王喜澤

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)遙感技術(shù)以及電子信息技術(shù)集中應(yīng)用，綜合形成農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)，以此更好地實(shí)時(shí)進(jìn)行農(nóng)作物灌溉。農(nóng)業(yè)灌溉智能化系統(tǒng)能夠促進(jìn)遠(yuǎn)程遙控、管理農(nóng)作物，主要包括灌溉時(shí)間、灌溉用水量等方面，與以往傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，智能化灌溉系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)顯著，可進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化控制，減少水資源浪費(fèi)，提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉管理體系的整體效果。

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

由于我國(guó)在農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中受較多的自然因素影響，這些因素會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，而有關(guān)自然因素主要包括自然災(zāi)害、土壤地質(zhì)問(wèn)題、氣候問(wèn)題等，這些都對(duì)我國(guó)相關(guān)政策、勞動(dòng)力的有效發(fā)展造成了不良影響[1]。在農(nóng)業(yè)建設(shè)過(guò)程中，一旦所處環(huán)境、天氣存在極端、惡劣等情況，會(huì)嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)受到不同程度的損傷，如果無(wú)法及時(shí)通過(guò)有效的方式進(jìn)行防治，那么在日后仍然會(huì)普遍存在相關(guān)問(wèn)題?；诖?，通過(guò)采用通信技術(shù)能夠?qū)ι鲜龈鞣N問(wèn)題進(jìn)行良好規(guī)避，對(duì)天氣情況進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，以此更好地降低損失費(fèi)用，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，增加農(nóng)業(yè)收益。

2 田間信息智能化采集

通過(guò)各種傳感器采集標(biāo)簽，采集基站可以對(duì)環(huán)境土壤的數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的采集，同時(shí)充分采用2.4G 無(wú)線射頻將數(shù)據(jù)傳輸至接收器，通過(guò)485 組網(wǎng)的形式使傳感器能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，促進(jìn)控制中心更好地分析處理各個(gè)數(shù)據(jù)，并做出相應(yīng)的操作[2]。采集系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 采集系統(tǒng)工作原理

2.1 田間信息采集傳感器研究

為了使農(nóng)民能夠及時(shí)掌握田間農(nóng)作物的具體生長(zhǎng)情況，可通過(guò)田間信息智能化采集系統(tǒng)，按照田間的實(shí)際情況，選擇合理的方式進(jìn)行信息采集，并做出相應(yīng)的改變[3]?？赏ㄟ^(guò)田間相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，減輕勞動(dòng)者的工作壓力，減少工作量，不斷優(yōu)化田間灌溉工作，充分滿足自動(dòng)化灌溉的各項(xiàng)需求[4]。在此過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)采用控制設(shè)備，選取斷點(diǎn)式續(xù)灌方式進(jìn)行。我國(guó)現(xiàn)階段所采用的是單節(jié)點(diǎn)傳感器，通過(guò)利用該設(shè)備對(duì)大型灌區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行深入分析與研究，實(shí)現(xiàn)測(cè)控需求，制作便捷的傳感器[5]。

2.2 精準(zhǔn)灌溉土壤

灌溉系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的核心內(nèi)容，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要根據(jù)具體情況對(duì)灌溉方式進(jìn)行選擇，以此滿足灌溉需求，同時(shí)完成自動(dòng)測(cè)控[6]。在測(cè)控前期工作中，應(yīng)當(dāng)對(duì)國(guó)內(nèi)外灌溉的具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分的了解與掌握，在建設(shè)實(shí)際內(nèi)容時(shí)需要按照各類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行灌溉。此外，應(yīng)當(dāng)及時(shí)完善并優(yōu)化系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)具備相應(yīng)的管理系統(tǒng)，良好地控制配套設(shè)備，不斷強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的整體穩(wěn)定性。

2.3 技術(shù)水平應(yīng)用范圍

在具體實(shí)施過(guò)程中，傳統(tǒng)灌溉技術(shù)在操作時(shí)需要通過(guò)人力進(jìn)行，但是由于人力逐漸呈現(xiàn)滯后性，在具體工作中會(huì)存在效率降低的現(xiàn)象，無(wú)法充分滿足相關(guān)工作的實(shí)際需求，灌溉的時(shí)間較短[7]?，F(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)有了顯著的加強(qiáng)，其技術(shù)應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，當(dāng)前的灌溉技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，能夠充分發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作。在改進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)有效采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使農(nóng)田的灌溉更加高效化，不僅提升了整體質(zhì)量，還降低了灌溉成本，使管理流程更加系統(tǒng)化[8]。與此同時(shí)，在構(gòu)建該類系統(tǒng)時(shí)，需要確保操作的規(guī)范性，推動(dòng)農(nóng)業(yè)集成化發(fā)展，保證灌溉管理的季節(jié)性、合理性、高效性。

