农田灌溉智能控制信息化建设的应用与推广

农田灌溉智能控制信息化建设的应用与推广

万里阳,徐聖钦,台晓林,王仲琦

河南水投柏农产业发展有限公司 河南驻马店 463000

【摘要】水利信息是国家基础国情信息之一，我国传统灌溉方式主要靠人力进行田间作业和人工观测，劳动强度大、效率低，严重制约着农业生产水平的提升，已经不适应现代农业发展的需求。随着政策的不断升级，先进的农田水利工程智能灌溉系统实现了实时信息采集和传输，并通过嵌入式技术对灌溉执行装置进行智能控制，从而真正实现了智能化的灌溉。随着科学技术水平的不断发展，农业生产中越来越多使用到先进的科技手段，其中就包括现代信息技术在农业领域的应用，这也为现代农业提供了新的技术支持。本文旨在探讨农田灌溉智能控制信息化建设的应用。

【关键词】农田灌溉；信息化；智能控制

引言：在农业领域，最显著的矛盾在于农业用水的过度浪费和水资源的匮乏。我国大部分地区都存在着干旱缺水现象，因此需要大力推广智能灌溉工程。必须积极探索和推广科学合理的技术手段，提升信息化技术在农业领域的发展和研究。新型灌溉技术是我国农业理念不断演进的产物，具有较高的水平。近年来随着科技水平不断提升，人们对于水资源的利用效率越来越高，因此对灌溉效率也提出了更高的要求。

一、利用无线传感技术构建的网络

1.技术介绍或其原理

增加水利科技含量，降低水资源消耗，提高水利整体效益是现代水利发展的必由之路[1]，智能灌溉系统在农田实验和农业生产中扮演着至关重要的角色，它能够根据作物所需的水量，为决策者提供更加科学和高效的决策方案。随着科技水平不断提升，人们对农田灌溉管理也提出了更高要求。利用智能灌溉系统，可有效提升农田灌溉管理水平，从而实现田间灌溉的智能化和精准化，进而节约水资源，降低人力和物力消耗。该系统的运行效率与传感器的精准度、算法的优劣以及所需的硬件设备等方面存在紧密的关联。从农业生产中的节水角度出发，结合农作物生长规律及环境信息等因素，设计出一套较为完善的智能灌溉系统，以达到优化农田管理效果的目的。同时，由于智能灌溉控制系统属于非线性系统，且其本身也需要消耗大量能源。智能灌溉技术在葡萄精密栽培中的应用，以风能、水动能、太阳能等为电源，解决了网络能耗问题，并取得了显著的效果。此外，有关专家根据不同作物的生长特点设计出了多种节水灌溉方法，为我国农业生产提供有力支撑。部分研究人员成功地将智能灌溉系统与CIS技术相结合，实现了无线传感网络远程控制技术，该技术可通过相关移动终端全天候掌握作物和环境的动态变化。也有很多学者针对节水农业中的自动控制系统与灌溉方法开展研究，提出了许多具有代表性的理论，为我国未来的农业发展作出贡献。一些专家学者对遗传算法在灌溉计划中的应用进行了深入研究，最终得出结论：遗传算法能够有效地优化灌溉计划，从而为灌溉模型计划和最优参数的制定提供了可靠依据

2.科技应用

研究人员正在开发一种闭环远程系统，该系统用于分布式精确灌溉，与传统的灌溉用水相比具有更高的效率和可靠性。该系统对土壤中水分含量具有很好的检测能力。通过在线实时监控灌溉过程，我们可以实现约五分之一的节约，同时确保农作物得到精准地灌溉。由于采用了先进的传感检测设备和控制技术，该系统对土壤湿度具有较高的控制精度，同时也实现了节水节能的目标。同时该方法具有很高的稳定性，不会出现误差。为了解决干旱地区水资源短缺问题，相关研究人员在无线传感网络技术的基础上，采用了迭代学习控制算法，从而有效提高了灌溉控制的精度，并成功开发了精确灌溉控制系统。此外，由于该系统对环境参数变化比较敏感，利用模糊控制算法来设计智能控制器，以此来提升整个系统的性能，从而达到更好的节水目的。实验结果表明，该系统在节约水资源方面表现出了显著地成效。此外，基于无线通信网络的精准灌溉系统具备较强的抗干扰能力。精准灌溉控制系统以其灵活的节点布置和低成本、低功耗的特点，为短距离通信在复杂环境下提供了高效的解决方案。因此该系统控制方式是一种非常实用并且高效的智能化灌溉系统，也将为农业生产带来极大帮助。同时，利用无线传感网络技术，智能灌溉监控可以摆脱通信网络的限制，实现高速传输和高度可靠的性能。

二、利用神经网络技术进行数据处理

1.技术介绍或其原理

目前，由于我国农业生产中对灌溉水利用不充分，导致大量无效水资源被浪费，严重制约着农业生产发展。预测农田灌溉水量的有效性，直接关系到水资源的管理和配置水平，从而对农作物的灌溉产生深远的影响。通过计算作物需水规律来确定灌溉定额。相关学者运用农田水分平衡公式，对此进行了深入研究。开发一种基于神经网络的预测模型，能够高效地预测农田的灌溉水平。在智能灌溉系统的研发中，相关研究人员采用神经网络和模糊控制相结合的方法，进一步验证模糊神经网络控制器在灌溉领域的卓越性和有效性

2.科技的运用

该系统能够根据温室内不同时段温度和湿度自动调整水肥用量并使其达到最大程度的利用。通过对人工神经网络算法进行优化，相关研究人员成功改进了作物蒸腾模型，从而实现了对温空封闭式栽培的灌溉过程的高效控制，对于推动节水灌溉起到了至关重要的作用

三、物联网技术

物联网作为一个新兴概念，在其出现之后就受到了世界各国人民的普遍关注。随着我国科技的飞速进步，物联网的应用范围也日益扩大。物联网主要通过传感器采集到数据之后进行分析和计算，从而将结果呈现出来。物联网是一种融合了互联网计算机和多种技术的全新应用，为人类带来了前所未有的便利和效率。在这种情况下，人们对物联网技术提出了更高的要求。其覆盖范围更为广泛，且目前已被赋予中国式的标签。随着社会经济的不断发展，农业生产也逐渐向着现代化方向迈进。这种系统是基于物联网平台而研发出来的新型灌溉系统。物联网技术被广泛应用于智能灌溉控制系统的研究，相关研究人员对其进行了深入探究。智能控制灌溉的有效实施需要在不同的生育阶段对土壤含水量进行监测，这是其主要数据来源。相较于传统滴灌方式，采用此种灌溉模式可将用水量减少15%—20%，从而实现节水效果。

结语：通过采用多种先进的灌溉技术，可以在最小化水资源的前提下，最大化农作物的产量。因此，研究与开发新型灌溉技术具有非常重要的意义。在传统的灌溉方式下，由于大量使用农药化肥等化学药剂，不仅导致了土壤板结，而且也严重影响到了农产品质量安全，因此急需采用先进有效的灌溉方法来解决这一难题。在这种背景下，如何有效提升农业用水的灌溉系统自动化程度以及节水智能灌溉技术，是亟须解决的难题。

参考文献：

[1]曹岩， and 牟连营. "河北省农田灌溉智能控制信息化建设的应用与推广." 河北水利 5(2014):1.