互联网+知乎灌溉管理平台开发和应用
灌区灌溉管理中的技术创新与应用案例分析
灌区灌溉管理中的技术创新与应用案例分析灌区灌溉管理是农业生产中至关重要的一环。
随着科技的不断发展，新的技术手段被应用于灌溉管理中，以提高效率、节约资源、保护环境。
下面将以实际案例为例，分析灌区灌溉管理中的技术创新与应用。
案例一：土壤水分传感器的应用传统的灌溉管理方法往往以时间为基础，按照一定的时间间隔进行灌水，导致土壤水分管理不够精确，浪费水资源。
某灌区引入土壤水分传感器进行实时监测和控制，实现了精准灌溉管理。
该传感器通过分布在不同深度和位置的探头，可以准确测量土壤的水分含量，并通过无线传输技术将数据传输至控制中心。
控制中心根据传感器的数据，利用人工智能算法进行分析，实现智能灌溉的自动控制。
该系统通过调整灌水时间、灌水量和灌水方式，使灌溉更加科学、高效。
应用土壤水分传感器的灌溉管理方案，不仅可以节约水资源，降低成本，还可以提高作物产量和品质。
通过实时监测土壤水分状况，合理调整灌水时机和水量，有效防止水分的过度供给或不足供给，减少作物浇水过度或干旱的情况发生，提高作物的抗旱能力和生长状况。
案例二：遥感技术在灌区管理中的应用灌区的规模通常较大，传统的人工巡视难以全面监测灌溉情况。
采用遥感技术可以有效解决这一问题。
某灌区应用遥感技术进行巡视和灌溉监测，提高了工作效率。
遥感技术通过卫星或飞机搭载的传感器，获取大面积的遥感图像数据。
这些数据可以被分析处理，提供详细的地表覆盖信息。
灌区管理者可以利用这些信息，进行灌区补充和监测。
利用遥感技术监测灌溉情况，可以及时发现灌溉状况异常的地点，并及时采取措施进行调整或维护。
同时，由于遥感技术可以获取到大量的数据，管理者可以通过对这些数据进行分析，提取有效的信息，为决策提供支持。
案例三：灌溉控制系统的自动化传统的灌溉系统通常依赖人工操作，缺乏智能化和自动化。
某灌溉区引入了灌溉控制系统，实现了灌溉管理的自动化和智能化。
该系统由传感器、控制器和执行器组成。
传感器可以实时监测环境参数，如土壤水分、空气温度等；控制器根据传感器的数据和预设条件，自动调节执行器的活动，实现对灌溉的精确控制。
智慧灌溉解决方案
06
环境友好：减少化肥和农药的使用，降低对环境的影响
园林绿化
智能灌溉系统：根据植物需求，自动调节灌溉水量和频率
01
01
02
03
04
节水节能：降低水资源浪费，提高灌溉效率
植物监测：实时监测植物生长状况，及时发现问题并采取措施
远程控制：通过手机APP或电脑端远程控制灌溉系统，方便管理
02
03
04
城市绿化
4
3
数据传输：通过无线网络将传感器数据传输到控制中心
数据处理：利用人工智能算法对传感器数据进行处理和分析，生成灌溉方案
2
1
传感器类型：土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等
传感器功能：实时监测土壤湿度、温度、光照等参数
通信技术
物联网技术：实现设备间的互联互通和数据传输
01
传感器技术：实时监测土壤湿度、温度、光照等参数
智慧灌溉解决方案
演讲人
目录
01.
概述
02.
核心技术
03.
应用场景与功能
04.
部署与实施
05.
应急处理措施
06.
