智能化农业灌溉范文

智能化农业灌溉范文第1篇

按照农田灌溉监测系统应具备的农田灌溉用水远程测控计量、水质监测、水位监测、土壤墒情监测、用电远程测控计量、农田电力设施在线监测等功能设计了农田灌溉监测智能控制系统———智能井房。随着信息化及大数据技术的发展，农田灌溉智能化在全国正在逐步发展，我省在2013年全国第五批小型农田水利重点项目建设指导意见中，明确提出在泵首部位安装智能井房，为今后农田灌溉智能化管理打下了良好基础。

2.丰南区农业灌溉智能化系统建设

丰南区在2008年开始建设农田灌溉监测系统，2010年9月列入全国第二批小型农田水利重点县项目区。项目建设之初，丰南区就确立了工程节水与管理节水一体建设的目标，把农业灌溉用水监测纳入项目建设之中，与管灌工程建设紧密结合起来，实现了农业灌溉的自动化、智能化管理，由传统粗放管水农业向现代化精准用水农业转型，取得了很好的效果。农业灌溉监测系统的建设，监测中心是关键，是整个监测系统的中枢。为此，丰南区建立了2个中心，一个在局机关，另一个在唐山海森电子公司（企业自建），两个监测中心并行，同时监测，数据共享。通过几年的运用，达到了如下目标：一是建成了全省第一个县级农业灌溉监测系统。以监测中心为中枢，智能控制柜为监测点，形成了灌溉监测网络。二是实现了对农业灌溉各种数据的适时监测，利用数据指导农民灌溉。到2012年底，全区共有农田机井8126眼，目前安装机井智能控制柜2700多套。机井灌溉智能控制柜设施安装率达到30%以上，初步形成了农用机井灌溉数据信息采集及分析。

3.农业灌溉智能化系统应用效果

及注意事项农田灌溉监测系统的建设，以机井智能控制柜为载体，全面提升用水计量设施。以机井智能控制柜替代传统井房是建设灌溉监测系统的突破口，智能控制柜与传统井房相比具有占地少、投资小、快速安装、使用简便且安全可靠、计量收费公平、准确、可重复使用等优点。通过实际运用，达到了如下目标：一是工程形象面貌焕然一新。整齐划一、新颖别致的机井智能控制柜替代了破旧的老式井房，使整个工程的可视性大幅度提升。二是实现了单一用电计量向水电双控计量的转型。改变了过去IC卡单一计量电量的方式，使农民可以直观地看到用水情况，增加农民的节水意识。三是操控方便。经过简单的培训，农民可以熟练掌握使用方法。根据灌溉周期及个人时间要求，随时进行浇地，改变了过去排队浇地，争水、抢水的现象。四是提高强制管理手段，实现用水、缴费自动结算，解决长期存在的农业灌溉收费难的问题，也为开征农业水资源费打下了基础。五是大面积推广机井智能控制柜，为全面建设灌溉监测系统奠定了物质基础。农业灌溉智能监测系统的应用，为农业灌溉自动化管理提供了良好的信息平台，同时，也存在一些问题，一是现在部分务农人员年龄偏大，利用智能手机操作有一定困难，需要技术培训和指导。二是在防偷仿盗方面需要加强管理。三是全面普及需要投入大量资金，目前，国家没有针对农业灌溉智能监测系统的专项资金，致使农业灌溉智能监测项目发展缓慢。

4.农业灌溉智能化系统的发展前景

今年，丰南区还将依托小农水重点县项目，在全区建设智能井房1119座，以便监测项目区实施高效节水灌溉工程用水动态信息，对比工程实施前后灌溉用水情况、用水效率、地下水位变化情况等，利用丰南区现有的农田灌溉监测系统平台，对现有农田灌溉监测系统中的设备进行升级改造，将投影仪、投影幕布升级为LED大屏，对现状的操作平台进行升级改造、增加数据传输费用等。为重点县项目实施后效益分析提供基础数据；为落实“总量控制，定额管理”提供基础依据；为灌溉用水计量、实时监控、水费征收、地下水预警等提供基础保障；为实现河北省地下水压采提供技术支撑。

智能化农业灌溉范文第2篇

关键词：智能化；农业用水；节水灌溉；控制系统

我国是农业大国，农业的是我国经济发展的基础，但是受水资源不足、人多地少、环境污染严重以及技术落后等原因的影响，我国农业用水的浪费率高，这对于发展现代农业是严峻的挑战，也是现代农业必须解决的重要问题。本文通过分析国外经验，研究分析适合我国的智能化设备农业节水灌溉控制系统。

1节水灌溉技术及国内外发展

（1）节水灌溉技术。

节水灌溉技术主要包含两个方面：工程节水技术；灌溉控制技术。①工程节水技术：工程节水技术主要指的是利用原有的灌溉设施并对其进行现代化技术改造，或者重新建设先进的灌溉设备其目的是通过设备改造和创新减少水资源的损失，节水利用原则一是减少输水损失、二是减少无效灌溉；具体技术有管道输水，滴灌等等。②灌溉控制技术：灌溉控制技术主要指的是利用自动化控制技术，根据自然环境、农作物用水需求以及可用水量等因素，综合协调保障供水，其供水原则更加精细化和可控化。相比较传统的人工控制灌溉，灌溉控制技术不再依靠人的经验进行控制灌溉，而是利用对地理环境以及作物生长的特性，大大提高了水资源的利用率，从而满足用水需求的同时，做到不浪费水。

（2）国外农业节水灌溉控制技术应用。

国外在农业节水灌溉控制技术上有发展时间长，智能化水平高，其自动控制系统更加完善和先进。主要是利用计算机控制灌溉系统，检测和掌握土壤环境，从而有效控制和掌握实际需水量，使用滴灌和喷灌，并且实现了自动化管理，只需要在控制室就能够完成整个操作过程，在自动灌溉配套设施中，流量控制阀、减压阀等，能够大大提高整个设备的运行效率，促使作物获得最佳的生长环境。

（3）国内农业节水灌溉控制技术发展。

国内节水灌溉技术开始于20世纪50年代，但是由于在管理和推广方面的问题，开展的效果并不理想。进入新时期以来，我国在灌溉技术上取得了较快发展，但是先进的设备住哟还是依靠从外国进口，并且未能形成完备的控制体系，相比较国外地区，我国在农业生产中，有其特殊性，土地相对分散，并且地形较为复杂，一些国外的灌溉控制系统在适应性上存在不小的问题，并且这些设备价格昂贵，在我国推广的难度大，我国在发展灌溉控制系统时需要加强自主创新，提高对控制系统的整合和升级，开发适用性强、成本低、效率高的智能化灌溉控制系统。

2节水灌溉控制系统

（1）节水灌溉控制系统工作原理。

节水灌溉控制系统是利用土壤测量仪器探测田间土壤各种信息，并对于收集到的信息进行转化成数字量，并在控制器上予以显示。同时这些信息及时传输和推送到PC上位机的人机界面上，实现对信息的掌握和控制。从接收的信息上结合预设的农作物需水量和以及整个灌溉系统的灌溉用水量、水速进行有效控制。一旦需要灌溉就可以启动相关按钮进行灌溉操作，整个过程中的信息都能够在人机界面中得到显示，主要包括灌溉时间、灌溉量以及剩余时间和水量等信息，如果不需要进行灌溉，就可以发出控制指令，机器就会停止操作。

（2）灌溉实现与控制。

在灌溉系统中，最核心的是采用电机驱动离心泵的方式将水注入管道，从而实现灌溉的目的。而这个过程中，执行灌溉任务的是电磁阀，电磁阀在这个系统中充当管理者角色，它能够控制区域灌溉与否，并且连接着灌溉干支流的各个管道，在整个系统中形成若干个连接点。灌溉支管上安置了若干个喷头，根据区域需水量进行灌溉或对区域实行轮流灌溉。对于分片区域，安放一定量的土壤水分传感器，土壤水分传感器的主要作用是监控所在地点的土壤水分，并将检测到的数据和结果通过通讯设备传输到单片机中，单片机再根据预先的参考数据进行对比分析，根据对比分析结果实施灌溉。

（3）节水灌溉控制系统总体结构。

根据具体的原理和实际的需求，对于灌溉控制系统的总体结构进行了分析，其工作采用的是某型单片机，并采用控制电磁阀对于田间进行灌溉操作，其系统主要是利用传感器测量电路、模数转换电路、控制电路等等，结合上述的功能及总体结构。在研究智能化设施农业节水灌溉控制系统时，将灌溉控制系统划分成两个部分，一个是硬件电路，另一个是软件程序。硬件电路主要是负责对数据的处理和执行，并且硬件设备能够根据其实际情况进行调整和完善，软件部分主要负责协调各个部分之间的关系，控制硬件的执行，属于整个系统的核心部分，而整个系统的完成质量主要是硬件设备和软件服务相互协调的结果，只有二者相互协调才能发挥节水灌溉系统的最大功效。

