作用，古代水利工程更是科技发展和国家兴盛的重要标志。 现代节水灌溉 节水灌溉是指用尽可能少的灌溉水量来满足作物需水，获得农业生产的最好效益。节水灌溉的最终目标是提升灌溉水的最大利用率，促进农业高效发展。现代节水灌溉技术就是要采取最有效的技术措施，使有限的灌溉水量创造最佳的生产和经济效益。其与传统的灌溉技术相比有着更多的优势，融合了现代科学技术成果与科研成就，可根据各个地区特点、经济发展水平提供多种合适且可选择的节水灌溉方式。 现代节水灌溉为解决我国农业水资源短缺问题提供了技术保障，在提高农业用水效率、农民增产增收及生态环境建设等方面发挥着重要作用，主要分为三种类型，分别为滴灌灌溉、喷灌灌溉及地面灌溉。 滴灌灌溉。由于该技术有着较高的价格，也被称为“昂贵技术”。它是将作物生长所需的水分和各种养分适时适量地输送到作物根部附近的土壤，即通过低压管道系统和特别

基于物联网的智慧农业系统研究_朱茗

基于物联网的智慧农业系统研究□朱茗浙江省公众信息产业有限公司 农业种植中，为了防治病虫害和追求产量，过量使 用、滥用农药和化肥已成为不争的事实，同时随着全球变 暖，各种极端气象条件频发，使脆弱的农业更加雪上加 霜。中国农业需要变革，变革要从源头抓起。将物联网技 术应用在农业中，可以实现智能化识别、定位、追踪、监控 和管理，是智慧农业和精细化生产、管理、决策的技术支 撑，是发展“智慧农业”的核心。 一、中国农业发展现状 我国人均耕地面积和人均水资源只有世界平均水平 的３０％和２５％，且现有耕地中２／３是中低产田，农田灌溉 水的有效利用率只有３０％￣４０％（发达国家已达５０％ ￣７０％）。化肥、农药等生产资料投入水平高且利用率低，并 导致了农业生态环境污染和破坏，土壤沙化、碱化、盐渍 化严重，耕地单位面积产量与世界粮食高产国家相比甚 至要低一半以上，２１世纪我国人口增长和土地资源减少 的矛盾不可逆转。我国农业信息技术经过多年的研究， 有一定基础，但与目前应用需求差距很大，在生产过程科学 管理、 农产品质量安全与溯源、农业远程技术服务，农民远程培训等方面的研究刚刚起步；农业种植结构的调整， 养殖业以及其他相关产业迅速发展，用于优质生产和标 准化养殖的智能管理信息系统刚开始起步；面向农村快 捷的网络接入服务和低成本智能化信息接入终端问题仍 未取得重要突破。 二、中国物联网发展现状 物联网技术涵盖范围极广，包括具备“内在智能”的 传感器、移动终端、智能电网、工业系统、楼控系统、家庭 智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”（Ｅｎａｂｌｅｄ）的， 如贴上ＲＦＩＤ、条形码标签的各种资产、携带无线终端的 个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通 过各种无线和／或有线的长距离和／或短距离通讯网络 实现互联互通（Ｍ２Ｍ）、应用大集成（ＧｒａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、以及 基于云计算的ＳａａＳ营运等模式，在内网（Ｉｎｔｒａｎｅｔ）、专网 （Ｅｘｔｒａｎｅｔ）、和／或互联网（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ）环境下，采用适当的信 息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网相关技术在中国已经广泛应用于交通、物流、工业、农业、医疗、卫生、安防、家居、旅游、军事等二十多个领域，在未来３年内中国物联网产业将在智能电网、智能家居、智慧城市、智慧医疗、车用传感器等领域率先普及，预计将实现三万亿的总产值。三、物联网在农业中的应用在大棚控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、ＰＨ值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、ＣＯ２传感器等设备，监测环境中的温度、相对湿度、ＰＨ值、光照强度、土壤养分、ＣＯ２浓度等物理量参数，并通过基于Ｚｉｇｂｅｅ网络协议的无线设备将参数传送到标准网关设备，标准网关通过ＧＳＭ、ＣＤＭＡ或者以太网将数据发送到服务器中进行分析控制，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行检测控制。采用无线网络传递测量得到的农作物的各种参数，可以为精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。下一步的目标是一方面加入更多不同种类的传感器采集数据并加大采集频率，另一方面在云平台侧建立更多的数学模型，摸清不同地区、不同季节、不同农作物的最佳养殖规律，达到最优化品质、最优化质量的产品，并建立突然预案应对突发天气情况和其他一些突然情况对农作物生长的影响。四、小结与传统农业不能适应农业持续发展的需要相比，智慧农业可以实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。【摘要】本文分析了中国农业的现状，以及物联网对当前农业生产的推进作用，并以农业养殖大棚为例，说明了物联网 在农业养殖大棚中实现智慧农业管理的过程。 【关键词】物联网智慧农业Ｚｉｇｂｅｅ传感器 参考文献［１］黄桂田．《物联网蓝皮书：中国物联网发展报告（２０１２￣２０１３）》社会科学文献出版社２０１３ ［２］徐勇军．《物联网关键技术》电子工业出版社２０１２ ［３］李道亮．《农业物联网导论》科学出版社２０１２ 新聚焦ｅｗＦｏｃｕｓＮ１９

