随着乡村土地流转,土地开始规模化经营,零散土地开始集中形成万亩连方大田,并引入大型平移式喷灌机进行灌溉。由于单次灌溉成本巨大,导致对节水灌溉的需求非常迫切,本文基于上述背景设计并实现了一套基于物联网技术的喷灌调度系统。基于Spring MVC和Spring Boot技术,系统实现了基于土壤湿度传感器的墒情监测与旱情预警功能,实现了基于水平衡方程模型和经验灌溉模型进行灌溉智能决策,实现了喷灌调度计划的自动生成,并最后下达到喷灌机进行喷灌作业。本文主要内容与成果:(1)研究了基于水平衡方程的调度模型和基于种植专家经验的调度模型;研究了土壤湿度传感器的技术原理以及它的测量值与田间持水量、作物生长最佳含水量之间的对比关系;研究了平移式喷灌机的水量控制机制,以及灌溉量与控制量的对应关系。(2)根据节水喷灌需求,对智能喷灌调度系统进行面向对象分析,建立用例模型和领域对象模型。(3)对系统进行面向对象设计,采用面向服务的架构方法对系统进行架构设计,绘出系统架构图与系统部署图;使用Power Designer设计系统的PDM物理数据模型。分析大田环境下的网络通讯难点,设计了4G与网桥技术相结合的网络通讯方案。(4)对喷灌智能调度与墒情监测功能进行详细设计并实现。基于经验模型,实现了根据作物需水量、土壤类型、土壤墒情、天气预报等数据的喷灌量的计算与调度计划的自动生成;基于水平衡方程,实现了根据彭曼公式与作物生长最佳的土壤含水量上限等数据的喷灌量的计算与调度计划的自动生成。本文设计与实现的系统,实现了墒情的及时监测,灌溉的智能决策,调度计划的自动生成以及喷灌作业的自动执行,为实现大田环境下粮食作物的精准灌溉提供了参考,具有一定的实际意义。