3节水灌溉控制系统的设计及建议

（1）系统设计主要内容。

智能化设施的农业节水灌溉控制系统设计可以分为硬件设计和软件设计两个部分。硬件设计主要集中在四个方面：①单片机主机；②模数转换电路；③LED数据现实电路；④超限报警电路。软件主要从五个方面进行设计：①灌溉系统主系统设计；②采样子程序设计；③数据处理程序设计；④尺度变换程序设计；⑤转码程序设计。

（2）系统设计基本原则。

在设计过程中，设计人员要遵循以下几个方面的原则。一是实事求是。中国的特殊自然环境和人文环境，决定了我国农业的发展基础，所以在技术推广和应用中，需要不断的注意实事求是原则，加强整个设备的适用性和实用性，保证整个设备在能够符合中国国情，并利于推广使用，这一点对于任何设计来说至关重要。二是与时俱进。在设计和开发相关控制系统时，研发人员要重视与时俱进，不仅要立足于现在还要着眼未来，要加强在技术上的考虑和投入。在布局规划上，灌溉系统不仅要服务于农业基础，更能够指导农业进步。三是开拓创新性。智能时代的到来已经深入的影响人民的衣食住行用，在农业发展上，智能化革命的影响也将不断加深，所以在控制设备的研发中，要充分利用和发挥职能化的优势，提高产品的智能化和创新性，更好的为现代农业服务。四是试用检验。在设计完成及制造组装之后，还需对强智能化设备进行实验和检验，发现问题及时改进完善，以保证设计目标的实现。

智能化农业灌溉范文第3篇

[关键词]灌溉　智能化系统　无线网络　物联网

农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智能化的程度尤为重要。21世纪的农业将是信息农业的时代，没有信息技术在农业上的应用，就不可能有农业现代化。物联网技术在农业生产和管理中的引入与应用，将是现代农业依托新型信息化应用上迈出的一大步。物联网可以改变粗放的农业经营管理方式，使农业发展走向高产、优质、高效、生态、安全之路的科技保障，实现智能控制，确保农产品质量安全，引领现代农业的发展。

一、作物智能化灌溉物联网平台建设的现实意义

近年来，新疆兵团已示范推广了农田墒情监测与灌溉自动控制系统，这对促进兵团农业灌溉水平的提高起到了积极作用，是兵团农业信息化建设成为世界领先，中国唯一的技术支撑。

智能化灌溉物联网平台是一个把远程监测系统、管理决策支持系统（或专家系统）及滴灌自动控制系统集成于一体，构成农业灌溉物联网综合技术体系。作物滴灌远程监控技术可通过该技术平台实现远程数据采集、数据存储、数据处理、滴灌自动化及故障排除等功能，可以将触角伸入到现场的各个节点，在异地也可充分掌握现场信息。该平台可以满足不同级别用户在线浏览知识、获知实时数据和远程化化灌溉管理。这将成为灌溉信息化管理发展的方向，将推动兵团农业节水灌溉自动化技术水平的进一步提升。

灌溉管理逐渐向走信息化、自动化管理是兵团农业发展的方向之一。近年来滴灌技术在全球的广泛应用，加强了对大田作物肥水管理的可控性。因此，研发嵌套作物水分管理决策支持系统的灌溉管理自动控制系统更为必要和迫切。中国农业大学、武汉水利电力大学、西北农林科技大学、石河子大学等对不同作物的水分管理决策支持系统都做了大量卓有成效的研究，为我国灌溉管理走向自动控奠定了良好的基础。

二、作物智能化灌溉物联网平台的先进性

物联网被世界公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。他是以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。在这背后，则是在物体上植入各种微型芯片，用这些传感器获取各种信息，再通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网路交互传递，从而实现对世界的感知。自2009年8月总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注。农业物联网由农业信息感知层、信息传输网络层、应用服务层组成，可实现农业远距离、大范围的智能化管理。目前，我国已开发出一批农业专用信息感知和监控设备、适合农业特点的无线传感器网络节点、低成本电子标识产品，并在农业资源环境监测、土壤墒情监测、设施农业监控、农业生产精细管理、农产品流通与质量安全管理等不同领域得到应用，推进了信息化与农业现代化的融合。

三、作物智能化灌溉物联网平台是一〇五团科技发展的重要创新，探索了团场、科研院校，科技重心下移的新经验

作物智能化物联网平台依托新疆兵团科技成果（新兵鉴字[2011]第018号）“膜下滴灌远程墒情监测与灌溉控制系统研究与应用”，该平台为新疆生产建设兵团农六师一。五团与石河子大学多年的“产、学、研”结合背景，重点进行了滴灌作物土壤水分的时空变化特征、滴灌农田的蒸散模型、水分传感器的安装方法、低功耗阀门控制器（RTU）、基于GPRS墒情采集系统及农田墒情信息远程管理平台建设等方面研究，已实现了农田水分的自动采集、数据自动处理及墒情评价、滴灌自动控制等功能。实现了农田墒情监测实时化、决策专家化和灌溉自动化功能。在此基础上，应用Zigbee自组网和GPRS+INTERNET协作服务网络的关联，构建农田墒情远程监控系统和水分管理决策支持系统；建设基于上述两个系统为基础的灌溉物联网应用管理平台和示范基地。

四、作物智能化灌溉物联网建设平台建设在一〇五团建设情况

2011年新疆生产建设兵团农六师一〇五团被列入“兵团农六师五家渠现代农业示范区”。兵团农六师一〇五团5万亩作物（棉花、加工番茄）膜下滴灌高效节水示范基地为基础，引入干旱区农田墒情监测与灌溉远程自动化管理技术等科技成果，在兵团农六师一〇五团国家高标准农田生产基地（农业部示范基地）进行墒情监测与灌溉远程自动化管理技术集成创新与应用，建立农业灌溉物联网管理平台，为实现农田的土壤改良、肥水高效运筹、信息化管理目标、推动新疆农业产业持续发展提供理论依据和技术支撑。

1.智能化灌溉物联网在一〇五团推广，探索出了一条建设新路子

新疆兵团农六师一〇五团具有较强的科技力量，建有完善的农业科技服务体系，包括农业技术推广站、土肥站、病虫害防治中心、气象站等机构。团场通过多种方式，与石河子大学、新疆农垦科学院等院校机构建立了紧密的合作关系，为促进和保证一〇五团棉花产业持续高效发展，专门成立了农业科技发展中心，建立了现代化的检测中心，并积极开展各项科研课题的研究。作为项目主持单位，近年来承担各级科技项目有：农业部高标准棉田示范基地建设项目、棉花标准化体系制定与推广项目、棉花膜下滴灌墒情监测与自动控制技术示范推广等示范项目，取得了显著的成效和科技成果。

为进一步完善科技创新创业的政策法规环境，加快团场科技进步进程，促进经济和社会各项事业的发展，增强团场科技创新和区域综合竞争能力，团场积极贯彻落实国家科技进步政策法规以及兵团关于依靠科技进步，推动产业结构优化的精神，并根据经济社会发展的要求，针对科技发展过程中出现的新问题和面临的新形势，以及团场的实际先后制定了《一〇五团引进人才若干优惠政策》、《一〇五团科技工作奖励办法》等。这些制度的制订，建立和完善了人才使用的新机制等多方面内容，大力发展棉花高效节水技术、测土配方施肥等高新技术，加快一〇五团科技示范园建设，进一步引进和扶持民营科技企业发展，建立科技风险投资机制，进一步加强产、学、研合作，建设科技发展的支撑服务体系，加快信息化建设，科技发展的环境进一步优化等。

为使一〇五团农业能够实现健康、持续和跨越式发展，团场以此次现代农业示范区建设为契机，认真做好高标准农田、智能化节水、农业机械化、高标准农田林网等的规划建设，目前已完成的项目运行状况良好，经济效益明显，其他各项建设工作正在扎实有序进行。如在农业高效节水方面：截止到2011年，团场已安装常规滴灌11.5万亩，普及率达到97.5％，农业灌水利用系数0.85。在农业机械化发展方面：团场现有各类拖拉机584台，农具862台（架），机具配套比1：1.5，农业机械化率80％以上。建设一〇五团农机服务中心，集停放、检修和保养等功能。在农业示范基地发展方面：建设优质商品棉基地，加快农业信息服务平台建设，整合涉农信息资源，推动农业信息规范化、标准化，为优质商品棉基地建设和管理，提供信息服务平台。