基于物联网的智能农业平台的设计与实现

基于物联网的智能农业平台的设计与实现 摘要：21世纪是物联网的时代，把物联网技术与农业相结合，不仅可以改变我 国传统农业落后的生产方式，同时，无论是在经济效益还是环境效益上都取得了 革命性的进步。给出了一个完整的智能农业平台的解决方案，包括平台设计目标，平台模块说明，以及设计思路和对该平台的实现，进行了详细的分析和说明。文 章主要是基于B／S的系统模式，运用了物联网的相关技术，构建了一个智慧农 业信息平台。通过智慧农业平台，可以实现高效率、便捷化的管理，大大减少了 投入成本，解放了劳动力。 关键词：物联网；智慧农业；智能农业平台 智能农业平台即借助物联网等信息技术手段，远程操作相关设备，按时、按 量地对指定位置完成一整套预定农事操作技术和管理的系统。具体监控采集的对 象有大棚内的温度、湿度、CO浓度、光照强度、土壤温湿度以及作物叶面的湿 度等相关环境参数，通过客户端对比采集对象参数与预设对象参数的区别，确定 操作指令，远程控制指定设备完成相关操作。该系统可以以最少的人力投入、最 小的能源消耗、最低的环境破坏，完成对控制对象定位、定时、定量的操作。 1基于物联网的智慧农业信息平台的相关技术 1.1农业物联网体系 平台业务层面技术采用分层结构实现，从低至高共包含如下五层：传感层、 传输层、业务层、应用层、用户层。 1.2系统开发模式 数据中心的主要功能在于为监测端提供应用服务，与上位机进行网络通信。 网络开发应用系统主要有两种模式：Client／Server客户端／服务端(c／s)模式和Brower／Server浏览器(B／S)模式。 1.3通讯技术 具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个执行绪，进而提升整体处理性能。因此，本系统选用是基于多线程背景的Socket技术 应用，可在有限的服务器资源内，同时并发地支持多终端采集、多业务入口查询 以及业务内部数据处理和应用。 1.4数据库技术 对于海量的信息，如何存储与处理取决于数据库技术。数据库技术在收集和 存储数据方面有着巨大的优势，因此采用SQLSERVER数据库，其中包括数据库建 表和数据库处理。 1.5HighCharts图线技术 High charts是一个用纯脚本编写的一个图表库。通过High charts技术，可以 将我们的数据以可视化的形式展示出来。一般来说，数据展示有五种基本的图线 型式：曲线图、饼图、柱状图、散点图、区域图等。High charts的界面简洁，又 纯脚本编写而成，不依赖于任何插件，运行速度较快。 2智能农业平台的解决方案 2.1智能农业平台设计目标 （1）实现的功能 智能农业解决方案可以实现的功能有：大棚内各路传感信息的存储、分析、 智能展示；阈值设置；智能报警；智能控制；身份验证及密码修改；账号与权限 管理；视频链接等。

2020-2021专科《节水灌溉技术》期末试题及答案(试卷号2705)

