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        基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設計與開發(fā)

        2017-04-14 00:42:44李惠鈞李雙冰
        山西農(nóng)經(jīng) 2017年23期
        關鍵詞:灌溉系統(tǒng)微灌節(jié)水

        □李惠鈞 李雙冰

        (寧波市富金園藝灌溉設備有限公司 浙江 寧波 315400)

        基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設計與開發(fā)

        □李惠鈞 李雙冰

        (寧波市富金園藝灌溉設備有限公司 浙江 寧波 315400)

        隨著科學技術的快速發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)等高新技術被廣泛應用在農(nóng)業(yè)領域,進一步推動了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。我國將保障糧食安全、加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展作為重要戰(zhàn)略,需要不斷加快高效節(jié)水灌溉技術的發(fā)展,積極探索全新的智能灌溉系統(tǒng),從而提高節(jié)水灌溉設備的自動化與信息化水平,更好地解決地面灌溉肥、水、土流失問題。本文就對基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設計與開發(fā)進行分析和探究。

        移動互聯(lián)網(wǎng);智能灌溉系統(tǒng);設計與開發(fā)

        1 智能灌溉系統(tǒng)的技術路線

        采用移動互聯(lián)網(wǎng)技術提高智能灌溉設備的自動控制水平,逐漸成為節(jié)水灌溉技術的重要發(fā)展趨勢。例如:某示范園形成了功能完備的科技示范體系,集休閑觀光、科普教育、技術推廣、科研、生態(tài)于一體,在設計與開發(fā)智能灌溉系統(tǒng)時,根據(jù)科學的技術路線,按照“微灌技術應用系統(tǒng)”和“灌溉智能控制系統(tǒng)”來研發(fā)智能灌溉技術的綜合應用模式,以便指導農(nóng)民科學、適量、適時灌溉。第一,微灌技術應用系統(tǒng)。利用小管出流、滴灌、微灌等技術,構建節(jié)水灌溉示范區(qū),設計灌區(qū)的節(jié)水灌溉制度與灌溉系統(tǒng)布置等內(nèi)容,根據(jù)工程實例進行電能與水量的消耗測試,對比分析增產(chǎn)增收、土地節(jié)約利用等[1]。例如:以某灌區(qū)的植物類型、土壤特性、水源條件、氣候特征等為依據(jù),選用以下設計參數(shù):①灌溉水利用系統(tǒng)T1=0.95;②微灌設計日耗水量Ea=6mm/d;③田間持水量26%;④設計灌水均勻度Cu=95%;⑤土壤容量1.45g/cm3;⑥設計土壤濕潤比P=55%。通過試驗與計算,對其灌溉制度加以確定:①苗木綠化區(qū)域的濕潤層達30cm,設計灌水的周期和定額分別為3d和16.4mm,一次灌水的延續(xù)時間為4.4h;②坡度和梯田的濕潤層為50cm,設計灌水的周期和定額分別為5d和27.3mm,一次灌水的延續(xù)時間為9.8h。當然,要想優(yōu)化利用水資源,節(jié)省工程投資,需要實施輪灌工作制度,其中苗木綠化區(qū)的輪灌組為一條支管,坡度與梯田的輪灌組為兩條支管。第二,灌溉智能控制系統(tǒng)。利用智能控制技術、互聯(lián)網(wǎng)技術和移動通信技術,精心設計自動化管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸與采集、設備控制運行、灌溉計量等內(nèi)容,開發(fā)智能灌溉控制設備,繼而實現(xiàn)相應的綜合應用目標,如灌溉系統(tǒng)自動監(jiān)測與控制數(shù)據(jù)信息開發(fā)利用、泵站運行控制、土壤墑情和水文氣象監(jiān)測、現(xiàn)場視頻監(jiān)控等。

        2 基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設計

        智能灌溉系統(tǒng)的核心包括計算機應用軟件、移動控制管理終端、管控裝置主控單元,具體分析如下。

        2.1 計算機應用軟件

        對于智能灌溉項目的需求多變性、用戶層次多樣性、管理復雜性和監(jiān)測點分散性等特征,利用模塊化的設計理念,以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)庫訪問接口為基礎,將各業(yè)務功能抽象成不同模塊,如GIS模塊、歷史查詢模塊、基本功能模塊、服務信息模塊等,便于軟件的擴展和操作[2]。

        2.2 移動控制管理終端

        以Android操作系統(tǒng)為基礎,利用APP開發(fā)專業(yè)化的灌溉管理,這樣用戶可以根據(jù)APP發(fā)出指令,通過管控裝置主控單元對用水戶灌溉的合理與否進行判斷,遠程控制灌溉控制節(jié)點的設備。設計的移動控制管理終端具有較強的自適應能力、較高的可靠性和較短的響應時間,能實現(xiàn)遠程服務和灌溉控制的功能。首先,遠程服務功能。用戶與系統(tǒng)維護方可利用手機服務中心進行聯(lián)系,實時傳輸文字和圖片等,這樣用戶可以及時保障系統(tǒng)的安全可靠運行,享受周全便捷的服務,節(jié)省維護方的檢修成本。

        2.3 管控裝置主控單元

        對于智能控制模塊而言,其借助高頻射頻信號的加密形式對用戶識別碼進行設置,以免用戶運用灌溉設備時受手機信號干擾的影響;或者是利用多頻次驗證編程方式,有效連接智能模塊與無線通信裝置,從而遠程控制指令,對來電身份信息進行智能識別或智能自動拒接[3]??梢哉f,利用這些關鍵技術來開發(fā)設計管控裝置主控單元,不僅能支持互聯(lián)網(wǎng)和移動系統(tǒng),還能執(zhí)行遠程控制指令,對數(shù)據(jù)進行遠程傳輸,實現(xiàn)了以下功能:①選用高頻射頻信號加密形式,可以對合法用戶進行智能自動識別,自動排除非法指令,以免出現(xiàn)誤操作;②結構設計合理,材質(zhì)強度高且運行記錄良好,適用于野外安裝應用的環(huán)境;③具備防竊電功能和節(jié)電功能,防雷、過載和超壓保護功能強;④編程方法的運用可以保證數(shù)據(jù)的安全,實現(xiàn)免維護無故障、穩(wěn)定性高的驗證。

        結束語

        基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng),借助多種監(jiān)測技術對灌區(qū)的土壤墑情、水情和雨情等基礎知識進行實測,精確測算不同作物的需水量,遠程自動灌溉控制,達到節(jié)能節(jié)水的目標。智能灌溉系統(tǒng)的設計與開發(fā),能夠解決傳統(tǒng)灌溉水資源穩(wěn)定性差、浪費大等問題,避免土地辦的結硬化,防止水土流失,更好地保護生態(tài)環(huán)境,達到節(jié)水灌溉的目標,實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

        [1]劉新剛,郝呈波.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的智能灌溉系統(tǒng)設計與開發(fā)[J].中國水土保持,2016,(04):70-73.

        1004-7026(2017)23-0114-01

        S274

        A

        10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.23.080

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