3 精準(zhǔn)灌溉智能化控制的方式

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)中，精量灌溉作為前沿技術(shù)之一，其主要核心是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)控制灌溉，有效掌握適量、實(shí)時(shí)這兩方面，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，為作物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

3.1 智能化控制顯示內(nèi)容

智能化灌溉的組成部分主要分為以下幾種：采集、控制，結(jié)合通信功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸，在技術(shù)控制中，顯示功能是重要且較強(qiáng)的內(nèi)容之一[9]。在具體運(yùn)用時(shí)，需要有效采集水、電的具體數(shù)據(jù)，同時(shí)嚴(yán)格控制抗壓?jiǎn)栴}，不斷優(yōu)化信息采集工作，使其能夠充分構(gòu)建各類信息數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)各項(xiàng)信息反饋到該類平臺(tái)中時(shí)，需要及時(shí)處理，而灌溉系統(tǒng)自身具備了報(bào)警功能，需要加快維修速度并加強(qiáng)及時(shí)處理緊急問(wèn)題的能力[10]。

3.2 智能化控制計(jì)量?jī)?nèi)容

該系統(tǒng)可充分采用計(jì)量功能，明確農(nóng)民自身的各項(xiàng)需求，獲取總用水量后，便于提升灌溉的穩(wěn)定性、高效性[11]。并且，可通過(guò)電量了解水量的應(yīng)用時(shí)間，并以實(shí)際需求為基準(zhǔn)，將每家每戶的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，進(jìn)而有效分配電資源、水資源，以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為主，在各個(gè)位置上進(jìn)行安裝。在安裝時(shí)需要明確壓力情況，特別是對(duì)于管道壓力問(wèn)題，在該項(xiàng)工作中，為了能夠達(dá)到具體需求與標(biāo)準(zhǔn)，需要支持管道工作的全面、動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)，以提升用水方面的有效性、安全性。

3.3 智能化控制存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能

在具體工作中，需要通過(guò)支持存儲(chǔ)功能以促進(jìn)智能化控制工作，以便及時(shí)解決問(wèn)題。同時(shí)，以具體需求為主，選擇合適的儲(chǔ)存方式，保障相關(guān)信息存儲(chǔ)的安全性。數(shù)據(jù)信息記錄主要包括刷卡時(shí)間、次數(shù)、卡中余額以及水量、電量的使用情況。此外，需要嚴(yán)格按照監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，做好相應(yīng)的記錄工作，以促進(jìn)各類智能化工作的順利完成，從而實(shí)現(xiàn)智能化灌溉目標(biāo)，滿足智能化系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與需求。

3.4 智能化控制自動(dòng)斷電

自動(dòng)斷電保護(hù)是在突發(fā)斷電的情況下，為保障后續(xù)工作的順利進(jìn)行以及滿足相關(guān)工作的實(shí)際需求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的斷電保護(hù)。在通電后，系統(tǒng)不會(huì)第一時(shí)間開(kāi)啟水泵，水泵需要滿足一定時(shí)間范圍才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的工作，極大地減少了資源浪費(fèi)的情況，同時(shí)有利于合理控制成本，使后續(xù)相關(guān)工作能夠順利完成，并在此基礎(chǔ)上達(dá)到相應(yīng)的要求[12]。當(dāng)發(fā)生停電情況時(shí)，工作人員可通過(guò)系統(tǒng)的功能配置滿足相應(yīng)電源的需求，并對(duì)電源進(jìn)行完善與優(yōu)化，系統(tǒng)也能夠與內(nèi)部功能需求相結(jié)合，自動(dòng)更換工作或是實(shí)現(xiàn)不間斷供電。

3.5 智能化控制預(yù)警功能

預(yù)警功能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在可高效處理報(bào)警信號(hào)，一旦在具體工作中個(gè)別環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，可及時(shí)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)，從而促進(jìn)系統(tǒng)高效處理問(wèn)題。與此同時(shí)，通過(guò)與相應(yīng)的需求相結(jié)合，在自檢功能建設(shè)的基礎(chǔ)上使系統(tǒng)在運(yùn)行中更加穩(wěn)定，還能夠在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更好地監(jiān)測(cè)各方面功能，實(shí)現(xiàn)發(fā)出信號(hào)的目的，使系統(tǒng)及時(shí)、快速地感受到預(yù)警信號(hào)，并及時(shí)做出相應(yīng)的反應(yīng)。通常情況下，觸發(fā)報(bào)警時(shí)間以30 s 左右為主，一旦報(bào)警，若相關(guān)工作人員未能夠及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)處理，那么該系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行上報(bào)，直至完全解決該問(wèn)題后才會(huì)停止報(bào)警。