2.智能化灌溉物联网平台在一〇五团推广产生的优越性

新疆兵团农六师一。五团是以农业为主的团场，棉花是团场的主导产业。按照中央提出兵团加快推进“三化”建设和农业“三大”基地建设的要求，全面推广农田智能化灌溉物联网平台，切实发挥高新节水示范效应，推动团场现代农业健康快速发展。2011年在在2连示范推广棉花自动化滴灌5000亩，节水明显，增产显著，具有省工等特点，其节水技术已达到国内领先水平。该平台示范具有以下优势：第一，使普通滴灌系统能够严格执行轮灌制度，由随意轮灌走向科学灌溉，节约用水和用电10％左右。2011年常规滴灌每亩水方量380方，滴灌自动化每亩350方，每亩节约用水7.5元。第二，使“少食多餐”、高频灌溉技术能够真正实现，促进了作物稳健、持续生长和高产、高效益，亩增产35公斤，产量提高8％以上。第三，提高了劳动生产率，降低了劳动强度，人均管理定额由50亩提高到300亩，管理费用由120元／亩降低到20元／亩。第四，避免了人为开关球阀对作物造成践踏、灌溉时间不一致导致作物生长不均匀等影响。

五、作物智能化物联网平台强化了科技与团场发展的结合。取得了显著的经济效益和社会效益

1.经济效益

作物职能灌溉物联网平台建设将对提高示范区农业生产效益产生显著影响。棉花膜下滴灌的人均管理定额从当前的50亩增加到300亩，平均单产提高28kg／亩，单位面积棉花膜下滴灌生产综合效益增加260元／亩。当推广面积达到5万亩时，将产生综合效益1300万元。对提高示范区农业生产效率、提高农民收入具有显著作用。

2.社会效益、生态效益分析

降低普通滴灌系统工程投入和运行管理成本，对加快兵团农业信息化发展、指导兵团灌溉自动化可持续发展具有里程牌的意义。

一是灌溉更加科学化。二是管理强度降低。三是管理成本降低。进一步提高作物生产的可控水平，提高管理定额，提高水分利用效率及肥料利用率，其更重要的意义在于辐射更大面积，使大田膜下滴灌作物生产灌溉管理水平得到进一步提高。

智能化农业灌溉范文第4篇

1智能化农机的内涵与优点

1.1智能化农机的内涵

智能化农机是指装备有中央处理芯片（CPU）和各种各样的传感器或无线通讯系统的现代化农机，其特点是加装在农业机械上的微型计算机对传感器传回的各种信号进行逻辑运算、传导、传递，进而在动态作业环境下发出适宜指令驱动农业机械来完成正确的动作，由此实现农业生产和管理的智能化。智能化农机所要达到的目的是实现工作效率化、作业标准化、农机舒适化、人机交互人性化、操作傻瓜化等。目前智能化农业机械装备已成为当今世界农业装备发展的新潮流，是近几年来国际上农业科学研究的热点之一。

1.2智能化农机的优点

智能化农机是应用计算机技术、电控技术和人工智能等技术装备农业机械的高新技术产品，与传统的功能性农机相比具有以下几个方面优点：

（1）功能强大。智能化农机由于装备了智能化控制系统，不但能完成传统农机的耕作、收获、灌溉和病虫害防治等作业，还可进行土壤信息采集、农作物产量信息采集等工作，进而为精准农业的实施提供技术支撑。

（2）结构紧凑、通用性强。由于中央处理芯片的功能越来越强大，因此智能化农机的结构变得更加紧凑、通用性更强。通常只需改变部分软件，就能改变判断基准，变更动作顺序，以适应不同的作业环境及作业对象对作业机械的功能要求。

（3）劳动强度低、作业效率高。智能化农机能根据作业的需求变化进行自动调整、控制，减少了许多人工操作，不仅降低了操作人员的劳动强度，而且还拥有很高的作业效率，一个人甚至可在办公室内通过计算机同时控制几台智能化农机完成不同的生产作业。

（4）安全性、可靠性高。智能化农机装有各种各样的传感器用于监视作业环境和作业状况，可根据作业环境和对象变化自动调整工作状态，并始终处于良好的技术状态下作业，加之具有自动保护功能，因而安全性和可靠性较传统农机高。

（5）节能、环保。由于智能化农机在良好的技术状态下进行各种作业，加之其作业效率高，因而能耗较低；同时智能化农机采用精准方式作业，不仅能大幅提高化肥和农药的利用率，而且能减少两者对农业生态环境的污染，降低农产品中的农药残留。

2国内外智能化农机的发展现状

自20世纪90年代中期，美国将卫星导航系统安装在农业机械上，从而开启了农业机械高科技、高性能、智能化的先河。目前欧、美、日等发达国家农业不仅已基本实现全面机械化，而且智能化农机应用也具有相当高的水平。虽然近年来，国内智能化农机有了较大发展，但总体上还处于研发阶段，智能化机具很少、智能化程度低，与国外发达国家的差距还很大。

2.1智能化动力机械

农业动力机械的智能化包括农用拖拉机、大型自走式农机（联合收获机械、植保机械）在行走、操控、人机工程等方面的智能化。利用GPS自动导航、图像识别技术、计算机总线通信技术等汽车航天技术来提高机器的操控性、机动性和人员作业舒适性。在上述机械驾驶室中，都有一台或数台计算机，具有统一标准设计的接口，用于与不同类型的农机具配套使用。与传统农机驾驶室中采用仪表盘显示作业参数不同的是，智能化农业动力机械安装有信息显示终端的人机交互界面，通过屏幕菜单操作者可任意选择显示机组中不同部分的终端信息，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。如美国研制成功一种激光拖拉机，利用激光导航装置，不仅能够精确地测定拖拉机所在位置及行驶方向，而且误差不超过25cm；英国开发的带有电子监测系统（EMS）的拖拉机具有故障诊断和工作状态液晶显示功能，通过EMS可严密地控制作业机具的耕作及播种的宽度、深度等。是德国的一款智能化甜菜收获机及其驾驶室内景。近年来，国内的福田、一拖等一些农机企业已意识到了农机“智能化”研发的重要性，开始着手研发智能化动力机械，并取得一定成效。据《中国农业机械化发展报告》显示，在国产东方红X￣804拖拉机上已经设计开发出载波相位差分全球定位系统（DGPS）自动导航控制系统，该系统使得拖拉机的自动化和智能化水平大大提高，成功实现拖拉机的无人驾驶。

2.2智能化作业机械

智能化（有时亦称变量）作业机械主要包括播种机、施肥机、整地机械、田间管理机等作业机具，其智能化应用如激光平地、变量施肥与喷药，以及机具作业状态的监控、故障报警等。

（1）智能化收获机械。联合收割机装备有各种传感器和GPS定位系统，既可收获各种粮食作物，又可实时测出作物的含水量、小区产量等技术参数，形成作物产量图，为处方农作提供技术支撑。如美国卫西•弗格森公司在联合收割机上安装了一种产量计量器，能在收割作物的同时，准确收集有关产量的信息，并绘成小区的产量分布图，农场主可利用产量分布图确定下一季的种植计划及种子、化肥和农药在不同小区的使用量；日本研制的自动控制半喂合收割机，其作业速度自动控制装置可利用发动机的转速检测行进速度、收割状态，通过变速机构，实现作业速度的自动控制，当喂入量过大时，作业速度会自动变慢。智能化粮食收获机械是当今国内智能化农机装备研究的重点和热点，目前已研制开发出实用化的大型智能化粮食收割机。如国机集团所属的中国农机院研制出智能型10kg/s通用性多功能谷物联合收割机，创造了中国收割机最大喂入量记录，并凭借自动化、智能化控制等先进技术，打破了国外技术垄断和市场垄断，可用于水稻、小麦、大豆等粮食作物收获；福田雷沃创新研发的基于GPS定位系统的精准农业远程信息化服务系统，能够对收割机故障进行远程实时诊断，并能指导维修作业。

（2）智能化喷药机械。智能化喷药机械能提高农药利用率，减少对土壤、水体、农作物的污染，保护生态环境。如作为智能农机领域中的引领者，美国约翰迪尔公司生产的自走式精确喷雾机具有灵活高效、 作业精准等诸多优势；德国推出的一种莠草识别喷雾器，在田间作业时能借助专门的电子传感器来区分庄稼和杂草，只有当发现莠草时才喷出除莠剂，除莠剂使用量只有常规机械的10%甚至更低，减少了对环境的污染；俄罗斯研制的果园对靶喷雾机采用超声波测定树冠位置，实现对果树树冠的喷雾，大幅度减少或基本消除了农药喷到非靶标植物上的可能性，节省农药达50%，生产效率提高20%。国内对自动对靶喷雾等变量喷药技术进行了较深入的研究，结合生产实际开发了相应的机具。如将红外探测技术、自动控制技术应用于喷雾机上，研制出果园自动对靶喷雾机，较好地解决了现行果园病虫害防治存在的农药利用率低、污染环境等问题。2012年作为智能农机领域中的领导者，约翰迪尔4630自走式喷雾机在中国实现本土化生产，目前已广泛地应用于国内玉米、棉花、高粱和甘蔗等高秆作物的大面积、高效率和精准植保作业。