2020-2021专科《节水灌溉技术》期末试题及答案（试卷号2705） 一、单选题（每题3分．共15分） 1．适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道的防渗方法是( )。 A．土料防渗 B．混泥土防渗 C．砌石防渗 D．水泥土防渗 2．属于随播种、随灌水的地面灌溉节水新技术的是( )。 A．膜上灌溉 B．波涌灌溉 C．间歇灌溉 D．坐水种 3．适用于分散的小地块，特别是山区丘陵的复杂地形的轻、小型喷灌机组是( )。 A．手抬式轻型机组 B．手推式小型机组 C．与手扶拖拉机配套的小型机组 D．滚移式喷灌机 4．以下最节水的水稻节水灌溉模式是( )。 A．“浅、湿、晒”模式 B．“间歇灌溉”模式 c．“半旱栽培”模式 D．“薄、浅、湿、晒”模式 5．雨水的集蓄利用，最关键的问题是( )。 A．提高集流效率 B．管道安装 C．灌溉设备齐全 D．确定灌溉作物 二、选择填空题（每空3分．共15分） 6．农业节水技术包括抗旱节水作物品种、覆盖技术、____、调整作 物种植结构以及抗旱、保墒、保水剂的应用等。（节水灌溉技术；节水栽培技术；节水管理技术） 7．按降水量多少我国大致可分为五个降水带，其中，____是我国主要小麦、棉花和其它旱作物产区。（湿润带；半湿润带；干旱带） 8．渠道防渗工程技术是指____或____渠道输水损失的各种工程技术和方法。 （杜绝；缓解；减少；增加） 9．微灌系统通常由水源工程、____、输配水管网和灌水器四部分组成。（首部枢纽；量测系统；施肥装置） 三、名词解释（每题5分，共25分） 10．开源 11．低压管道输水技术 12．局部水头损失 13．滴灌

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案上世纪九十年代后，无线技术的广泛应用使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。尤其以Zibgee无线技术为主的物联网系统，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。 那么什么是智慧农业了，根据维基百科上面的定义智慧农业主要有这些解释。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。 根据最新研究结果显示，我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关基于Zigbee无线技术的物联网应用与研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。 托普物联网是浙江托普仪器有限公司主要经营项目之一。托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。

节水灌溉技术知识汇总

节水灌溉技术复习题 一、选择题： 1．可以被人类利用的淡水资源约占全球水的总储量的（0．3％）。2．多雨带气候十分湿润，其年降水量超过（1600mm）。 3．半湿润带气候半湿润半干旱，其年降水量（400～800mm）．4．半干旱带气候干燥,其年降水量少于(200～400mm) 5．干旱带为我国最干燥的荒漠区,其年降水量少于(200mm)．6．我国目前灌溉水的利用率很低,平均约为(0．4左右)． 7．（渠道防渗）是大多数国家采用的提高灌溉水利用率的主要措施。8．（管道输水）效率高、占地少，灌溉渠系管道化已成为各国共同的发展趋势。 9．（喷、微灌技术）是当今世界最先进的灌水技术。 10．（地面灌水）方法仍是当即世界大多数国家采用的方法。。11．采用渠道防渗措施，渗漏损失可减少（70％～90％） 12．（土料防渗）能就地取材，造价低，施工简便，但抗冻和耐久性较差。 13．（水泥土防渗）具有造价低，施工较简易等优点，但抗冻性较差。14．（砌石防渗）抗冻和抗冲性能好，施工简易，耐久性强，但一般防渗能力较难保证，需劳动力多。 15．（混泥土防渗）其优点是防渗效果好，使用年限长。 16．（混泥土防渗）是目前国内外广泛采用的一种渠道防渗方法。

17．管道输水减少了渠道渗漏损失，一般可节省能耗（20％～25％左右）。 18．管材和附属设施是低压管道输水灌溉系统的重要组成部分，其投资约占总投资的（70％～80％）。 19．塑料硬管在管灌中得到广泛应用，埋在地下寿命可达（20年以上）。 20．目前灌区移动式管道输水中所用管材主要是（塑料软管）。21．地面灌溉的田间水利用系数只有（0．6～0．7）。 22．沟灌一般要比畦灌节省水量（30％左右）。 23．喷灌灌水均匀度可达（80％～90％）。 24．喷灌比地面沟、畦灌溉省水（30％～50％） 25．在相同条件下，喷灌所需劳动力仅为地面灌溉的（1/5）26．一般要求喷灌时喷洒均匀系数在（0．8以上）。 27．适用于分散的小地块，特别是山区丘陵的复杂地形的轻小型喷灌机组是（手台式轻型机组）。 28．适用于各种作物和土质，特别是平原地区的小块地的轻、小型喷灌机组是（手推式小型机组）。 29．适用于中、小型面积的不同作物、不同土质的地区的轻小型喷灌机组是（与手扶拖拉机配套的小型机组）。 30．不能灌溉高秆作物，适应地形坡度和土壤的能力较差的小型喷灌机组是（滚移式喷灌机） 31．（双悬臂式喷灌机），适应地形坡度的能力小。