实践与展望
1
概述
智慧灌溉的概念
智慧灌溉是一种利用现代科技手段，实现农业灌溉的智能化、精准化和高效化的技术。
智慧灌溉系统通常包括传感器、控制器、执行器等设备，可以实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数，并根据作物需求进行自动灌溉。
03
环境友好：减少化肥和农药的使用，降低对环境的污染
04
智慧灌溉的应用领域
2019
农业：提高农作物产量，减少水资源浪费
01
2020
园林绿化：提高绿化效果，降低维护成本
基于物联网技术的智慧灌溉系统设计
基于物联网技术的智慧灌溉系统设计智慧灌溉系统是基于物联网技术的一种新型农业灌溉系统，通过传感器、数据网络和智能控制算法实现对农田灌溉的远程监控和自动化调节。
本文将会介绍智慧灌溉系统的设计原理、关键技术以及应用前景。
一、设计原理智慧灌溉系统的设计原理是通过物联网技术将传感器、执行器、数据网络和控制算法相互连接，实现对农田灌溉过程的远程监测和智能控制。
首先，系统会安装一系列感知节点，如温度、湿度、土壤湿度等传感器，用于实时感知农田的环境参数。
感知节点会将采集到的数据通过无线网络传输给云服务器。
其次，云服务器会接收并处理感知节点上传的数据，通过分析和建模，确定最优的灌溉策略。
例如，根据土壤湿度和天气预报数据来预测农田的水分需求，进而控制水泵的开关以实现精确灌溉。
最后，执行器部分会根据云服务器下发的指令，自动控制水泵、阀门等设备的开关，实现对农田灌溉设备的自动化控制。
此外，系统还可以通过手机APP或者网页端进行远程控制和监测。
二、关键技术智慧灌溉系统设计需要应用如下关键技术：1. 传感器技术：根据农田的需求，选择合适的传感器来感知环境参数，比如土壤湿度、温度、湿度等，并确保传感器的精度和稳定性。
2. 通信技术：系统中的感知节点需要通过无线网络将数据传输给云服务器，因此需要选择合适的通信技术，如WiFi、LoRa、NB-IoT等，来实现数据的稳定传输。
3. 数据处理和分析技术：云服务器需要对传感器上传的大量数据进行处理和分析，以获取有用的信息，并通过机器学习和算法建模来确定最优的灌溉策略。
4. 控制算法：根据数据分析的结果，制定出灌溉的控制策略，使得灌溉系统能够实现高效的灌溉，节约水资源的同时提高农作物的生长质量。
5. 自动化控制技术：智慧灌溉系统需要实现对水泵、阀门等设备的自动化控制，因此需要采用合适的自动化控制技术，例如PLC控制器、单片机等。
三、应用前景智慧灌溉系统在现代农业中具有广阔的应用前景。
首先，智慧灌溉系统能够有效地提高农田的灌溉效率和水资源利用率。
智慧浇灌系统解决方案
智慧浇灌系统解决方案智慧浇灌系统是一个基于物联网技术的智能灌溉系统，通过感知环境数据和植物需求，自动调控灌溉设备进行精确的浇灌操作。
智慧浇灌系统的解决方案包括以下几个方面：1. 环境感知：系统通过安装各种感知设备，如土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等，实时监测环境的数据变化。
这些感知设备能够准确地测量土壤湿度、气温、湿度和光照等参数，为智慧浇灌系统提供数据基础。
2. 数据分析：系统将感知设备采集到的数据进行分析和处理，利用算法和模型得到植物的水分需求和浇水时间等信息。
通过人工智能算法的优化，可以准确预测植物的生长状态和水分需求，从而为浇灌系统提供决策支持。
3. 智能控制：系统根据植物的需求和环境数据，自动控制灌溉设备的开关。
当土壤湿度低于一定阈值时，系统会自动开启灌溉设备进行浇水操作；当土壤湿度达到一定阈值时，系统会自动停止浇水，避免过量浇水和浪费水资源。
同时，系统还可以根据光照强度和气温等因素进行动态调整，以确保植物的健康生长。
4. 远程监控：系统可以通过互联网实现远程监控和控制。
用户可以通过手机、平板或电脑等设备远程查看植物的生长状态和环境参数，随时了解植物的需求和灌溉情况。
同时，用户还可以通过远程控制功能，手动控制灌溉设备的开关，实现对系统的远程管理。
5. 节能智能化：智慧浇灌系统通过合理掌握植物的生长需求，避免不必要的浇水和过量浇水，从而实现节约水资源和能源的目的。
同时，系统还可以根据时间和季节等因素进行智能调整，以进一步提高灌溉效率和节能效果。
综上所述，智慧浇灌系统的解决方案通过环境感知、数据分析、智能控制、远程监控和节能智能化等技术手段，实现对植物的精确浇水和智能管理，提高浇灌效率，节约水资源和能源，促进植物健康生长。
“互联网 ”智慧灌溉平台开发与应用
收 稿 日 期 ：2016-12-09 作者简介：陈一飞，在读硕士研究生。 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （51179048 ） ， 江 西 省 水 利 厅 科 技 项 目 （KT201427 ） 。
水 46
水利信息化
③设备添加。 用户在设备管理标 签下可添加设备， 选择必要参数，并 自主为设备命名。 此处地理位置较为 重要，主程序将读取所设置地区的天 气预报以进行智慧灌溉决策。
design and development as well as its future application and implementation of pilot project.