（3）智能化施肥机械。施肥机可以在施肥过程中，根据作物种类、土壤肥力、墒情等参数控制施肥量，提高肥料利用率。如美国Ag￣Chem仪器装配公司生产的施肥系统可进行干式或液态肥料的撒施，该系统通过电子地图内叠存的数据库处方，可同时分别对磷肥、钾肥和石灰的施用量进行调整；日本久保田株式会社推出的农业服务支援系统“久保田智能农业系统（KSAS）”，该系统的正式套餐中，联合收割机搭载了与KSAS对应的传感器，插秧机附带电动调节施肥量的功能，对应农机连动制作产量分析及施肥计划。国内山东省农机科研院、福田雷沃国际重工股份有限公司等单位研制出“2BYFZ￣4型智能玉米精密播种施肥机”，该机采用自主研发的种、肥专用传感器分别设计了种子检测与自动补种系统、化肥检测与自动疏通系统，以及基于CAN总线的专用控制器与触控软件系统等三个主要系统，其中前者能完成已播数、重播数、漏播数的计量和缺种、堵塞故障报警及自动补种，而后者能实现株距与施肥量的电动无级调节。

（4）智能化灌溉机械。灌溉机械的智能化不仅可大量节约用水，而且还能省工、省时。如美国瓦尔蒙特工业股份有限公司和ARS公司开发的智能红外湿度计，被安装在农田灌溉系统后，可每6s读取一次植物叶面湿度，当植物需水时，灌溉系统会及时通过计算机发出灌溉指令向农田中灌水；美国、以色列等国在大型平移式喷灌机械上加装GPS定位系统，结合存放在地理信息系统中的信息和数据，通过处方实现农作物的人工变量灌溉。此外，目前发达国家已实现喷水和施肥、喷药同步进行的一体化作业。国内将计算机与分布于农田内的各种传感器，如土壤水吸力、管道压力、流量、空气温度、空气湿度、雨量、太阳辐射、气压等传感器进行相连，实现数据采集自动化，同时对采集到的各种数据信息进行计算、分析，其结果不仅可作为确定精确的灌溉时间和最佳灌溉水量的依据，而且还可根据决策结果对灌溉设备进行自动控制与监测。

（5）智能化播种机械。智能化播种机械能根据播种期田块的土壤墒情、生产能力等条件的变化，精确调控播种机械的播种量、开沟深度、施肥量等作业参数。如美国依阿华州生产的“ACCU￣PLANT”的播种机控制系统可附加在各类播种机上，通过该系统调控播种机上的播种量计量装置，实现不同地块的播种量调整。另外，部分条播机还加装了同时撒施肥料、杀虫剂和除草剂的撒施装置，将这些装置的驱动机构与播种机计量装置连结在一起，能实现撒施量与播种量大小的同步调整与变化。国内研制了基于全球定位技术(GPS)的智能变量播种、施肥、旋耕复合机，并在一些农场投入使用。此类机械具有复式作业功能，可一次性完成耕整、播种、施肥等多种功能，适用于小麦、大豆、油菜等多种作物，并且操作简便，通过电脑触摸屏调控机具作业参数。

（6）智能化设施农业装备。目前欧美、日本等发达国家已形成温室成套装备，其温室结构、环境控制设施设备，以及室内作业机械装备的制造技术都非常成熟，并向高度自动化、智能化方向发展，并已建立不受或很少受自然影响的全新农业生产技术体系。如荷兰的温室能够常年稳定地生产蔬菜和花卉，黄瓜、番茄等作物的产量可以达到40～50kg/m2；设施农业中的植物工厂（plantfactory）则完全摆脱了自然环境对植物生长的影响，其产量可达到常规栽培的几十甚至上百倍，图3为植物工厂的内部情况。国内许多机构利用计算机技术、传感器技术、通讯技术研制出温室环境监测和自动控制系统，不仅可自动监测温室内的气候和土壤参数，而且还能自动控制温室内配置的所有设备的优化运行，如开窗、加温、降温、加湿、补光照、CO2补气、灌溉施肥、环流通气等；与此同时利用物联网、互联网、大数据和云计算等先进技术，研制远程监控系统，并能通过手机或计算机实现温室可视化远程监控。图4是基于物联网的控制大棚。

（7）农业机器人。在先进发达国家，农业机器人在农业生产的许多领域得到发展和应用。如美国明尼苏达州一家农业机械公司研究推出的施肥机器人（如图5所示），会从不同土壤的实际情况出发，适量施肥；法国发明了专门服务于葡萄园的机器人，它几乎能代替种植园工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤和藤蔓的健康状况等；美国波士顿研制出育苗机器人，工作人员只要在触摸屏上设定地点参数，机器人就能感应盆栽，并自动把它们移动到目的地；英国、日本研发了挤奶机器人，不仅能完成挤奶工作，还可在挤奶过程中检测奶质；澳大利亚发明了一种像牧羊犬的机器人（如图6所示），能在农场代替传统的放牧劳力。国内农业机器人起步晚、底子薄、投资规模小、发展速度缓慢，目前仍处于理论研究时期，距离实际应用还有许多难题需要解决，与发达国家相比，在可靠性、精度和效率等方面差距很大。尽管如此，国内农业机器人的研究目前也已取得了一定的成果，如中国农大研制出蔬菜嫁接机器人，南京农业大学、上海交通大学、西北农林科技大学、陕西科技大学等高校已成功研制出采摘草莓、黄瓜、茄子、番茄等水果蔬菜的农业机器人和用于除草的农业机器人；但总体上处于研究试验阶段，进入实用化的农业机器人则很少。

2.3智能化农机管理

农业机械性能发挥程度和使用率高低受许多条件限制，既受农机具的保有量、配置和状态的制约，又受作物生长情况、气候变化等因素影响。只有在一个农场或区域形成一个高效的农业生产管理网络，并实现农机具的智能化管理，才能充分发挥各种农业机械的效率与作用。农机具管理智能化包括机具配置、机具状态监控、实时调度和维修保养的智能化。如欧洲一些大农场已建立和使用农场办公室计算机与移动作业机械间通过无线通信进行数据交换的管理信息系统，通过该系统不仅能够制定详细的农事操作方案和机械作业计划，而且驾驶员还能根据作业机械显示的相关数据，调整机械作业的负荷与速度，确保机组能在较佳的工况下运行，与此同时利用作业过程采集的数据，通过系统运算和处理，能够实现如作业面积、耗油率、产量的计算、统计及友好的人机界面显示等智能化功能；日本洋马株式会社的农机“智能助手”，通过搭载在农业机械上的GPS天线和通信终端，农机能够自动发送位置、运转及保养方面的信息，并每天自动生成作业报告，还可实现监视防盗、运转状况管理、保养服务、突发问题自动通知与迅速应对等方面的功能，该“智能助手”不仅能自动支持农业机械作业，还可与第三方公司提供的农业云应用程序“facefarm生产履历”配合使用，进一步提高效率，目前“智能助手”已在日本全国推广应用。国内一些省份农机管理部门、高校与有关公司合作，利用“互联网+”实现了农机智能化管理。如宁波市农机总站与宁波移动合作建设“智慧农机”信息服务平台，该平台整合了无线通信、农机定位、地理信息、计算机控制等先进技术，能实现农机定位、农机调度、农机作业面积统计计算等功能，通过几年试点工作，现已取得较好成效；中国移动湖北公司为湖北省农机局研发了“农机宝”手机APP智能应用系统，为全省农机手免费提供农机作业电召信息、农机维修及加油站点位置服务等九大类手机智能应用服务；浙江大学正呈科技有限公司与江苏北斗卫星应用产业研究院联合开发的“北斗农机作业精细化管理平台”能为农机作业提供定位监控、指挥调度、面积统计、信息管理等智能化精细化管理服务，经浙江省一些县市农机管理部门使用，反映效果好，目前已进入加快示范推广阶段。

