溫室智能灌溉控制系統應用研究與展望

摘 要： 目前，智能灌溉控制系統多采用定時控制，即達到開啟時間設備工作，達到灌溉時長設備停止，在一定程度上實現了自動化灌溉，但由于作物在不同生長時期的需水量不同，灌溉控制系統難以生成與作物需求一致的灌溉方案。我國溫室智能灌溉技術起步較晚，還沒有大范圍應用，已經采用智能灌溉的地區，其控制方式及控制策略也不同。以智能灌溉控制系統為出發點，闡述了溫室智能灌溉控制系統的組成、問題等，并展望了其未來的發展趨勢。

關鍵詞：溫室；灌溉；智能控制；控制策略；水肥一體化

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2023）07-0067-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.07.010

0 引言據2020 年度《中國水資源公報》顯示，2020 年全國用水總量5 812.9 億m3，其中農業用水3 612.4 億m3，占用水總量的62.1%，化肥用量占世界的35%，但農業化肥利用率僅30%，比發達國家低20%[1-2]。目前，我國大部分溫室依舊采用傳統的大水漫灌方式，并不能根據作物實際生長情況實時調整供水量，不僅造成了水資源浪費，還影響了作物產量和質量的提高；而大水漫灌的灌溉方式除了浪費水資源之外，還會造成土壤板結、土地鹽堿化和肥料浪費等。

近年來，隨著我國溫室灌溉技術的發展，部分溫室已經形成了完整的溫室智能灌溉系統，但在控制方式上，更多地還是采用定時控制，即“按時開，按時關”，在規定好的時間內進行水肥灌溉。肖麗[3] 基于單片機的溫室自動灌溉系統設計中，自動灌溉系統以AT89C51 單片機作為溫室大棚控制系統的核心模塊，單片機收集濕度傳感器監測到的數據，并進行分析處理，通過控制繼電器的通斷控制水泵的啟停，實現了智能灌溉。劉穎[4] 基于Zigbee 與MSP430 單片機的溫室智能灌溉系統設計中，以CC2530 無線模塊為基礎，以MSP430F169 作為微控制器，對溫室中的基本環境參數進行采集與傳輸，并提出了一種模糊灌溉控制算法，預測系統何時需要灌溉。這種控制方式雖然實現了灌溉的自動化控制，但是依然沒有解決作物在不同生長時期對水肥需求不同的問題，達不到精準化灌溉的目的。因此，研發更加智能化的溫室智能灌溉控制系統對于滿足作物不同時期的水肥需求、節約水資源等具有重要意義。