农业物联网中设施农业滴灌施肥智能化控制系统研制与应用
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现物联网（Internet of Things, IoT）技术在各个领域都有着广泛的应用，其中之一便是农业领域。
智能农业灌溉系统是一种利用物联网技术实现自动化灌溉的系统。
本文将介绍基于物联网的智能农业灌溉系统的设计与实现。
一、系统设计1. 系统结构设计基于物联网的智能农业灌溉系统主要由传感器、控制器、通信设备和服务器等组成。
传感器用于检测土壤湿度、温度和光照等环境参数，传输数据给控制器。
控制器根据接收到的数据，通过通信设备与服务器进行数据交互，实现对灌溉系统的智能控制。
2. 传感器选择与安装为了实现对土壤湿度、温度和光照等环境参数的监测，需要选择相应的传感器进行安装。
常用的土壤湿度传感器有电阻式土壤湿度传感器和电容式土壤湿度传感器；温度传感器可以选择温度传感器和红外线温度传感器；光照传感器可以选择光敏电阻或者光敏二极管传感器等。
在安装传感器时，应注意选择适当的位置，确保传感器能够准确地监测到环境参数。
3. 控制器设计与程序编写控制器是智能农业灌溉系统的核心部件，负责对传感器获取的数据进行处理，并控制灌溉设备的开启与关闭。
控制器的设计可以采用微控制器或者单片机等嵌入式系统，根据具体需求编写相应的程序，实现对灌溉系统的智能控制。
4. 通信设备与服务器连接为了实现系统与服务器之间的数据交互，需要使用适当的通信设备与服务器进行连接。
通信设备可以选择GSM模块、WiFi模块或者LoRa模块等。
通过编写相应的通信协议和接口程序，确保数据能够准确地传输和接收。
二、系统实现1. 硬件实现根据系统设计，依次安装传感器、控制器和通信设备等硬件组件。
确保各个组件之间的连接正常，并正确安装在农田中。
2. 软件实现进行控制器程序的编写，包括数据处理和灌溉控制的逻辑。
确保程序能够准确地处理传感器获取的数据，并按照设定的规则控制灌溉设备的开启与关闭。
3. 系统测试与优化在系统实现完成后，进行系统的测试与优化。
物联网环境下的智能农业灌溉系统设计与实现
物联网环境下的智能农业灌溉系统设计与实现智能农业在物联网时代得到了迅猛发展，其中智能灌溉系统作为关键技术之一，对于提高农业生产效率、节约资源、减少环境污染具有重要意义。
本文将探讨物联网环境下的智能农业灌溉系统的设计与实现。
一、智能农业灌溉系统的背景随着人口的增加和城市化程度的加深，农田面积的减少以及用水资源的有限性，传统的农业灌溉方式已经无法满足现代农业的需求。
而物联网技术的出现为智能农业灌溉系统的发展提供了新的机遇。
物联网技术可以实现农田和农业设施的实时监测和控制，从而精确掌控灌溉水量和灌溉时间，提高农田的水分利用效率。
二、设计原则与功能需求在设计物联网环境下的智能农业灌溉系统时，有以下几个原则和功能需求需要考虑。
1. 数据采集与实时监测智能农业灌溉系统需要能够实时采集农田土壤水分、气象信息以及其他环境参数，如温度、湿度等。
通过传感器网络，可以获取到各个地点的准确数据，并将其实时传输到中央管理平台。
2. 数据分析与决策支持中央管理平台对采集到的数据进行分析处理，以生成决策支持的信息。
通过数据挖掘和机器学习算法，系统可以分析土壤水分状况、气象变化等因素，提供决策参考，例如确定灌溉时机、灌溉水量等。
3. 远程控制与自动化物联网环境下的智能农业灌溉系统需要具备远程控制和自动化的能力。
运用传感器、执行器和控制器等设备，可以通过网络实现遥控和自动控制，包括灌溉设备的开关、喷头的调节等。
4. 节约能源与资源智能农业灌溉系统应该依据实时监测数据，结合灌溉需求及气候条件等因素，合理调整灌溉水量和灌溉时间，以达到最佳的农业生产效益和资源利用效率。
三、系统架构与技术实现基于以上设计原则与功能需求，我们可以考虑以下智能农业灌溉系统的架构和实现方案。
1. 传感器网络与数据采集在农田中布设土壤水分传感器、气象传感器等设备，采集实时的土壤水分、气象、温湿度等数据。
通过物联网技术，将数据传输到中央管理平台，形成一个覆盖整个农田的传感器网络。
基于物联网的智能农业灌溉控制系统设计与实现
基于物联网的智能农业灌溉控制系统设计与实现智能农业是物联网技术在农业领域的应用之一，通过物联网的连接和数据传输，可以实现精准的农业灌溉控制系统。
本文将通过设计和实现基于物联网的智能农业灌溉控制系统，来探讨其在农业生产中的应用和优势。
一、系统设计1. 硬件设计方案智能农业灌溉控制系统的硬件主要包括传感器、执行器、单片机、通信模块和人机界面。
传感器模块可以包括土壤湿度传感器、光照传感器、温湿度传感器等，用于实时监测农田环境参数。