3我国智能化农机未来发展建议

加强以信息化技术为先导的智能化、自动化农机技术与装备的研发制造，既是转变农业生产方式的现实要求，也是农业现代化发展的客观需要；因而国家非常重视智能化农业机械装备技术发展，“十二五”期间，国家不仅在《高端装备制造业十二五发展规划》《农机工业十二五发展规划》要求重点发展农机自动化、信息化和智能化技术，以提高农机装备的控制水平和智能水平，而且启动了当今农业装备领域财政投入最大的国家863计划项目“智能化农机技术与装备”重大项目。另外，还将农业机械列为智能制造试点的十大领域之一。根据目前国内智能化农业机械的研发、制造和应用现状，应采取如下几方面措施加快智能化农业机械领域发展，以适应现代农业发展对先进适用农业机械的需要。

（1）积极营造发展智能化农业机械的良好氛围。目前国内对农机“智能化”理解偏差较大，尤其是许多农机企业过于关注眼前利益，因而对发展智能化农机并不完全认同。为此，需要强化宣传，营造良好氛围，提高对发展智能化农机重要性的认知，使社会各界尤其是农机企业认识到中国农机走“智能化”发展道路，既是我国从“农机大国”走向“农机强国”的必然选择，也是由我国未来现代农业生产和新时代人群的需求所决定的。

（2）加强现有智能化农业装备成果转化和示范推广。“十二五”实施的国家863计划项目“智能化农机技术与装备”重大项目，目前已在秧苗高速栽插与精密播种技术研究、瓜菜田间生产智能化关键技术与装备研究、茶园智能化关键技术与装备开发等方面取得了许多研究成果。为使上述智能化农机技术与装备对农业现代化的发展确实起到支撑作用，应加快建立若干以智能化技术为引领的智能农机装备产业化示范基地，推进成果的转化与应用。

（3）进一步加大对智能化农机装备领域的支持力度。我国地域辽阔，地理环境、农作物种类和种植制度的多样性决定了对农业机械装备需求的多样性。虽然“十二五”期间在智能化农机技术与装备领域已取得了许多成果，但与国内农业生产和农业现代化发展对农业机械装备的需求仍存在巨大差距；为此需要国家进一步加大扶持力度，按照《中国制造2025》重点领域技术路线图中有关农业装备的发展要求，加快农业生产中急需而短缺的智能化农机装备研发，同时加大智能化农机装备补贴与推广力度，促进智能化农机装备研发与应用。

（4）加快构建智能化农机装备制造体系。过去10多年，我国农机装备工业经历了以粗放式为标志的快速发展阶段，未来10年我国农机装备工业将进入以智能化、自动化为标志的集约化发展与制造业转型升级阶段。由于智能化装备与传统装备在制造体系方面有着巨大差异，因此要充分利用农业机械被列为智能制造试点的有利时机，按照智能制造试点示范所包含的智能工厂、数字化车间、智能装备、智能新业态、智能化管理、智能化服务等六个维度的要求来构建智能化农机装备制造体系，为智能化农机发展提供支撑与保障。

智能化农业灌溉范文第5篇

北京金福腾科技有限公司经过六年的不懈研发与技术改进已成功推出最新一代“Photon”智慧施肥灌溉系统，该系统采用先进的计算机技术，工业自动控制技术，无线远程控制技术及物联网技术，可以对农业灌溉施肥进行精确的控制，根据不同作物的种类，生长阶段、生长环境、气候土壤条件实施智能化精细灌溉施肥，并能在PC和智能手机上远程监控系统的运行。

金福腾智慧灌溉施肥控制系统使用目前最先进的物联网技术，可以同时远程监控多个区域的农田（即智慧灌溉施肥机），工作人员可坐在监控室里实时监控智慧灌溉施肥机的工作情况，对上传上来的数据信息进行综合分析，利用手动或自动方式，对不同区域的作物执行不同的灌溉方案。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询和打印每台智慧灌溉施肥机所显示的信息。并可以在智能手机上随时随地的查看智慧灌溉施肥机的工作状态。

智慧灌溉施肥控制系统主要包括四个部分：水源、中心控制组件、管网系统和灌水器。其中中心控制组件包括水泵、过滤器、灌溉泵、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备和自动化控制设备。管网系统包括各级主支管道，各种口径的管道控制阀门，排污设备，田间枢纽，毛管等。金福腾智慧灌溉施肥机采用模块化设计，可以根据现场需要进行扩展，最多可以控制200路电磁阀门，及使用200 个灌溉程序对灌溉进行智能化管理。同时可以自由添加各种相关模块，比如气象站管理系统、温室管理系统、GIS地理信息管理系统等。

金福腾智慧灌溉施肥系统相比于将肥料溶于水，人工淋施、浇施等形式，属于水肥一体化的高级作业模式，是基于物联网的远程智能灌溉施肥控制系统，可精确的，集约化的管理对植物的灌溉施肥，可实现节水60%、节肥50%，增产30%的目标。随着灌溉施肥规模的扩大，传统的人工作业模式将逐渐无法满足灌溉施肥要求，而智能化的灌溉施肥控制系统使灌溉施肥作业更加便捷化，系统的应用削减了巨大的人力成本，越来越受到人们的青睐。

金福腾公司总经理李谟军表示：下一步金福腾将加大产品推广力度，将在全国各地建立“福腾智慧灌溉施肥展示推广中心”用于推进水肥一体化进程，真正的为广大种植业主谋取更多的利润，真正的做到让利不如给客户赚取更多利润产品的这一理念。预计在未来3 年左右的时间将该产品推向全国，达到每年使用达1000 套，受益面积3 万亩（2000 公顷）的目标。2015年前累计投入1 亿用于自动施肥灌溉设备的开发、生产与应用推广。“立足农业，服务三农”，金福腾会坚定不移地实施水肥一体化的发展战略，水肥一体，两者并举，将通过抓技术、抓质量，抓服务，将智慧施肥灌溉推广到全国各地。

智慧灌溉施肥机的推广应用对中国现代农业的发展有着重要的意义，它加速了我国农业的现代化进程，推进了灌溉向智能化，集约型发展，提高了能源的资源的利用率及可持续发展，是未来农业物联网的重要组成部分。

智能化农业灌溉范文第6篇

物联网技术的实现直接取得的效果就是降低了城市信息管理的成本，由于物联网是建立在网络的基础上，就具备了处理大量信息并能够快速存储和传递的功能。这在很大程度上是提高了信息处理的效率，在城市的日常运转中，不仅仅电子商业等行业需要处理大量的信息，而且传统行业如农业、工业也逐步走向信息化。所以在城市的日常管理中，做好信息的管理和降低管理成本是重要的方面之一，可见物联网技术的实现无疑是便利了城市的信息管理等过程。另外，在降低信息管理成本的同时，物联网技术的实现却不会增加数据管理的风险。相反，物联网采用非对称式加密技术以及网络通用的协议，可以极大地提高信息管理的安全性。

2有利于城市的整体发展

物联网技术的实现有利于提高城市发展的整体实力，物理网技术作为一门新兴的技术种类，不仅为城市经济发展带来了新的契机和活力，同时也促进了新的生产方式和管理方式的形成。在城市发展的方向选择上，应该更加与新兴技术和未来信息时代走向相协调。物联网技术正式当前信息化时代下的产物，而且物理网的实现将会有助于城市的整体发展，尤其是在城市的智能化上，这同时也是智慧城市建设的基本方向。

3物联网技术在智慧城市构建中的应用

3.1公共服务智能化的实现

物联网技术在建设智慧型城市中的主要运用涉及多个方面，其中一个主要的方面就是公共服务智能化的实现。公共服务是市政管理的主要日常工作，只有基础服务做得好，才能得到广大城市居民的认可。首先，借助物联网技术可以实现宏观上对公共领域建设情况进行监督和管理。基于物联网的公共服务体系能够为市政府管理提供双向的管理手段，在应对城市安全问题、食品管理问题、环境监测管理等多方面都具有积极的意义，能够为市政府管理提供有效的管理手段。

3.2农业和商业发展智能化的实现

农业和商业都是城市经济体的重要组成部分，物联网技术的实现能够实现农业管理的智能化以及商业管理的自动化。如，基于物联网技术的农业灌溉系统就能极大地提高农业灌溉的效率，同时也能降低成本。物联网将外界环境变化与灌溉设备之间建立起联系，一旦外界环境条件发生改变并达到了预设值，就将自动化带动设备的运转，实现自动化灌溉等需求。另一方面，也能随着条件的改善而控制灌溉水量和周期等等，总而言之，物联网技术的实现极大地提高了农业等产业的智能化程度。

3.3居民生活智能化的实现

物联网技术也促进了城市居民生活智能化，从理论上来看，物联网的最初理念就是为实现远距离控制设备的功能而设计的，所以物联网技术能够使居民的生活更加便利。简单举例来说明，即使居民距离自己的房屋有较远的距离，但只要设备与控制设备通过物联网连接在一起，就能够实现远距离控制家中电器。在居民生活管理中，智能化地管理如水电、煤气等，将会给居民生活带来极大的便利。物联网技术作为一门新兴技术，不仅利用了网络为基础平台，而且也具有较好的人机互动性，方便居民的操作，具有较强的实用性。