Key words: water conservation; wise irrigation; internet of things; informatization of irrigation district
2017.2 中国水利
器得到数据，判断土壤水分或水层深 度是否达到所设定的下限。 同时结合 从网站上自动抓取的本地天气预报 信息，可以根据平台独有的灌溉策略 对每个控制器的对应开关做出判断 和自动控制，从而根据预设条件启闭 阀门，完成一次灌溉。 不同于以往自 动控制系统“到下限自动灌”的模式， 程序会根据智慧灌溉策略并结合未 来的天气信息，决定是否进行充分灌 溉，充分利用降雨，做到节水灌溉、高 效用水。
47 水
水利信息化
CHINA WATER RESOURCES 2017.2
到“智慧灌溉”的目标。 图 1 展现了灌 溉平台的功能模块。
①登陆界面。 首页右上角下拉菜 单中可选择登录、注册，左侧菜单栏 可选择包括控制、管理、查询信息、下 载数据等一系列功能，平台需在用户 登录后才可使用。
基于移动互联网的智能灌溉系统设计与开发
2017年第22期扫一扫看全文本文DOI：10.16675/14-1065/f.2017.22.045基于移动互联网的智能灌溉系统设计与开发□李惠钧李双冰摘要：随着科学技术的快速发展，移动互联网等高新技术被广泛应用在农业领域，进一步推动了现代化农业的发展。
我国将保障粮食安全、加快现代农业发展作为重要战略，需要不断加快高效节水灌溉技术的发展，积极探索全新的智能灌溉系统，从而提高节水灌溉设备的自动化与信息化水平，更好地解决地面灌溉肥、水、土流失问题。
本文就对基于移动互联网的智能灌溉系统设计与开发进行分析和探究。
关键词：移动互联网；智能灌溉系统；设计与开发文章编号：1004-7026（2017）22-0060-01中国图书分类号：S274文献标志码：A(宁波市富金园艺灌溉设备有限公司浙江宁波315400)1智能灌溉系统的技术路线采用移动互联网技术提高智能灌溉设备的自动控制水平，逐渐成为节水灌溉技术的重要发展趋势。
例如：某示范园形成了功能完备的科技示范体系，集休闲观光、科普教育、技术推广、科研、生态于一体，在设计与开发智能灌溉系统时，根据科学的技术路线，按照“微灌技术应用系统”和“灌溉智能控制系统”来研发智能灌溉技术的综合应用模式，以便指导农民科学、适量、适时灌溉。
第一，微灌技术应用系统。
利用小管出流、滴灌、微灌等技术，构建节水灌溉示范区，设计灌区的节水灌溉制度与灌溉系统布置等内容，根据工程实例进行电能与水量的消耗测试，对比分析增产增收、土地节约利用等[1]。
例如：以某灌区的植物类型、土壤特性、水源条件、气候特征等为依据，选用以下设计参数：①灌溉水利用系统T1=0.95；②微灌设计日耗水量Ea=6mm/d；③田间持水量26%；④设计灌水均匀度Cu=95%；⑤土壤容量1.45g/cm3；⑥设计土壤湿润比P=55%。
通过试验与计算，对其灌溉制度加以确定：①苗木绿化区域的湿润层达30cm，设计灌水的周期和定额分别为3d和16.4mm，一次灌水的延续时间为4.4h；②坡度和梯田的湿润层为50cm，设计灌水的周期和定额分别为5d和27.3mm，一次灌水的延续时间为9.8h。
灌区灌溉管理的技术创新及应用
灌区灌溉管理的技术创新及应用灌溉是农业生产中不可或缺的一环，它对于保证作物生长、改善农田环境、提高农业产量和水资源利用效率具有重要意义。
灌区灌溉管理的技术创新与应用是实现高效灌溉的关键。
一、水文监测技术的创新与应用灌区灌溉的关键是掌握土壤水分状况，以确保水分供应与需求的平衡。
水文监测技术的创新与应用可以通过实时监测和预测来有效管理灌溉。
例如，利用无线传感器网络和遥感技术进行土壤水分、作物蒸腾、降雨等数据的实时采集和传输，结合数据模型和算法对灌溉进行优化调控，实现精确计量灌溉，提高水资源利用效率。
二、智能灌溉系统的创新与应用智能灌溉系统是基于现代信息技术和控制技术的灌溉管理方式。
通过物联网技术、远程监控技术和自动控制技术，实现对灌溉设备的自动化控制和远程监控。