3.6 智能化控制位移

智能化控制位移主要是指，在使用水泵時(shí)所存在的一系列問(wèn)題都會(huì)對(duì)灌溉系統(tǒng)的各項(xiàng)功能造成不同程度的影響[13]?；诖?，為了能夠提高系統(tǒng)整體質(zhì)量與工作效率，需要進(jìn)行有效控制。水泵的工作性能會(huì)直接受到水泵位移的影響，一旦水泵箱發(fā)生傾斜、位移等情況，系統(tǒng)會(huì)直接產(chǎn)生反應(yīng)進(jìn)行報(bào)警，且在系統(tǒng)報(bào)警后，報(bào)警聲音可持續(xù)30 s 以上。如果短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有工作人員對(duì)報(bào)警工作進(jìn)行任何控制，那么系統(tǒng)會(huì)持續(xù)進(jìn)行上報(bào)，直至解決該類問(wèn)題才能夠繼續(xù)其他工作。

3.7 智能化斷相保護(hù)

電源是斷相保護(hù)功能中的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。通常情況下，該類系統(tǒng)主要運(yùn)用的電源為三相輸入電源，該類電源所具備的主要優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)表現(xiàn)為能夠在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后，及時(shí)、迅速地進(jìn)行反應(yīng)。同時(shí)，一旦發(fā)生問(wèn)題，能夠及時(shí)與繼續(xù)工作的功能斷開(kāi)，避免對(duì)后續(xù)工作造成不良影響，充分滿足各個(gè)單元的工作需求，促進(jìn)后期工作的順利進(jìn)行。但是，在具體操作過(guò)程中，當(dāng)輸入電源發(fā)生斷線問(wèn)題時(shí)，主要是由于在水源運(yùn)行環(huán)節(jié)中，電力供應(yīng)缺乏穩(wěn)定性、各項(xiàng)壓力缺乏穩(wěn)定性，也就是說(shuō)以上問(wèn)題主要是由壓力不穩(wěn)所造成的。一旦發(fā)生問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)快速發(fā)出停止運(yùn)行指令，通常反應(yīng)時(shí)間在10 s 以內(nèi)，以此更好地防止內(nèi)部不同零件發(fā)生問(wèn)題，確保電壓、電力的整體穩(wěn)定性。

3.8 智能化控制電網(wǎng)線報(bào)警

智能化控制電網(wǎng)線報(bào)警主要是對(duì)存在不穩(wěn)定線路的情況及時(shí)發(fā)出預(yù)警指令，該方面主要包括內(nèi)部所存在的不同問(wèn)題，該類問(wèn)題會(huì)使系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出指令內(nèi)容，為了能夠避免以上問(wèn)題，電網(wǎng)線報(bào)警功能起到了良好的作用。在系統(tǒng)操作時(shí)，一旦電網(wǎng)線存在故障、問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)生斷相問(wèn)題，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行造成嚴(yán)重的不良影響，并且在具體運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備指令進(jìn)行阻礙，限制其運(yùn)行。一旦發(fā)生類似問(wèn)題，可直接進(jìn)行預(yù)警，指令可由預(yù)警向指揮中心發(fā)出，通常報(bào)警時(shí)間最短為30 s。

3.9 終端停電提醒

終端停電主要是由電源問(wèn)題所導(dǎo)致的，一旦電源出現(xiàn)停電情況，在來(lái)電后，為滿足后續(xù)各項(xiàng)工作需求，相關(guān)系統(tǒng)在斷電后會(huì)自行進(jìn)行參考提供，通過(guò)這種方式穩(wěn)固系統(tǒng)內(nèi)部的不同零件、功能，避免各個(gè)結(jié)構(gòu)受到不同程度的影響，當(dāng)系統(tǒng)能夠再次正常運(yùn)行后，可對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理。與此同時(shí)，需要充分根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行斷水、斷電，在未接到任何指令的情況下，相關(guān)水電功能開(kāi)始其他工作時(shí)，需要向指揮中心發(fā)出相應(yīng)的指令，并采取相應(yīng)的處理措施。

4 小結(jié)

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的主要發(fā)展目標(biāo)是能夠通過(guò)對(duì)有限的水資源進(jìn)行合理采用，以此不斷提高農(nóng)業(yè)發(fā)展的高效性與整體質(zhì)量，為了能夠達(dá)到這一目標(biāo)，需要充分利用智能化精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)。通過(guò)有效結(jié)合控制器、互聯(lián)網(wǎng)以及田間傳感器，提高灌溉過(guò)程的整體質(zhì)量與便利性，降低相關(guān)人員的工作壓力與工作量，提高工作效率，不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)整體經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，助推農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。