基于物联网的智能农业发展趋势

基于物联网的智能农业发展趋势 戴起伟[1] （江苏省农业科学院农业经济与信息研究所） 摘要：智能农业作为现代农业的重要标志和高级阶段，呈现出信息采集智能化、资源利用数字化、信息网络全球化、农产品电子商务分工专业化、信息应用全程化、生产管理智能化等发展趋势。物联网被视为战略新兴产业和新的经济增长点，对于智能农业未来发展具有着前所未有的应用前景，但目前在农业方面的应用还处于起步阶段，文章在分析了物联网技术对于提升农业信息化水平的重要作用后，提出了在农业方面的重点应用领域。 目前，信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生活方式，同时也被广泛应用于农业各个领域。智能农业或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态，其显著特征是在农业产业链的各个关键环节，充分应用现代信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程。在智能农业环境下，信息和知识成为重要投入主体，并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率，智能农业是现代农业发展的必然趋势和高级阶段。在加快传统农业转型升级的过程中，智能农业将成为发展现代农业的重要内容，为加快发展农村经济，进一步提高农民收入提供新的经济增长极；为加快农业产业化进程，增强农业综合竞争力提供新的技术支撑。 1 智能农业是现代农业的重要标志和高级阶段 现代农业相对于传统农业，是一个新的发展阶段和渐变过程。智能农业既是现代农业的重要内容和标志，也是对现代农业的继承和发展。其基本特征是高效、集约，其核心是信息、知识和技术在农业各个环节的广泛应用。信息技术取代机械与人力，知识要素取代资本要

素和劳动要素，使得信息、知识成为驱动经济增长的主导因素，使农业增长从主要依赖自然资源转向主要依赖信息资源和知识资源。智能农业是低碳经济时代农业发展形态的必然选择，代表了农业发展的根本方向，符合人类可持续发展的愿望。 2 智能农业主要发展趋势 2.1 农作信息采集智能化、资源利用数字化 充分利用现代地球空间与地理信息技术、传感技术、手持便捷信息识别技术等获取与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，对耕作、播种、施肥、灌溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制，使农业投入品的资源利用精准化，效率最大化。 2.2 农业信息网络全球化扩展 目前，信息技术已经深刻地渗透到世界的每一个角落。农业信息资源的获取和服务也正打破国界的限制，加速走向国际化和全球化。通过信息网络和各类媒体，农业信息在全世界的流量呈几何级数式扩张，流速也正以前所未有的方式进入高速时代。农业信息化深刻地影响着世界农业资源配制，助推农产品贸易的国际竞争日趋加剧。同时，农业信息资源数据库正向专业化、集成化、共享化和知识化管理方向发展，等等。 2.3 农产品电子商务分工专业化 网络和通讯技术的发展、电子商务交易的普及和成熟，使得通过网络销售农产品，可在瞬间完成信息流、资金流和实物流的交易,农产品电子商务已不再单是产品供求交易的操作，而是前延至产前订单、后续至流通配送等综合性的服务，即紧紧围绕产业链环节，在信息化管理的平台上实现信息共享、管理对接和功能配套。 2.4 农业信息传播多媒体化 视频制作与压缩技术、数字动漫技术、虚拟仿真技术、手机网络传媒技术等多媒体技术，具有传播快、覆盖广、形象生动、丰富多彩、易于操作等特点，为农业复杂问题的简化表达与传播提供了空前的便