这样一来，就可以减少人工巡视和干预，提高管理效率和水资源利用效率。
例如，利用智能灌溉系统可以根据作物的生长情况和土壤水分状况进行自动调控，调整灌溉量和频次，以适应作物需求，避免过度灌溉和水分浪费。
三、滴灌技术的创新与应用滴灌技术是一种高效节水的灌溉方式。
通过设置滴灌头，在根区域滴漏适量的水分，以满足作物的水分需求。
滴灌技术具有节水、保持土壤湿度均匀、减少水分蒸发和降低土壤侵蚀的优点。
近年来，滴灌技术的创新与应用主要集中在滴灌器设计、水肥一体化、滴灌对土壤环境的调控等方面。
例如，通过研发新型滴灌器，提高滴灌设备的滴漏均匀性和耐久性；将水肥一体化技术与滴灌相结合，实现肥水一体的灌溉管理；利用滴灌技术调控土壤盐碱化和酸碱度，改善土壤环境，提高作物产量和品质。
四、太阳能灌溉系统的创新与应用太阳能灌溉系统是利用太阳能作为能源驱动灌溉设备。
它具有环保、低成本和可持续的特点，对于无电网地区或电力不稳定地区的灌溉具有重要意义。
在太阳能灌溉系统中，太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过电能储存设备储存，并驱动水泵进行灌溉。
太阳能灌溉系统的创新与应用主要集中在提高太阳能利用效率、研发高效低功耗的水泵和储能设备等方面。
一种互联网+智能灌溉系统设计
一种互联网+智能灌溉系统设计作者：晏永红刘静来源：《现代商贸工业》2018年第05期摘要：我国既是人口大国又是农业大国，农业生产用水量占我国总用水量的三分之二以上，当今全球水荒，我国更被联合国列为贫水国之一，因此解决农业生产用水量的问题势在必行，而灌溉系统自动化是节水增产的有效措施。
在互联网充斥每个角落的时代，一种“互联网+”手机控制灌溉系统可以有效的利用互联网技术解决农业灌溉的精准控制，做到节能增效，并且手机控制更加智能、灵活，成本更低。
该系统从基本参数设置，灌溉的规划、控制以及安全预警等方面进行了设计，同时对灌溉的历史数据采用日志管理，方便用户随时查询研究。
关键词：“互联网+”；手机控制；灌溉系统中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/ki.16723198.2018.05.0931 系统概述我国是一个人口大国，人口数量占全球人口数量的五分之一，这就是为什么我国水资源的总量居世界第六位，而被联合国列为13个贫水国之一的原因。
要解决全球五分之一人口的吃饭问题，所以我国又是一个农业大国，农业生产用水量约占总用水量的80%左右，长期以来由于农业灌溉用水的利用率普遍低下，导致水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业生产用水量的问题迫在眉睫。
而农业生产中的主要用水量来源于农业灌溉，因此灌溉技术影响着现代农业的发展，是节能增产的主要环节，改革灌溉技术，使其更具自动化，及至智能化是解决农业生产节能增效的有效措施。
分析研究国内外的灌溉控制系统，主要是通过适时检测土壤的温湿度和水分，根据作物的需水量进行灌溉，多数灌溉控制系统着眼于研究检测的准确性和灌溉的适时性。
我们已处于互联网时代，随着农业和互联网技术的发展，大面积灌溉的精准控制越发的重要，互联网+手机控制灌溉系统可以有效的利用互联网技术解决农业灌溉的精准控制，既能保证农作物被有效的灌溉，还能保证水资源的有效利用。
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3. 实际应用展示
结语
Ⅰ .比较成熟的解决方案
• 提供高度智能化的灌溉决策，在实时水分状况基础上 精确预报作物需水，并考虑未来降水及受旱减产风
Ⅱ险；. 应用前景广阔
• 既可以管理成千上万个小型/家庭灌溉系统，也可通 过灌区水循环模拟模型管理复杂的大型灌区；
Ⅲ. 大幅度提高管理效率
• 获取的灌溉管理数据可为智能决策提供数据支持，同 时可作为水分大数据网络的终端数据源
通过降水信息与土壤水信息的统筹分
析，实现高效用水与节水的目标。
水分是否
是
到达下限?