3.4交通管理智能化的实现

交通管理作为城市管理中较为关键，也是较为棘手的管理环节。交通管理的智能化的实现能够提高城市运转的效率，而且也是城市综合实力的重要体现。物联网技术能够实现交通管理设备的自动化，一方面，能够为日常的交通疏导和管理提供新的技术手段，能够为交通事故的处理、交通疏通等提供技术支持；另一方面，也有助于交通路线的最初设计，有利于更加合理地设计交通线路。交通的便利性也能够促进城市旅游业的发展，可见交通管理智能化的实现既有助于城市居民生活的便利，也有助于城市第三产业的发展。

4结束语

智慧型城市的构建既是城市发展的新概念，同时也是现代信息化社会发展的必然要求。物联网这一技术在智慧城市的构建中具有突出的作用，能够极大地促进城市信息的交流和管理的便利性。借助于物联网等新兴网络技术，将更加容易地实现智慧城市的建设，有利于城市商业、工业等产业的发展，也利于旅游和交通的管理。因此，智慧城市的实现将会极大地提高城市的综合发展实力。

智能化农业灌溉范文第7篇

关键词：农业灌溉；智能节水；设计分析；单片机

目前，农业智能节水灌溉系统主要是把AT89C52单片机作为主控芯片，而又是有多个传感器以及电路共同组成，主要包括：湿度传感器、超限警报电路、数据处理电路和LED动态显示电路等。该智能节水灌溉系统主要是通过由湿度传感器监测土壤的湿度，然后将湿度值报告给单片机，单片机再根据预先设定的湿度值控制其它系统对土壤输送水分，待达到规定的湿度值后，系统则自动停止补充水分，让土壤始终保持最合适的湿度，进而促进农作物的快速生长。

1 智能节水灌溉系统的整体设计

智能节水灌溉系统是把型号为AT89C52的单片机作为系统的主控芯片，在土壤中安装多个湿度传感器，由它来监测土壤中水分含量。当土壤中含量低于标准值时，湿度传感器则将这个信息转化成电流信号，再通过信号处理电路进行一系列的处理后就变成了可用的电压模拟性信号，然后通过A/D转换器将它转化为数字信号，直接传输到主控芯片单片机中，单片机就对整个系统进行合理地调控，在数码管上会显示出湿度值。一旦湿度值发生了变化，该智能节水灌溉系统就会自动控制水泵开关。农业智能节水灌溉系统结构框图如图1所示：

图1 智能节水灌溉系统结构图

2 单片机的最小系统

AT89C52单片机具有功耗低、性能高的优点，在农业智能节水灌溉系统中得到较为普遍的应用。该单片机在工作时的额定电压为5V，在单片机的内部存在一个256B的RAM和一个8kB的PEROM，这就保证单片机能够与标准MCS-51指令系统共同控制运作，这主要是运用了由ATMEL公司研制出的高密度生产技术和非易失性存储技术，在单片机内部还分布着Flash存储单元和8位CPU，芯片为40个引脚，这就包括了32个外部双向I/O口、2个全双工串行通信口、2个外部中端口、2个16为可编程定时计数器。该芯片不仅能够实现常规编程，还能够实现在线编程，依靠可反复擦写的Flash存储器与MCU将其有机结合，这就直接使得芯片的灵活性得到大幅度提升，还减少了系统的制造成本。

3 时钟电路

单片机的内部结构从根本上分析也即是同步时序逻辑电路，其核心就是时钟电路，主要依赖于时钟信号对时序逻辑系统进行有效控制，并且CPU具备的不同种指令功能即是在由时序单路生成的时钟信号控制下逐一实现的。其中，MCS-51型号的单片机中所含有的时钟信号可以分为两种方式：通过外部电路生成；通过单片机内部的振荡电路生成。

4 复位电路

为了确保CPU与其它相关的功能部件均可以从某个确定的状态开始工作，因此，单片机在每一个开机时都必须重新复位，此时，复位电路就起到了关键作用。复位电路一般分为按键复位和上电复位等形式。在对MCS-51型号的单片机进行复位时，主要是由外部复位电路来完成，其工作原理为：当按下按钮之后，就使得RC电路进行充电，且RESET端发生高电平，此时只要将高电平始终维持在10ms以上，即可完成单片机的复位工作。

5 数据采集处理电路

由传感器监测到的模拟信号是非常微弱的，并且此时存在很多干扰信号，所以信号在传输到主控芯片之间就必须通过滤波、信号放大以及模数转换等步骤。该智能节水灌溉系统通过运算放大器U2、U3把信号进一步放大，进而能适应之后A/D转换器的工作要求。

ADC0809主要包括一个A/D转换器、一个8通道模拟开关、一个三态输出锁存器和一个地址译码锁存器等，该数据采集处理系统可以同时允许8个模拟信号传输，并实现A/D转换器的转换共享。

6 LED显示系统电路

在采用单片机的系统中，一般所采用到的显示器件包括数码管和显示器。这两种器件具备的优势十分明显，包括价格便宜、配置容易、与主控芯片接口简便等。可以在农业智能节水灌溉系统中采用共阴极数码管，实现动态显示。把数码管的LED的引出端与单片机I/O口的8位线进行连接，调节共阴极数码管的高电平使之有效，再选择8位并行输出端，则就可以在LED显示器上实时显示不同的数值。

7 超限警报电路

如果该智能节水灌溉系统的运行环境超出预置的范围，就需要设置一个超限警报电路来提醒使用者，以便及时采取有效措施加以解决，现今普遍采用的报警电路主要包括：蜂鸣报警、闪光报警及语音报警等。例如，采用语音报警装置，则一般选择采用1SD1420型号的语音报警芯片，由A/D转换器传出的数字信号经过主控芯片的P0接口输送到主控芯片内，然后由主控芯片对信号进行智能化处理并与配置值作对比。如果比预置值要小，那么P2.1口将会输出低电平，单片机就会控制语音芯片发出报警信号；反之，那么P2.1口将会输出高电平，系统不会出现语音报警信号，则系统运行正常。

8 结束语

本文简要介绍了农业智能节水灌溉系统设计组成，这体现了自动化技术在我国农业灌溉中的有效应用，同时也体现了我国农业科技水平的显著提高。而目前，我国农业灌溉的智能化水平在整体上看来偏低，这需要国家农业部门进一步加大农业智能化研发力度，在农田灌溉方面设计出高度智能化、自动化的供水系统，既能节约大量的水资源，还能促进农作物快速成长。

参考文献

[1]张水利.集散型智能节水灌溉控制系统的设计与实现[D].中国海洋大学，2008.

[2]王秀霞.智能节水灌溉系统的设计[J].电子技术，2013，09：62-64+61.

[3]黄建锋.蔬菜节水灌溉系统的设计与应用[J].宁波农业科技，2003，02：26-28.

[4]郑先强.蔬菜节水灌溉系统的设计与实践[J].浙江万里学院学报，2003，04：124-126.

智能化农业灌溉范文第8篇

2001年2月，在北京市林业局领导的鼓励和支持下，科技人员响应“科技要转化成生产力”的号召，成立了北京金福腾科技有限公司。经过十多年的不懈努力，金福腾人终于发展成为一家集科技研发、科技推广、生产销售、工程项目设计与施工为一体的现代化高新技术企业。

智能灌溉施肥机是由农业推广站和北京金福腾科技有限公司共同开发的，具有自主知识产权的农业自动化高科技产品。该系统采用先进的计算机技术，工业自动控制技术，无线远程控制技术及物联网技术，可以对农业灌溉施肥进行精确的控制，根据不同作物的种类，生长阶段、生长环境、气候土壤条件实施智能化精细灌溉施肥，并能远程监控系统的运行。该系统采用动态的中文人机运行界面，使用触摸屏进行操作，操作直观简洁，功能强大，智能化程序高，可满足不同灌溉水源及不同灌溉条件的要求。具有节水60%、节肥50%，增产30%、环保、省人力等优点。

智能灌溉施肥系统主要包括四部分：水源、中心控制组件、管网系统和灌水器。其中中心控制组件包括水泵、过滤器、灌溉泵、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备和自动化控制设备。管网系统包括各级主支管道，各种口径的管道控制阀门，排污设备，田间枢纽，毛管等。本科技项目主要设计中心控制组件部分，集中利用计算机技术及自动化控制技术实现自动灌溉和智能施肥。

