物联网技术在现代农业节水灌溉中的应用_评_节水灌溉理论与技术_王慧博

物联网技术在现代农业节水灌溉中的应用

——评《节水灌溉理论与技术》

王慧博

（辽源职业技术学院信息工程系，吉林 辽源 136200）

《节水灌溉理论与技术》是针对现代农业节水灌溉技术进行研究的书籍， 共 9 章，分为绪论、节水灌溉基础理论、地面节水灌溉理论与技术、喷灌理论与技术、微灌理论与技术、低压管道输水灌溉工程技术、渠道防渗工程技术、雨水集蓄工程技术和节水灌溉管理等。《节水灌溉理论与技术》中对现代农业节水灌溉技术进行了介绍，且提出了物联网技术在农业节水灌溉中的应用。

物联网的概念最早于 1999 年出现，综合了互联网技术、RFID 技术以及EPC 标准的情况下，运用无线数据通信技术打造连接全球物品信息的实物互联网形式，即被称为物联网。早在 2009 年温家宝总理就在政府工作报告中提出了要运用物联网，且物联网也成了我国信息技术战略之一，受到广泛关注。物联网

利用智能感知、计算机控制、人工智能、普适计算等技术的融合运用，具有十分广阔的应用前景。在城市管理、家庭管理、农业发展、工业生产发展有着较大的应用优势。当前，物联网技术在农业领域中的应用也较为普及，是推动农业现代化发展的重要方式，也是智能农业研究的热点。尤其是将物联网技术应用在节水灌溉中，能够转变传统农业灌溉形式，提升灌溉用水效率与农业生产效率。

2019 年我国水资源总量达 28 670 亿m3，缺水量高达 400 亿m3，近 60%左右的城市存在不同程度的缺水。

每年农业因旱成灾的面积接近 10 亿亩。《节水灌溉理论与技术》一书认为，水资源的严重短缺成了影响我国农业经济发展的重要因素。基于我国严重的农业缺水情况，发展节水灌溉技术十分有必要。当前主要节水灌溉技术有：①作物调控灌溉技术，在灌溉过程中对作物进行亏水处理，但不影响作物正常生长，实现高效用水的目的；②运用基于 3S 技术的精细灌溉技术就是综合运用了 GPS 技术、GIS 技术、RS 技术以及计算机控制系统，对农作物生长的实际情况进行实时监控，通过作物生长需求信息来开展有序灌溉，从而更大程度提升灌溉水资源的利用率；③人工智能节水灌溉技术。该技术融合了人工智能技术、自动控制技术、互联网技术、物联网技术等，综合集成了节水灌溉机械与设备，能够对土壤中作物的生长情况与水分进行检测，从而根据作物生长过程中不同的灌溉需求来进行变量灌溉，从而实现节水灌溉、作物增产。物联网技术在现代农业节水灌溉中通过运用精度较高的土壤温湿度传感设备，跟土壤的湿度、空气温度、作物的生长情况进行灌溉，不仅可以显著改善农业灌溉用水效率较低的显性，还可以使得作物获得更佳的生长环境，优化水资源的调度使用。物联网技术在现代农业灌溉中的应用彻底转变了传统农业灌溉模式，推动农业灌溉朝智能化方向发展，对农作物的生长过程与环境因子等数据进行收集，以实现网络化、智能化灌溉。物联网在现代农业节水灌溉中的应用优势较明显，一是能够显著提升农业用水的利用率，降低灌溉成本，提升农作物的经济效益； 二是物联网技术一定程度上转变了农业生存形式，使得农业灌溉更加合理，推动了农业灌溉自动化的实现； 三是物联网能够全程监控农作物生长环境变化，实现农产品产地追溯，进一步保证农作物的安全。

现代农业灌溉中的物联网技术应用是融合了传感器、计算机网络技术、通信技术的自动化监测系统，分为网络感知与控制层、数据传输层以及数据处理层。①网络感知与控制层主要是对土壤中的水分进行量化显示，传感器信息节点会对分布在监测区域中监测点的土壤水分进行定时监测，并在节点内初步处理所获取的信息后，再通过节点传送到汇聚节点，再利用无线通信技术传输至网关。网关利用数据传输线将信息传递至控制平台。控制平台则会对信息进行处理分析，并发出相应指令，以控制灌溉设备是否工作；②数据传输层主要将节点所汇聚传输的信息利用无线通信技术传输到网管，经相关网络协议，将数据传输到控制平台。物联网应用在农业灌溉中的信息无线传输与工业生产相比具有较大差异。农作物生长环境多变，周边温度、湿度等都会对无线通信产生影响，且伴随着作物生长，也会对数据传输造成影响。当前物联网灌溉无线传输技术主要有 ZigBee 技术、Wifi 技术、GPRS 技术与蓝牙技术。其中，ZigBee 技术的传输速度相对较快，抗干扰能力相对较强，是农业灌溉物联网传输的重要媒介技术，也是农业物联网研究的重点方向之一；③数据处理层。该层为控制模块，监测平台在对数据进行处理后则会判断是否发送灌溉设备工作指令。且该层存储了作物生长参数，如空气温度、土壤湿度等。用户可以在控制终端操作界面中选择浏览所需数据。

作者简介：王慧博（1979-）女，吉林辽源人。本科，副教授，研究方向：计算机应用技术、信息化建设、职业教育理论研究。