基于物联网的农田智能灌溉系统研究和设计

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:fairboy2000
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农业灌溉是农业种植和生产过程的重要环节,对提高粮食产量起到决定性作用。中国人均水资源匮乏,但是大面积的漫灌浇地现象使得资源浪费问题更加严重。虽然近年来管道浇灌技术的应用在一定程度上缓解了水资源浪费程度,但是大面积农田模式的出现,对灌溉技术提出了精确性、自动化和智能化的要求。  针对农田灌溉存在的关键问题,实现灌溉的低成本、高节能和智能化的目的,本文设计研究出基于物联网的农田智能灌溉系统,从物联网架构感知层、网络层和应用层三个技术层面出发,讨论了系统的技术和功能需求。智能灌溉系统通过传感器技术能够精确检测土壤温湿度、环境温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境参数。应用无线传感技术包括GPRS和Lora技术,完成采集信息的上传和上位机操控指令的下达。通过设计的控制电路和单片机程序结合,能够精确控制灌溉机、尾枪和施肥泵等电气设备的运行模式。在云端服务技术支持下,搭建了后台收发软件和数据库,同时数据经由WEB端和手机移动端进行显示。系统的三个架构层是双向传输,工作人员也可以根据显示采集信息快速作出有效决策,然后设置指令后可以远程遥控农田侧设备。基于物联网的农田智能灌溉系统通过无线技术将传感器、农田设备、控制端和云服务有机整合成为一体,有效增强了灌溉的现代化和自动化程度,减少了劳动力投入,提高水资源利用率,避免农肥过度投入造成污染。  本文设计的基于物联网的智能灌溉系统,在天津静海经济开发区沃达尔试验田进行了长期运行和测试,在农田浇灌、施肥和环境监测等方面取得良好的应用效果,远程精确遥控也得到客户的青睐。项目实施结果表明,本文设计的智能农田灌溉系统,具有良好的适应性和稳定性,已经进行了小批量量产。
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