無線物聯助力農業灌溉系統智能化

我國人均淡水資源為2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，而農業灌溉消耗了其中的62.3%。充分利用好有限的水資源，關系到國家的糧食安全和農業從業者的效益，也關系到全民的生活品質。在保收增收的前提下實現科學灌溉、合理利用水資源成為當前我國農業發展的重要挑戰。

智能灌溉系統是為保證農作物需水量的前提下，實現節約用水而提出的一種新型灌溉技術，它通過各種物聯網技術的部署，實現農田和作物狀況的自動化數據采集、分析決策和集約化控制。它可以根據植物和土壤種類，光照數量來優化用水量，還可以在雨后監控土壤的濕度。和傳統灌溉系統相比，智慧灌溉系統在成本相當的情況下可以節約用水16%~30%，同時還能保證作物的成長因素更加優化，實現節水增收的效果。

從傳統灌溉系統到智慧灌溉系統

傳統灌溉系統主要由管路和機電控制的閥門系統組成，通常缺乏傳感器部署，即便有傳感器存在，也不能和灌溉系統聯通，形成只能由人解讀的信息孤島。現場人員憑經驗或者操作規程進行操作，很難根據現場的實際墑情、氣候情況和作物實際狀況部署最優灌溉策略。 因此，其效率和效益兩方面都存在較大的改進空間。通常智慧灌溉系統，主要由無線自動控制器、物聯網無線節點和電磁閥、傳感器等組成。

灌溉控制器為創新的物聯網無線智慧灌溉控制器，在控制器方圓約五平方公里范圍內可以通過物聯網無線節點接入不同規格的電磁閥、水泵、水壓計、傳感器等，所有傳感器和電磁閥不需要使用外部電源。灌溉控制器也可以用于霜凍監測、預警和灌排實時控制。

無線物聯網技術充分賦能灌溉系統升級

農戶以其灌溉面積和成本策略不同，采用不同的無線物聯網技術。這一領域較為常有的技術有低功耗藍牙、LoRa、NB-IoT等。低功耗藍牙、LoRa和NB-IoT這三種技術都是有源技術，都需要電池供電，均能主動傳輸數據。以上三種技術中，低功耗藍牙屬于短距離技術，在無視距障礙的情況下通?？梢砸宰钸h距離250米來規劃部署節點，有視距障礙的情況下，可以酌減為50-150米之間。NB-IoT和LoRa 這兩種技術都是低功耗的廣域物聯網技術，視距傳輸距離可以長達15~20千米，方便于大規模遠程場景。NB-IoT服務由電信運營商提供，電信運營商的NB-IOT服務****覆蓋的地區均可以使用。但反過來講，如果電信運營商的信號沒有覆蓋或覆蓋不完備，除了等電信運營商部署，就只能考慮做自組網了。LoRa技術的優勢就是方便客戶搭建自組網的。它的好處是，自建網絡，想覆蓋到什么范圍就可以覆蓋到什么范圍。劣勢就是自建網絡需要自己進行運維。

工作原理

系統通過分析自動監測系統的前端采集的土壤、氣候、植物相關數據，處理數據結果并作出灌排決策，由灌溉控制器****無線控制信號控制電磁閥的開關和持續時間，并實時監測管道壓力及流量等信息，對農田作物進行精準水肥灌溉。

傳統水肥灌溉設備在田間不同區域分別灌溉控制時,需要將每個電磁閥以有線方式分別連接到控制器上，這種布線方式受田間日常耕作影響大，一旦線纜破損則影響整套灌溉系統工作且檢查維修比較麻煩，大田布線施工及材料成本也較高。最新研發的自動灌溉控制系統將改變這一傳統方式，實現灌溉控制器和電磁閥之間的無線連接。這一創新能夠解決傳統灌溉系統有線控制的弊端，為農業灌溉提供更加經濟、實用和高效的自動灌溉控制系統，給農業精細化灌溉提供完整解決方案。

土壤墑情監測

土壤水分是土壤肥力的重要組成部分，是植物生長發育的重要影響因素，土壤水分也是研究農業干旱及作物干旱的重要參數，是節水農業中的重要指標。傳感器采集土壤溫濕度情況，對土壤溫度、濕度、PH值、水溫電導率、墑情監測、并可對各農田不同區域的土壤的狀態，趨勢變化等信息進行監測。為優化土壤結構，監測優化效果提供決策依據，確保農田增產增收。

用水量監測

針對各灌溉、監測區域安裝水表，自動抄表，顯示用水量，可根據不同作物，不同區域，不同時間對灌溉的水量進行記錄和統計。系統根據監測數據自動判定是否開始灌溉。系統判定土壤溫濕度達到閾值，電子閥自動打開，開始自動灌溉，當溫濕度達到標準值電磁閥自動關閉，灌溉停止。

無線智能灌溉系統優勢

1.傳輸信號穩定，實時監測，遠程控制失誤率低，準確率高

2.防水，耐熱，耐寒，可長期穩定運行，安全節能

3.根據農業種植現場情況，可靈活設置灌溉電磁閥，合理用水

4.多點數據組網傳輸，移動網絡耗用少，智能澆灌

5.氣象站配備傳感器，可根據實際需求自由組合

創新驅動形勢下趨勢分析與展望

在互聯網＋時代，無線智能灌溉成為未來智能農業節水灌溉系統的核心，農民可以不用完全掌握有關農業灌溉的技術，而通過信息的推送和專業的服務直接獲得決策信息，實現真正的硬件操作“傻瓜化”向軟件決策服務“傻瓜化”過渡。 在政府對農業物聯網技術的大力支持下，無線智能灌溉技術已是大勢所趨。由于無線智能灌溉技術尚未在農業領域中得到廣泛的應用，所以，對于出現的問題要積極解決，促進其在農業領域應用，使其達到產業化、標準化、規?；罐r業物聯網的重要作用得到充分發揮。

總結

基于無線傳感技術的無線節水灌溉自動化技術，逐步實現以數據為驅動的智慧灌溉，全面推進灌區灌溉管理的現代化、智能化、自動化，為智慧農業發展帶來更多的效益。

作為國內知名的無線物聯網技術方案商，深圳信馳達科技以其先進的射頻和數據應用技術，其藍牙、LoRa、NB-IoT產品為多家海內外客戶打造智慧灌溉農業解決方案提供了賦能，為農業可持續發展這一目標的實現奠定基礎。