否 否
下一天
获取天气 数据
天气预报 数据库
灌溉决策 策略
是否需要灌溉?
是
电动阀门
灌溉需水量为 多少?
图2 决策程序流程框图
1.2 管理平台设计
平台技术结构
Linux、Apache MySQL、PHP
• LAMP架构
• 通过CI框架（CodeIgniter）实现统筹
• 通过html、CSS、Javascript等技术构
建用户界面层
图3 平台技术结构图
1.2 管理平台设计
功能实现步骤：
I. 建立各类数据库，保存水分信息、天气预报信息、设备 信息、用户信息及其对应关系；
II. 通过爬虫程序与Python通信程序实现自动抓取气象数 据、收集水分信息，并存入数据库；
2.2 平台功能
控制中心 设备添加 传感器数据整理 注册作物需水信息
平台已实现了对武汉、南昌的灌溉系统的智慧管理， 并创立了公司负责对平台的推广
3. 实际应用展示
武大灌排试验场
江西省灌溉试验中心站
左：土壤水分传感器 中：控制器 右：水位传感器
3. 实际应用展示
水深（单位：cm） 含水率（单位：‰）
水田收集数据（2001控制器）
10.0
传感器北（修正）
传感器南（修正）
5.0
0.0 2016/8/11 0:00
2016/8/15 22:00
2016/8/20 22:00
旱地收集数据（1002控制器）
传感器数据
500 490 480 470 460 450 440 430 2016/9/1 0:00 2016/9/10 23:002016/9/20 22:00
“互联网+” 智慧灌溉管理平台 开发和应用
0 引言
• 我国水资源分布的现状是总量大，人均小，时空分布不均匀。人均 水资源占有量低，农田灌溉用水比例一直保持在农业用水量的90% 以上。
• 传统的用水管理的缺点是不能较好的适应变化的天气。结合南方地 区的多雨气候条件，同时最大策略是降雨较多的气候区实现节水灌溉的一条重要路 径。
III. 用户可通过用户界面（网页）决定是否使用灌溉策略， 灌溉决策程序将每日定时结合水分数据对土壤墒情进行 判断，并做出判断，输出结果，发送给终端设备；
IV. 终端设备根据信号定时开关阀门，并将完成情况反馈给 管理平台
图4 平台功能流程图
1.3 平台开发工具和技术
Linux云服务器
• 开源、稳定、可靠； • 使用及维护成本低； • 访问速度快。
MySQL数据库
• 免费、开源； • 支持SQL语言查询； • 适合跨环境移植。
通讯服务程序
• Modbus、TCP/IP、redis； • 通过Python编写通信程
序； • 通过GPRS接入网络。
Apache WebServer
• 配置简单，易用； • 与Linux高度兼容。
PHP
• 轻量级，功能强大；
• “互联网+”灌溉管理平台将互联网思维深度融合于灌溉管理之 中。管理平台具有实际应用价值，同时实现了节水灌溉与作物的优 质高产，实现两者的统一和有效水资源的充分利用。
1.平台设计与开发 3.平台实际应用 2.平台使用指南 4.结语
平台架构、设计模式 以及开发过程中使用的工具与技术
1.1 管理平台架构
感谢批评和指正！
此目录下可对 设备参数进行
管理调整
未来将支持 多种数据下载
通过此处登 陆帐户
图5 管理平台首页
2.2 平台功能
平台功能选项： • 控制终端设备； • 管理设备信息； • 读取与整理水分数据； • 设置与实施智慧灌溉策略； • 数据下载。
完成对土壤、作物水分参数的精确管理，达到 智慧灌溉的目标
图6 管理平台功能模块示意
• 语法简单，入门容 易；
• 移植性强，便于开 发。
其他工具技术
• MVC设计模式； • CodeIgniter框架； • html、CSS、JS等；
平台功能、使用介绍 以及如何通过平台对灌溉系统实现操作
2.1 用户界面
点击可查看 控制中心
页面设计应当简约、易于操作，方便用户对管理平台的使用和操作。
平台架构 • 通过GPRS网络传输信号与数据 • 收集大范围的土壤水分数据 • 管理平台归类、统一数据 • 抓取各地天气数据，构成数据库 • 注册用户通过平台管理调试系统 • 通过平台管理多个系统
图1 管理平台架构示意图
1.1 管理平台架构
决策程序流程框图 • 通过传感器数据判断土壤墒情 • 读取天气预报情况 • 根据灌溉决策确定灌溉时间 • 定时启闭阀门