水是生命之源,小至一草一木,大至人類生存繁衍,皆離不開水源,自古以來,人類傍水而居,有水源的地方更方便人類活動。我國作為農業大國,農產品的生長離不開水源,為了能夠提高農作物的產量,人類開始使用化肥。
據相關數據統計,每年的農業用水量占據總用水量的65%。其灌溉用水的利用率僅為40%。與節水先進國家70%—80%的高利用率相比差距明顯。由于水肥不合理的利用,造成土地鹽堿化,土壤PH值破壞,以及土壤和水質污染等一系列問題。以此看來,解決水資源的問題已經勢在必行。
在“十四五”規劃中,已明確提出建設節水型社會,新增高效節水灌溉面積0.6億畝, 創建200個節水型灌區,到2025年,全國建成高標準農田10.7億畝。由此可見,農業灌溉問題已經引起國家重視。
據相關數據分析,2015年—2020年,我國節水灌溉設備行業市場規模從604.4億元提升至1150億元,年復合增長率達13.7%,未來,基于國家政策的支持與種植戶節水意識的逐漸提高,預計到2024年我國節水灌溉設備行業市場規模將達到2384.6億元。
在農村小面積的農田采用的依然是抽水灌溉,將水管的一端接入抽水井,另一端放入農田的一側,打開機器,水源便會從水管流出,直至流滿整片農田。在澆灌的期間,需要人工不斷來回巡邏,防止有地方沒有澆灌到位,而澆灌這樣的一畝田地需要耗費幾個小時。
大面積的農田如果繼續采用這種方式,不僅會造成水資源的浪費,也容易造成澆灌不均,少澆或多澆。而且由于面積過大,布線,水費、供電皆是農田管理者頭疼的問題。如今,隨著國家的大力推行,科技的力量已經滲透在農業生產過程中,其中的智能灌溉系統,打破了傳統灌溉方式,解決的大面積農田灌溉的問題。
智慧農業灌溉系統,是一種新型的智慧農業無線灌溉解決方案,其原理利用擴頻通訊的超遠距離,低功耗LORA無線傳輸技術,加之多種不同傳感器,對整體的農業環境中的濕度,溫度、光照強度以及土壤墑情等參數進行測量,實時傳輸數據并對其分析。
系統對不同要素可設置不同閾值,當監測的要素脫離所設范圍內的閾值時,可以進行遠程手動人為干預,自動或定時,作為灌溉設備的控制條件,從而實現智能化灌溉,提升水肥利用率,減少功耗,改變往期關于傳輸距離與功耗相矛盾的問題。
智慧農業無線灌溉系統是由LORA網關、LORA采集器(氣象+土壤)、LORA閥門控制器、農業四情測報平臺組成。
作為智慧農業無線灌溉系統中的一員,掌握著接收下部設備信息,統計分析整理,下發控制指令的職責。配對32路采集器和32路無線閥門,進行3Km的傳輸。其采用LORA擴頻技術,進行多信道通信,增強了鏈路的穩定性。
包含LORA溫濕度采集器、LORA土壤溫濕度采集器、LORA光照采集器、LORA485數據采集器、風速風向傳感器,各路采集器各司其職,監測不同要素,上傳至LORA網關。
作為一款低功耗的脈沖閥門控制器,使用遠距離、低功耗的技術LORA,通過脈沖信號控制閥門的開關,灌溉時不需要持續輸出信號,可以在遠程平臺上實現手動開關,閥門的定時開關,實現關聯采集設備進行自動控制,實現智慧聯動,精準灌溉。
農業四情測報平臺可以監測灌溉,蟲情,苗情,墑情,孢子等監測數據,智慧農業無線灌溉系統作為農業四情之一,可在云平臺的灌溉終端登錄,實現對監測點的位置,設備類型的實時監測,管理人員想要查看數據,可通過手機、Pad、計算機等信息終端進行查看。
總結:?智慧農業無線灌溉系統節省大量人力資源,用科技手段代替人工力量,實現了節約水資源,提高肥料利用率的發展戰略,降低了環境污染率,實現科技興國,最后,國家推廣節水灌溉,合理施肥,綜合提升水肥利用率,不僅是建設我國現代化農業的必要條件,更是保證國家供水和糧食安全,推薦可持續發展的戰略要求。