物聯網技術在現代農業節水灌溉中的應用研究

包萬才

(甘肅亞盛亞美特節水有限公司， 甘肅 蘭州 730000)

物聯網技術是新一代信息技術的重要組成，對人類發展有重要意義。我國作為一個農業大國，疆域遼闊，而氣候復雜、自然災害頻發，要保障農業的健康發展、提高其現代化水平，就要積極引入物聯網技術，并對該技術的應用增加了解、完善應用措施。

1 基于互聯網技術的現代農業節水灌溉實現的結構體系

1.1 節水灌溉系統網絡構架

實現現代農業的節水灌溉，就要對農業數據和灌溉進行精準的分析和控制，因此在該網絡構架基于傳感器、通信技術和控制等為基礎的監測系統，要具備監測信息采集、數據傳輸和處理等幾項功能。

1.2 監測信息采集及控制終端

監測信息采集及控制終端，也就是網絡感知進而控制層，主要對土壤中的水分進行數據量化，實時監測該區域內土壤水分情況，傳感信息節點會分布在監測區的各個角落，保證信息采集的完整性和科學性。同時，節點對采集到的信息進行初步處理，再使用其它節點完成到匯聚節點的傳輸工作。之后，信息會被傳送到網關，最后是監控中心。

在感知土壤水分信息中使用的傳感器，主要有頻域型和時域型2種，前者使用的是電磁脈沖原理，操作簡單、安全、快速、準確，并且具備自動化、寬量程等優點。

1.3 數據傳輸層

數據傳輸層的任務就是將匯聚節點傳來的信息，通過無線通信技術傳達至網關，這一過程需要保證路由協議和網絡安全協議的安全性、合理性和有效性，能夠保證信息傳輸的安全可靠。與工業應用相比，農業物聯網技術運用會受到氣候、農作物生長環境、作物生長狀況等多方因素影響，但農業對其時效性要求較低，容許存在一定的時間偏差。從實際應用經驗和發展需求來講，ZigBee技術由于帶寬較寬、傳輸快，而且兼容性能和抗干擾性能好，在未來農業物聯網技術發展中將成為傳輸層的重要媒介。

1.4 數據終端處理層分析

數據終端處理層也是控制終端，監測中心在處理完收集到的數據后，會將其傳送到監控平臺。用戶根據接收到的土壤水分信息和灌溉決策開啟命令，而控制終端則會將數據存入數據庫中，便于人們提取數據了解土壤濕度參數等問題。同時，設計可實現界面編程，可以使用戶在使用過程中讀取數據簡化，能夠更直觀完成操作。

2 物聯網構架系統其它要點分析

2.1 系統供電策略的實現

在基于物聯網技術的節水灌溉系統中，其重要部分就是利用信息節點實現，對電池更換需求量大，因此在建設該網絡系統的過程中，要考慮到供電節能策略，比如使用太陽能電池板，既能保證系統用電需求，同時還能起到良好的節能效果。而在系統中使用能耗較低的無線通信模塊、動態電壓調節技術和動態功率管理技術都可以減少系統對電能的消耗，實現節能目標。

2.2 系統管理分析

物聯網系統的構建和運行過程中，都需要對其內部數據進行科學管理，不僅要定義其中的數據表結構，還要做好數據維護工作。此外，系統管理中對系統運行的維護同樣不可或缺，用戶的賬號、權限、信息等都需要保證安全性和完整性。值得注意的是，不要忽略對待定領域的知識管理，也要保證其規范性。

2.3 信息查詢、分析功能

在系統功能中，信息的查詢、收集和數據分析，是需要切實保障的。搜索信息可以采用點位查找、空間查找等不同的方法，并用圖表等形式將結果表達出來；在系統中，數據收集工作是根據各個地點進行的，可以精準整理經緯度信息，監控計算機則在接收到數據之后，由中心計算機進行精確的地點布設。

3 結束語

在現代農業節水灌溉中，物聯網技術的應用可以搭建起一個有效、合理的系統框架，在搭建過程中要注意各個層次功能的實現，未來將實現軟件和服務結合、大數據和連接的應用等，要不斷發展系統構架，同時做好維護工作。