农业物联网技术应用及创新

农业物联网技术应用及创新 发表时间：2018-05-02T14:53:30.063Z 来源：《科技中国》2017年10期作者：郑健德[导读] 摘要：近几年来，随着我国物联网行业的迅速发展和兴起，已经逐渐演变为全球性的产业信息竞争领域，越来越多的人开始向这一领域进军，农业作为我国的重点领域之一，自然也就成为了物联网行业中最受追捧的一部分。在这里，我们对我国农业物联网目前的应用范围、发展现状、存在的问题和未来可以改进、开发、创新的方向都做了细致的探讨和研究。 摘要：近几年来，随着我国物联网行业的迅速发展和兴起，已经逐渐演变为全球性的产业信息竞争领域，越来越多的人开始向这一领域进军，农业作为我国的重点领域之一，自然也就成为了物联网行业中最受追捧的一部分。在这里，我们对我国农业物联网目前的应用范围、发展现状、存在的问题和未来可以改进、开发、创新的方向都做了细致的探讨和研究。关键字：物联网；农业；创新 随着经济社会的不断发展，物联网一词渐渐进入大众的视野，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中。 一、农业物联网的现状与应用 （一）现状 农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。 （二）应用 1、农业育种信息化 对于农业来说，种子的质量程度和农作物产出的质量成正比，所以育种对于我国农作物的生长起着至关重要的作用，因此物联网也在此过程中得以发挥它的作用。 栽培者可以通过物联网技术随时随地采集种子的数据，测量他们的温度、湿度、营养程度以及健康状况，对种子栽种后续的情况进行跟踪了解，随时对出现问题的种子进行补救措施，能大大提高种子的成活率和质量，保证作物的高产出质量。同时，我们的科研人员还可以和国外的技术人员共同合作，开发出更加高质量的应用系统，完善农业育种的流程。 2、禽畜养殖信息化 对于禽畜养殖业来说，养殖的禽畜的生命体征与健康状况是需要被首要关注的，因此物联网可以为我们实时提供他们的生长周期、成长情况、健康状况和进食情况，也可以制定出一套能满足禽畜最优生产的互联网系统，实现全自动化跟踪喂养。与此同时，我们还可以通过物联网对禽畜的行为以及生物体温进行监测，防止出现疫情或无法及时得到控制的情况。 3、园艺生产信息化 目前来说有一定份额的果蔬、花卉都是通过大棚种植实现的，由于多数情况下，大棚中为了培育果蔬而营造出的环境与外界环境的各种指标都相差很多，因此对于各种指标的测定必须及时精准，通过物联网可以让我们及时观测到棚内二氧化碳、温度、湿度、光照、PH值等各种植物生长需要所依赖的指标的实时含量以及他们各自的变化曲线，我们也可以在系统中对各种参数进行设置，让他们对棚内的环境自动进行控制调节，给其中的果蔬、花卉等提供最优质的生产环境，以此来达到提升作物的质量水平，提升种植者的经济收入，也可以降低工作人员的工作度，降低成本，提高收益。 4、合理配比，调节资源 目前来说，只依靠传统农业生产的程序已经不能满足生产者的利益需要了，因此，需要在物联网的系统帮助下对农业生产过程中各个指标的数值进行监控测量，编制系统程序使其能够自动调控生产环境，合理优化资源配置，节约资源，为农作物以及禽畜的生产提供最佳的环境。 5、质量检测 现如今社会上的假冒食品越来越多，不仅骗取了消费者的钱财，更损害了他们的身心健康，更有甚者会造成生命危险，面对这样的情况，我们可以通过对物联网系统的应用以及信息共享系统、传感技术等对购买的农作物以及禽畜的生产过程进行了解，这样可以保证购买食品的质量，也给消费者的安全度多添加了一层保障。 二、我国农业物联网的发展现状 作为农业大国之一，我国多年来致力于发展农业经济，近几年来，国家更是要求农村、农民、农业三位一体化共同发展，以此来表明我们发展农业提升经济的强大信心。通过近几年的不断努力，我们已经在农业产业中建立起了一个集生产、运输、销售为一体的庞大的基础物联网体系，也连带促进了信息增值服务产业的发展。我们通过物联网及时、快捷的云终端信息交流与高效的信息管理系统，对农业产品进行了全方位的监管，及时的数据监测与更新，智能的自动调节，让人工养殖的缺陷大大降低，同时，物联网也应用在农业市场行情预测和质量监测系统中，被广泛接受传播使用。 三、农业物联网目前存在的问题 （一）成本较高，效果缓慢 目前来说，由于农业本身就是一个经济效益极低的产业，在运用物联网系统时，自然要更加考虑到成本和收益的比例问题，要想在农业产业的一系列过程中都运用物联网系统，对资金的要求度较高，设备维护、系统安装、传感器配置等等都需要大量资金，这些对于普通的农民来说根本无法负担。此外，由于农业物联网的硬件系统多数处于大棚、禽畜棚等地，其维护的成本与难度也有明显的增长，因此，农业物联网系统普及的想法现在还难以实现，主要还是依靠政府的资助和大型企业的应用。（二）硬件设施功能欠缺，钳制产业发展

农业节水灌溉技术

农业节水灌溉技术 段天宝 节水灌溉以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。 一、节水灌溉主要方式 1、喷灌喷灌的主要优点如下:(1) 节水效果显著，水的利用率可达80,。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2) 作物增产幅度大，一般可达20,—40,。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15,—20,的播种面积;灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗;改善了田间小气候和农业生态环境。(3) 大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4) 减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。(5) 有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6) 避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。 2、滴灌滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm 毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95,。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。 3、膜上灌、膜下灌用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作膜上灌，在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地