物聯(lián)網(wǎng)是世界信息產(chǎn)業(yè)繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第3次浪潮。近年來(lái)，隨著智能傳感器、移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)、智能精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用正在逐步拓寬，可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)監(jiān)測(cè)、科學(xué)種植，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。
智能灌溉仍然是一個(gè)相對(duì)較新的概念。大多數(shù)現(xiàn)有的智能灌溉控制器具有許多復(fù)雜的特征和功能。物聯(lián)網(wǎng)顯然是這一領(lǐng)域的最理想的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能灌溉系統(tǒng)的結(jié)合，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更為智能化。
通過安裝在農(nóng)田中的傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤的濕度、溫度等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)再通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到中心處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。然后，根據(jù)土壤的濕度和作物的需求，智能灌溉系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整灌溉的時(shí)間和量，以達(dá)到最優(yōu)的灌溉效果。
智能灌溉系統(tǒng)是一種利用各種傳感器(如濕度傳感器、溫度傳感器、土壤含水量傳感器等)和自動(dòng)控制設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)或者移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的灌溉系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高灌溉的效率，減少水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也能保證農(nóng)作物的健康成長(zhǎng)。
智能灌溉系統(tǒng)是灌溉節(jié)水技術(shù)、農(nóng)作物栽培技術(shù)和節(jié)水灌溉工程運(yùn)行管理技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。智能灌溉系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，精準(zhǔn)把握灌溉時(shí)機(jī)和數(shù)量，適用范圍廣，功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單。可廣泛應(yīng)用于果蔬花藥等作物種植的大田、溫室、農(nóng)場(chǎng)、園林等場(chǎng)景。一般由傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、控制器、灌溉設(shè)備、云端服務(wù)器與用戶界面等幾部分組成。
傳感器網(wǎng)絡(luò)：包括各種環(huán)境傳感器，例如土壤濕度傳感器，溫度傳感器，光照強(qiáng)度傳感器，土壤pH值傳感器等。這些傳感器可以提供實(shí)時(shí)的環(huán)境數(shù)據(jù)，幫助決定何時(shí)以及多少水進(jìn)行灌溉。
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)：負(fù)責(zé)將傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器或者云端服務(wù)器。常見的無(wú)線通信技術(shù)包括Wi-Fi，ZigBee，LoRa，NB-IoT等。
控制器：接收傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則或者算法決定灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。在一些高級(jí)的系統(tǒng)中，控制器可能會(huì)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)或者人工智能算法，以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)地控制。
灌溉設(shè)備：無(wú)線采集終端檢測(cè)并將土壤溫濕度數(shù)據(jù)傳送給控制器，進(jìn)入控制終端，處理無(wú)線采集終端(如轉(zhuǎn)換、濾波、放大)發(fā)出的信號(hào)，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)測(cè)得的濕度小于預(yù)設(shè)值時(shí)，打開無(wú)線閥門控制器，開始灌溉。
同樣，當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，閥門控制器自動(dòng)關(guān)閉灌溉。通過對(duì)智能灌溉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，可實(shí)現(xiàn)灌溉智能控制，有效提高自動(dòng)化生產(chǎn)效率，降低人力和管理成本，顯著提高效率。這個(gè)部分包括水泵，噴頭，閥門等硬件設(shè)備，用于執(zhí)行灌溉任務(wù)。
云平臺(tái)：通常用于存儲(chǔ)和分析傳感器數(shù)據(jù)，以及管理控制器的運(yùn)行狀態(tài)。用戶界面則可以讓用戶查看系統(tǒng)狀態(tài)，修改控制參數(shù)，以及查看歷史灌溉數(shù)據(jù)等。
智能灌溉系統(tǒng)的工作原理基于各種環(huán)境傳感器的輸入數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的算法，以最有效和高效地滿足農(nóng)作物的水分需求。
通過各種環(huán)境傳感器(例如土壤濕度傳感器、溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、風(fēng)速傳感器、降雨傳感器等)收集關(guān)于當(dāng)前環(huán)境條件的數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)將通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(如LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT等)發(fā)送到控制器或云端服務(wù)器。
云平臺(tái)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則、模型或算法對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并做出灌溉決策。這個(gè)決策過程可能考慮到了多種因素，包括當(dāng)前的土壤濕度、預(yù)測(cè)的天氣條件、植物的生長(zhǎng)階段等。在一些更高級(jí)的系統(tǒng)中，可能會(huì)使用機(jī)器學(xué)習(xí)或者人工智能算法來(lái)做出更為精確的決策。
用戶通過安卓/IOS手機(jī)APP或者電腦軟件/網(wǎng)頁(yè)查看系統(tǒng)狀態(tài)、更改控制參數(shù)、查看歷史灌溉數(shù)據(jù)等。通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令給灌溉設(shè)備(如水泵、閥門、噴頭等)，執(zhí)行灌溉任務(wù)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的灌溉，從而提高水資源的使用效率，減少水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也能保證農(nóng)作物的健康成長(zhǎng)。
1.盡量減少水浪費(fèi)，節(jié)約成本人力投入減少
2.土壤特性的保持統(tǒng)一，包括水分和養(yǎng)分含量
3.異常情況下的智能通知
4.維持長(zhǎng)期的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定
5.智能灌溉的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)生態(tài)
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