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基于物联网技术的节水灌溉控制系统

发布时间：

2023-02-03

节水灌溉控制系统，根据采集终端的农业环境参数，设计系统运行思路，完成灌溉作业，有效推动中国农业经济的发展，促进数字农业生产率释放。目前，农业设施灌溉效率较低，节水灌溉控制系统没有得到充分开发，用水比例仍存在差距，农业水资源浪费现象尚未解决，设备技术水平存在较大差距，需要不断增强物联网技术使用力度，全面促进国家现代农业发展。

1.强化智能监控管理

增添平台与操作人员的交互功能，通过智能监控终端，实现数据采集与信息传输，使工作人员掌握工况状态与田间信息，能够实现远程操控，调整节水灌溉控制系统的操作参数。以自动化指令操作形式开展节水灌溉程序，使管理人员及时查询和审核平台生成的决策指令，根据实际需求改变行为策略，实现人工干预，保证系统良好的工作状态。

例如，可以加强智能监控终端的设置，开设后台监控系统功能，进行信号采集与信号控制，利用信号隔离、线性化等模块，实现与现场设施的有效连接，检验信息状态与设备配置，增强抗干扰能力，及时提升设备的可靠性。兼具智能、自动与人工灌溉三种模式，决策者根据实际状态，选择合适的灌溉操作，增强系统灌溉的智慧化思维，实现工作的自由模式。与后台监控系统做好有效连接，制定数据链路层通信协议，发挥网络通信系统的通信功能，实现工作数据的有效传递，及时发布终端状态查询指令，由监控平台做出控制动作，实现节水灌溉控制系统的动态兼容。

2.加强系统性能测试

重视节水灌溉控制系统的功能设定，保证系统的稳定性与有效性，在实际应用前，开展系统测试，与相关开发团队进行沟通协商，在环境研究所的扶持下，掌握农作物生长状况与需水规律，制定合理的运行方案，采取相应节水灌溉手段，增加实际生产效益。应用大数据资源，从数据库中获取所需数据信息，以数据表的形式，分析对比具体记录的数据信息。

例如，可以加强对植物生长的各个时期考察，应用有效的节水灌溉方式，从幼苗期和结果初期、中期及后期四个方面做对比分析，保证节约用水量，达到节水效果。针对不同生长阶段的需水量，设置控制阈值与土壤持水量，减少不必要的水量浪费，应用系统执行单元，掌握节水灌溉控制系统总体构架，做好具体参数控制。从系统硬件架构和功能出发，掌握系统应用形式与操作手段，正确下达控制指令，达成控制效果，提升用水安全水平。

3.优化系统设计架构

实现节水灌溉控制系统的多功能分布，从环境信息采集、更新上传设备的暂存、软件工作流程控制，掌握系统单元的各个工作状态，以实现后续系统的精准控制。利用环境数据采集器，进行有效数据的采集，配合控制指令接收，使系统处于暂停状态，使用传感器进行扫描，记录地址码，将数据信息录入控制网络中，根据工作流程示意图，接收实际数据信息，达到智慧节水灌溉效果。

例如，可以加强采集控制系统的使用，实现数据存储，以传感器设备进行传输，通过自动化或手动控制满足相关控制，要求构建多极控制系统网格，形成多种远程数据传发功能，为各部门数据交流做扶持，便于控制参数的修改。在系统设计中，系统单元发出通讯后，将会进入睡眠状态，不再进行数据交互，依靠轮询的方式考究工作状态，记录地址参数，对接收的地址参数信息进行扫描呈递。应用节水灌溉控制软件，接收采集控制系统的控制指令，从数据参数中剖析控制规律，控制电池阀门启动，进行远程自动化节水灌溉作业，动态查询实际流量，检验是否符合预期值规范，读取流量数据，在达到预定设置时，阀门自动关闭，终止灌溉程序。

4.增强硬件技术设计

跟进更新换代速度，迎合时代快速发展的特点，重视软件性能的同时，增强硬件整体设计，提升技术指标与硬件设计水平，从系统规划、布局布线等方面进行综合考虑。提升系统总体设计水平，发展以互联网为核心技术的节水灌溉控制系统，与互联网相连，实现信息共享，设置无线网络节点，与移动网络通信，共同发挥智慧应用价值。

例如，可以加强灌溉电磁阀控制电路的应用，配备直流电磁头，通过脉冲对节水灌溉控制系统进行停启的远程操控，使电器常闭节点与电源开关相连。优化温湿度传感器接口的电路设计，传感土壤温湿度，应用模拟量接口，以直流电压为传播信号，经线性转换发送到引脚，经过低通滤波处理器处理后，再使用一级电压跟随器进行缓冲，传输到控制端口。增强节点电路设计，合理开展布线格局，应用射频电路，实现信息的科学采集，分离模拟电路与数字电路，在布线过程中，需要与引脚尽量接近，为降低个别电路，对节点电路的性能影响，可以使各功能模块集合于同一板子上。将放大器各元件的阻抗值设为五十欧，便于阻抗匹配，使电源负极与地线层相连，提升信息采集效率。

5.遵循系统设计原则

强化节水灌溉控制系统的软件与硬件设计，体现系统设计内容价值，遵循系统设计的基本原则，符合实事求是的设计思路，满足农业发展需求，重视技术推广与技术应用，创新物联网技术应用手段，不断加强技术上的考虑和投入。深入推进智能化改革脚步，加强控制设备的研发，在节水灌溉控制系统中融入前沿科技思维，了解科技最新发展形势，不断引进先进技术设备，增强农业基础，指导农业进步。

例如，可以加强硬件与软件设计的基本原则，在指导方针下规范程序设计，增强硬件的单片机主机与电路设计，软件的系统与程序设计，保证整个系统设备的适用性和实用性。科学合理分析技术推广，在特定的作业环境中选择配备设备，使设备运行符合实际作业情况，重视设备细节，减少设备运行故障，不断发挥智能化优势，做好试验计检验掌握设备运行情况，开展定期维修与养护工作，实现异常情况的有效预防，及时制定有效策略，保证应用效果符合预期设计目标。秉承设备系统的创新性原则，充分利用新时代互联网、自动化与大数据技术等优势，提升农业服务新高度。

综上所述，增强物联网技术在节水灌溉控制系统中的应用，发展智慧农业，扩大应用范围，形成全面互联的网络体系，构建农业生产管理知识模型，增强生产措施的智能化管理，应用现代化农业技术手段，制定合理的灌溉制度。提升数据收集自动识别功能，增强数据分析职能，优化系统内部管理创新，互联网网络模式，简化网络结构，增强服务可靠性，能够有效实现系统后续维护，符合作业环境需求，促进农业经济创新性发展。

参考文献：

[1]宋希贤, 王烨峰, 姚文平. 基于物联网技术的节水灌溉自动化及信息化系统设计[J]. 农业开发与装备, 2021(4):2.

[2]雷月兰. 一种智慧农业用基于物联网的节水灌溉系统:CN 210124097U[P]. 2020.

[3]彭进香, 张莉. 一种基于物联网的灌溉节水系统:CN207720876U[P]. 2018.

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