智能灌溉施肥机采用模块化设计，可以根据现场需要进行扩展，最多可以控制200路电磁阀门，及使用200 个灌溉程序对灌溉进行智能化管理。同时可以自由添加各种相关模块，比如气象站管理系统、温室管理系统、GIS地理信息管理系统等。

智能灌溉施肥机使用目前最先进的物联网技术，可以实现同时远程监控多个区域的农田即智能施肥机系统。工作人员可坐在计算机前，对传上来的数据信息进行综合分析，利用手动或自动方式，对不同区域的作物进行灌溉。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印每台智能施肥机所显示的信息。

智能灌溉施肥机使用模糊PID算法，对配肥施肥过程进行精确控制。由于施肥系统是个实时的、大延迟的、又不确定因素的复杂系统，系统的滞后和惯性都很大，传递函数很难确定，而且控制系统的执行机构是只有两种工作状态的开罐电磁阀，控制指令只能控制电磁阀的通断，因此本系统选用模糊逻辑控制方法，通过控制每个控制周期内的电磁阀的开关时间来实现对配肥施肥过程的精确控制。

智能化农业灌溉范文第9篇

关键词：自动控制技术农业自动化

中图分类号： DF413.1文献标识码： A

由于历史、观念和技术等方面的原因, 我国传统农业机械与发达国家相比有很大差距, 已远远不能适应农业的科技进步。近些年来, 自动化的研究逐渐被人们所认识, 自动控制在农业上的应用越来越受到重视。例如,把计算机技术、微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术结合起来, 应用于传统农业机械, 极大地促进了产品性能的提高。我国农业部门总结了一些地区的农业自动化先进经验(如台湾地区的农业生产自动化、渔业生产自动化、畜牧业生产自动化及农产品贸易自动化)的开发与应用情况, 同时也汲取了国外一些国家的先进经验、技术, 如日本的四行半喂人联合收割机是计算机控制的自动化装置在半喂人联合收割机中的应用,英国通过对施肥机散播肥料的动力测量来控制肥料的精确使用量。这些技术和方法是我国农业机械的自动化装置得到了补充和新的发展, 从而形成了一系列适合我国农业特点的自动化控制技术。

一、已有的农业机械及装置的部分自动化控制

自动化技术提高了已有农业机械及装置的作业性能和操作性能。浙江省把自动化技术应用于茶叶机械上, 成功研制出6CRK-55型可编程控制加压茶叶揉捻机, 它利用计算机控制电功加压机构, 能根据茶叶的具体情况编制最佳揉捻程序实现揉捻过程的自动控制, 是机电一体化技术在茶叶机械上的首次成功应用。

1.应用于拖拉机

在农用拖拉机上已广泛使用了机械油压式三点联结的位调节和力调节系统装置, 现又在开发和采用性能更完善的电子油压式三点联结装置。

2.应用于施肥播种机

根据行驶速度和检测种子粒数来确定播种量是否符合要求的装置, 以及将马铃薯种子割成瓣后播种的装置等。

3.应用于谷物干燥机

不受外界条件干扰, 能自动维持热风温度的装置停电或干燥机过热引起火灾时, 自动掐断燃料供给的装置。

二、微灌自动控制技术

我国从20世纪年50代就开始进行节水灌溉的研究与推广据统计。到1992年, 全国共有节水灌溉工程面积0.133亿m2, 其中喷灌面积80万m2, 农业节水工程取得了巨大的进展。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段, 高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用。采用遥感遥测等新技术监测土壤墒性和作物生长情况, 对灌溉用水进行动态监测预报, 实现灌溉用水管理的自动化和动态管理。在微灌技术领域, 我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等设备, 总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法, 建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统, 可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。这种系统中应用了灌水器、土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器、电线等。

三、自动控制技术在精准农业中的应用

精准农业是在传统农业与农业机装备技术上, 运用高新技术进行农业生产管理。精准农业较传统农业其先进之处主要是应用全球定位系统(GPS)、地理信息技术、计算机控制技术、专家与决策知识系统, 实现农业生产的定位、定量、定时, 做到精耕细作和由于农业水土管理区管理点较为分散, 用传统方法进行数据采集和信息传输精度差、速度慢。把电子技术、微电子技术和通信技术紧密结合起来, 采用现代方法进行自动化监控和管理非常必要, 如在渠系、灌水、泵站等方面实现自动化监控与管理。农业自动化向智能化方向发展, 进一步发展精准农业重点发展节水、节肥精准农业技术体系的自动化控制, 实施精准灌溉、精准施肥, 提高水资源和化肥资源的利用率。精细设施农业主要发展以温室为主的自动控制系统智能化研究, 从而现降低成本、提高作物产量、提高农产品品质。这有助于我国农业资源的高效利用和农业环境保护, 是发展持续农业的重要途径。将计算机视觉技术应用于农业自动化领域计算机视觉技术是一个相当新且发展十分迅速的研究领域, 日本、美国等发达国家已在农业计算机视觉方面进行了广泛而深入的研究, 如农业种质资源管理、获取作物生长状态信息、农产品自动收获、农产品品质鉴定等。英国开发研制的采摘蘑菇机器人, 在定位蘑菇采摘点和测量时, 已经利用了计算机视觉和图像处理技术。计算机视觉技术在我国农业生产和农业现代化方面已开始应用, 但在设施农业、虚拟农业中的应用尚处于起步阶段, 应进一步加强、加快该领域的研究与应用。

我国农业自动化已在设施农业中的温室自动化控制、排灌机械自动化、部分农业机械装置自动化等方面得到一定的发展, 尤其精准农业的发展越来越得到重视。电子技术和计算机技术的迅速发展推动了农业机器向自动化方向发展。随着智能化技术的发展, 人工智能将是世纪农业工程发展的重点。各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断涌现, 继续推动和实现农业自动化是农业机械化工程技术工作者所面临的长远课题和挑战, 并进一步促进农业自动化控制技术向智能化技术发展。

四、自动控制技术在精准农业中的应用

精准农业是在传统农业与农业机装备技术上, 运用高新技术进行农业生产管理。精准农业较传统农业其先进之处主要是应用全球定位系统(GPS)、地理信息技术、计算机控制技术、专家与决策知识系统, 实现农业生产的定位、定量、定时, 做到精耕细作和由于农业水土管理区管理点较为分散, 用传统方法进行数据采集和信息传输精度差、速度慢。把电子技术、微电子技术和通信技术紧密结合起来, 采用现代方法进行自动化监控和管理非常必要, 如在渠系、灌水、泵站等方面实现自动化监控与管理。农业自动化向智能化方向发展, 进一步发展精准农业重点发展节水、节肥精准农业技术体系的自动化控制, 实施精准灌溉、精准施肥, 提高水资源和化肥资源的利用率。精细设施农业主要发展以温室为主的自动控制系统智能化研究, 从而现降低成本、提高作物产量、提高农产品品质。这有助于我国农业资源的高效利用和农业环境保护, 是发展持续农业的重要途径。将计算机视觉技术应用于农业自动化领域计算机视觉技术是一个相当新且发展十分迅速的研究领域, 日本、美国等发达国家已在农业计算机视觉方面进行了广泛而深入的研究, 如农业种质资源管理、获取作物生长状态信息、农产品自动收获、农产品品质鉴定等。英国开发研制的采摘蘑菇机器人, 在定位蘑菇采摘点和测量时, 已经利用了计算机视觉和图像处理技术。计算机视觉技术在我国农业生产和农业现代化方面已开始应用, 但在设施农业、虚拟农业中的应用尚处于起步阶段, 应进一步加强、加快该领域的研究与应用。

我国农业自动化已在设施农业中的温室自动化控制、排灌机械自动化、部分农业机械装置自动化等方面得到一定的发展, 尤其精准农业的发展越来越得到重视。电子技术和计算机技术的迅速发展推动了农业机器向自动化方向发展。随着智能化技术的发展, 人工智能将是世纪农业工程发展的重点。各种农业机器人或智能化系统将在农业自动化控制中不断涌现, 继续推动和实现农业自动化是农业机械化工程技术工作者所面临的长远课题和挑战, 并进一步促进农业自动化控制技术向智能化技术发展。

【参考文献】

[1]马玉敏等.工业以太网的最新发展.自动化系统工程，2006（2）：2.

[2]卞正岗.从自动化测控系统看网络技术的发展.测控技术，2006，25（5）.

