基于“物联网”架构的精准灌溉控制系统研究

我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源量仅为世界平均水平的四分之一,同时我国又是一个农业大国,长期的粗放型农业生产方式极大的浪费了宝贵的水资源。上个世纪信息技术的兴起和物联网概念的提出,节水灌溉控制技术也经历了飞速的发展。世界各国的专家学者们都在纷纷努力通过各种控制算法和计算机技术,极大程度的提高水资源的利用率。 本研究的主要内容包括硬件设计和软件开发两部分,硬件主要包括Zigbee无线节点的设计,软件部分主要有协调器节点和路由器节点软件组成,系统实现了土壤墒情实时监测、自动起停电磁阀、自动上报灌溉区信息、自动统计用水量、自动显示网络拓扑结构、自设阈值、自动修正网络等功能。并在北京市昌平区前蔺沟村、北京林业大学科研基地建立了150亩的实验基地,通过天线高度实验,点对点通信实验,多跳网络实验,系统无障碍运行实验,天气状况实验,阀门可靠性等一系列实验,验证了系统的可靠性。 实验结果表明：该系统达到了实时监控土壤墒情的目的,并且网络传输可靠,能很好的覆盖整个灌溉区的数据传输；由传感器和电磁阀组成的监控系统能很好的监控灌溉区域的土壤墒情。并且针对不同植被自设灌溉阈值,将灌溉区域土壤墒情控制在一个最有利于植被生长的范围之内,达到节水节能的目的。