基于物聯網的果園水肥一體控制系統的開發與應用

王喬振

（萊蕪職業技術學院，山東萊蕪 271100）

開發與推廣應用基于物聯網的果園水肥一體控制系統，能夠在極大程度上提高果園的灌溉、施肥效率，提高果園的生產產量和質量。

1 基于物聯網的果園水肥一體控制系統的開發

1.1 系統構架 基于物聯網的果園一體控制系統主要包括5個層次，即設備層、通信層、數據層、接口層和用戶層[1]。層次和層次之間雖然是獨立的，但是也有著很強的關聯性，有著相輔相成的關系。設備層主要是對各種環境背景下的傳感器數據進行收集，并對其進行控制和處理。通信層是由VPN、3G/4G、WiFi、ZigBee 4種網絡結合而成的，可以按照果園的實際情況來采取不一樣的接入方式[2]。數據層是整個系統中專門負責數據的貯存、運輸的一個層次，系統中的所有數據都可以在數據層中查找到。接口層是負責協調用戶應用系統、用戶使用決策的，主要采用的是Web接口軟件和服務器。用戶層是專門為果園用戶所設計的，其可以在不一樣的硬件環境下，根據用戶的差異性需求實施運行，如用戶端的水肥一體化控制系統、Web網站系統等。

1.2 桌面水肥一體化控制系統及接口軟件 首先，桌面水肥一體化控制系統主要是使用的C/S模式，通過互聯網和Web來實現對數據的傳輸和設備的命令，使得物聯網設備可以實施運轉。該系統需要用戶登錄自己的用戶名和密碼才能正式進入系統內部，而每個用戶的密碼都是可以自己設置的，因此可以起到很好的保密作用。在系統主頁上主要有4個模塊，一是環境監控模塊。該模塊需要從數據層內獲取相關的實施數據信息，從而對果園內部的氣象和土壤環境等進行了解，該模塊支持實時的環境數據和歷史數據查詢功能，用戶可以在該模塊中查找到自己想要的信息。二是手動灌溉、施肥模塊。該模塊對于一體化控制系統中的各個設置按鈕都可以進行控制，在進行適當的操作以后，按鈕的顏色會有所變化，這就意味著已經完成了一個控制操作動作，頁面中就會在同一時間出現很多個果園分區的信息。三是智能灌溉、施肥模塊。該模塊又可以分成自動灌溉、施肥和管理，用戶可以根據自己的需要選擇管理或自動施肥，自動灌溉施肥可以在一定時間內對果園進行施肥和灌溉，用戶也可以自己設置一個時間。與此同時，該模塊還可以同時顯現出果園施肥的動態和視頻，即便管理人員沒有在果園現場，也可以通過遠程功能進行監督和管理，在極大程度上減少了管理人員的工作量。四是數據采集模塊。該模塊可以收集到果園的很多信息，還可以通過系統對其下達命令，根據用戶的需求對土壤、溫濕度、陽光、水分等信息進行收集和保存，Web接口軟件可以在收到數據之后，對其進行分析和處理，轉換成為用戶看得懂的數據并最終進行保存[3-4]。

2 基于物聯網的果園水肥一體控制系統的應用效果

首先，與人工灌溉、施肥相比，基于物聯網的水肥一體控制系統應用效率很高，通常不會出現果樹淹死或干涸的情況，有利于推動果園標準化生產，降低人工的工作量，讓他們可以有更多的時間去做其他工作，為果園增加收益。其次，一體化控制系統的應用還可以在果園內實施現場測產和長時間的監督，對果樹的生長狀態進行管控，降低果樹病蟲害的發病率，保障果樹健康生長。最后，與人工灌溉、施肥相比，使用一體化控制系統每年可以給果園節約60%左右的水資源、50%左右的肥料，而且水果質量也有所提升。

3 結語

果園生產中應用水肥一體控制系統，可以有效提高果園的生產效率和質量，為農業經濟的發展提供了有利條件。由于該控制系統是基于物聯網開發的，因此，在開發和應用的時候應盡量挖掘先進的物聯網技術，保證控制系統穩定運行。