智能化农业灌溉范文第10篇

【关键词】节水灌溉；自动化；发展趋势

引言

我国是世界严重缺水的国家之一，农业是用水最大用户，农业用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，而目前我国农田水分利用率和水分利用效率都比较低，其中农田灌溉水的利用率平均仅为40%―50%左右，农田对自然降水的利用率仅达到56%；农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右；旱地农田水分的利用效率为0.60―0.75 kg/m3。根据权威部门的预测结果，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300亿―2600亿m3，其中农业缺水500亿―700亿m3。加快发展节水高效农业，不仅是解决我国水资源短缺、实现水资源高效利用的有力保障，同时也是保障粮食安全、生态安全和水资源安全的重大基础战略，可以大幅度增加农民收入，有力地推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和深远的意义。而当前我国在节水灌溉方面还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程自动控制系统，但只是小面积的局部控制。真正具有扩展功能的大规模灌溉工程的计算机监控系统应用还不多见。

灌溉自动控制模式与人工控制力式相比，具有节省水、肥、能量、杀虫剂、人工等优点，并可基本消除在灌溉过程中人为因素造成的不利影响，提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理和先进灌溉技术的推广。同时通过灌溉控制器适时、适量地灌水，提高农作物产量，有利于我国广大农村劳动力的转移和农村经济结构的调整，同时，对环境保护也起到一定的作用。

一、国外灌溉自动化技术的发展状况

随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施。发达国家在生产实践中，始终把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生产效率、水资源的再生利用率和单方水的农业生产效益作为研究重点和主要目标。这些发达国家从最早的水力控制、机械控制，到后来的机械电子混合协调式控制，到当前应用广泛的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便。

1、 电气信息技术在灌溉控制中的应用

30年前，沟灌和漫灌几乎全靠人力，自动化技术未能应用到灌溉工程中。真正的计算机控制灌溉源于以色列。该国最初把自动化控制技术应用到灌溉中的原因是：以色列足一个极其缺水的国家，从自然条件上讲必须发展节水农业；另一方面是出于中东安全的考虑，以色列人想通过自动化控制技术在家里控制农田灌水，减少由于武装冲突带来的危险。最初的灌溉控制器是一个简单的定时器，这可以看做是灌溉控制自动化的第一阶段。随着控制技术、传感器及水的发展，以色列开发了现代诊断式控制器，这种控制器把以前不能采集到的信息通过不同的传感器来获得，通过互联网、远程控制、CSM等来实现数据传输，然后通过计算机中的一些模型来处理信息，做出灌溉计划。

2、人工智能在灌溉中的应用

由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较大，采用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果，而近几年由于人工智能技术的发展，使得人工智能技术在节水灌溉中的应用显示出广阔的前景，其中包括用专家系统、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模，使得灌溉控制器用这些智能技术来及时、准确地预测环境参数，同时控制这些参数使得它更适合于作物生长。糊控制和神经网络在灌溉控制器中的应用较多，这些系统一般以土壤湿度传感器测土壤水分，同时还通过自动天气预报站估算出作物的蒸腾量，然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器，模糊控制器经模糊规则决策得出模糊输出，再把该模糊输出精确化传送给执行机构，控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意的结果，则可以通过神经网络来优化控制规则。

模糊控制不需被控对象的精确模型，它是根到另一个神经网络去预测灌溉需求。根据人的手动经验或专家的知识来设计的。一个有经验的农民能知道合适的灌溉时间和灌溉量，既然模糊控制能够模拟人的推理能力。所以把模糊控制技术和传统的控制方法结合将是非常有发展前途的。

二、国内灌溉自动化技术发展状况

国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的灌溉控制器还不多见。在开发的产品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥系统，该系统是国家“九五”科技攻关项目中自主研发的科技产品。该系统结合我国温室的环境和实际使用特点，以积木分布式系统结构原理，解决了计算机适时闭环控制、动态监测、控制显示中文、施肥泵混合比可调、电磁阀开度可调等关键技术问题。该系统具

有手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式，可按需要灵活应用，在大连、北京等地已经投入了应用。从系统运行情况来看，该系统有很好控制效果。取得了一定的经济效益和社会效益。天津市水利科学研究所研制的温室滴灌施肥智能化控制系统主要用于现代温室，日光温室作种物的灌溉营养液施肥，环境监测的智能控制，采用世界先进的可编程序控制器和触摸屏控制技自动灌溉控制器，性能可靠、功能齐全、人机界面友好、操作简单、价格低廉，此控制系统的控制流量为15 m3h， 控制规模为1―2 hm2，能控制24路阀门，系统具有人工干预灌溉施肥功能，定时、定量灌溉施肥功能，条件控制灌溉施肥功能。北京澳作生态仪器有限公司的澳作智能节水灌溉控制系统可与各种滴、喷灌系统连接，实时监测土壤墒情，根据要求自动灌溉。控制方式灵活，手动、半自动、全自动任选且可随意在计算机上更改，可同时控制多个设备，受控区位置及形状，环境参数及设备状态可同时显示在中心计算机上。北京奥特思达科技有限公司研制的WT一02型微喷灌定时自动控制器，是一种供农业、草坪、果园、温室一般场合给水的电子灌溉自动控制系统。

1995年，许建中在大规模灌溉工程的计算机监控系统中采用分散功能和集中管理，各局部系统(RTU)都能独立工作，各RTU之间的信息则通过高速数据通道进行联系，其控制方式包括时间控制、水量控制、时间水量综合控制、综合分析制。毛慎建、张和许一飞(1995年)在智能化灌溉控制器研制中，介绍了以803l单片机为核心的全自动化灌溉控制器，该控制器可以按照任意设定周期进行灌溉控制，也可以根据检测的土壤水分状况进行闭环控制，能够控制多路灌溉系统进行多种方式灌溉，该系统已成功用于北京航空航天大学体育场，从投入运行的情况来看，情况良好。许吉力(2000年)以以色列和法国Richel温室系统为对象，综合分析了温室灌溉系统的要求和特点，提出了一种以集散控制系统方式的温室计算机控制系统的组成方式，采用了面向对象编程技术和事件驱动方式，能及时响应用户请求，使系统不但具有非常友好的人机交互界面，而且具有良好的实时控制功能，强大的信息查询能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用计算机控制农田灌溉网络系统设计中，介绍了一种低成本新型水传感器，并把它用在农田灌溉计算机网络系统中，该装置成功应用于福建省漳州市甘蔗灌溉试验站，取得了满意的结果。朱长青、曹成茂(2001年)在多用途节水灌溉控制系统研制中，介绍了一种以单片机控制为核心，能适应多种作物节水灌溉控制系统，该系统研制时充分考虑各种作物的特点，综合选择与灌溉控制密切相关的三个因素作为综合控制对象。其它国内研制得自动灌溉控制器，还有直接用PC机进行控制的，这样使成本增加，不易在田间较恶劣环境下使用等缺陷。

三、节水灌溉自动化技术发展趋势

经过多年的发展，国外灌溉控制器已逐步趋于成熟、系列化，但价格昂贵。国内虽引进一些，但多数是农业示范区、科研单位、高校，虽然国外生产的灌溉控制器性能优越。但没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。国内虽然有多家研制灌溉控制器。但多数是小规模、实验和理论的探讨，应用不够普及，究其原因一则是开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物力的投入，需要多部门、多学科的融合，这在一定程度上限制了性能完善、适应性强的控制器的开发。其次是现在开发出来的灌溉控制器价格昂贵，农民尽管知道能节省人力、灌溉用水、提高产量，但由于一次性投资太大，多数农民承受不起，这也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。

随着中国农业现代化进程的加快、农业结构的调整、以及我国加入WTO等因素，可以预计对农业灌溉自动化技术的要求会越来越高。灌溉控制器在我国将有巨大的市场。节水灌溉控制器近期在中国应朝着价格低、性能可靠、操作简便的方向发展。但从长远利益考虑，新的智能化技术、传感技术和农业科技的引入、应用和普及，将会有智能化程度更高、功能更强、性能更稳定可靠的灌溉控制器出现。

结束语

综上所述，西方发达国家在节水灌溉控制器的开发上已越来越成熟，且发展趋势是研制大型分布式控制系统和小面积单片机控制系统。同时随着人工智能技术的发展，模糊控制、神经网络等新技术为节水灌溉控制器的研制开辟了广阔的应用前景。而国内在灌溉控制器的研制方面还没有形成规模大、应用范围广的成套灌溉控制产品，国内的一些高尔夫球场等大面积场地灌溉控制，一般引用国外现成的成套灌溉控制产品。而广大农村可根据我国国情和各地经济和技术发展的实际情况，采取简单可行的节水灌溉措施及相应的排灌机械和设备，大力发展可靠、实用、成本低、操作简便的节水灌溉控制器，这样做不仅具有广阔的市场，而且具有巨大的社会和经济效益。

【参考文献】

【1】毛慎建，张，许一飞.智能化灌溉控制器.北京农业工程大学，1995（2）

【2】许吉力.温室灌溉的计算机控制、管理及专家系统的开发.上海大学硕士学文论文，2000