执行器模块可以包括电磁阀门、水泵等，用于自动控制灌溉设备的运行。
单片机负责数据的采集和控制，通过通信模块与云平台进行数据交互。
人机界面可以是手机应用或者网页端，用于实时监控和控制农田灌溉系统。
2. 软件设计方案软件设计方案包括物联网通信协议的选择、数据处理和分析算法的设计，以及人机界面的开发。
物联网通信协议可以选择MQTT或者CoAP，以保证数据的安全传输和高效交互。
数据处理和分析算法可以包括决策树算法、神经网络算法等，用于根据传感器数据进行智能决策和预测。
人机界面的开发可以使用Java、Python等编程语言，通过图形化界面展示农田环境参数和实时操作控制。
二、系统实现1. 环境参数监测系统实现首先需要进行环境参数的监测，包括土壤湿度、光照强度和温湿度等。
通过布设传感器模块，可以实时采集这些参数，并传输到单片机进行处理。
2. 灌溉控制系统通过对环境参数的实时监测，根据预设的灌溉控制策略，决定是否进行灌溉操作和灌溉的方式。
例如，当土壤湿度低于一定阈值时，系统可自动打开电磁阀门启动灌溉，直到土壤湿度达到预设值，然后关闭阀门停止灌溉。
这样可以实现对农田灌溉的精准控制，避免浪费水资源和节约人力成本。
3. 数据传输和分析系统将采集到的环境参数数据通过通信模块传输到云平台，然后使用数据处理和分析算法对数据进行处理。
通过这些算法，系统可以分析农田的水分需求、光照需求和温湿度需求，为农民提供科学的决策依据。
基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统
基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统农业智能化灌溉控制系统是基于物联网技术的一种创新应用，在现代农业生产中具有重要的意义。
本文将探讨基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统的背景、原理、应用和未来发展前景。
1. 背景农业灌溉是农业生产中必不可少的环节，但传统的灌溉方式存在许多问题。
例如，传统的时间控制灌溉无法根据土壤水分状况进行精确调节，导致了浪费水资源和能源。
为了解决这些问题，基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统应运而生。
2. 原理基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统由多个传感器、执行器、通信设备和中央控制单元组成。
传感器可以实时监测土壤水分、气象数据等环境参数，执行器根据中央控制单元的指令控制灌溉设备。
中央控制单元通过物联网技术和云平台实现与农田的远程数据交互、数据分析和控制。
系统可以根据土壤水分状况和气象数据进行智能调度，实现精确控制灌溉量和灌溉时间，从而提高灌溉效率和水资源利用率。
3. 应用基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统在农业生产中有广泛的应用价值。
首先，它能够解决传统灌溉方式中存在的浪费水资源和能源的问题，实现可持续的水资源利用。
其次，系统能够根据土壤水分状况进行精确调节，提高灌溉效果，促进作物生长和产量提高。
此外，系统的远程监测和控制功能可以帮助农民进行实时决策，提高农业生产的科学化管理水平。
4. 未来发展前景基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统在未来有着广阔的发展前景。
首先，随着物联网技术的不断发展，传感器和执行器的性能将进一步提高，数据收集和交互能力将更加强大，系统的准确度和稳定性将得到提高。
其次，随着农业生产的智能化发展，农业智能化灌溉控制系统将与其他农业设备进行有机连接，形成一个完整的农业物联网生态系统。
最后，系统的数据分析和智能调度功能将进一步完善，可以根据历史数据和机器学习算法进行优化调节，实现精确的农业生产管理。
总结起来，基于物联网技术的农业智能化灌溉控制系统是现代农业生产的创新应用，可以解决传统灌溉方式的问题，提高农业灌溉的效率和可持续性。
农业物联网智能灌溉、施肥控制系统解决方案
农业物联网智能灌溉、施肥控制系统解决方案农业物联网智能灌溉、施肥控制系统是为实现现代农业智能化监测、精细化控制而研发的关于物联网的农业生产环境监控系统，它是现代设施农业的关键组成部分。
在以色列、荷兰、法国等现代农业发达的国家，灌溉、施肥几乎全部采用智能化设备来进行精准控制。
节水、节肥、省工、增产、保质效果非常显著。
目前我国正处于从传统农业向现代农业自动监控系统转变初期，随着经济的不断发展和设施农业由一家一户向规模化种植的不断转变，市场对该种设备的需求越来越大。
所以在如今这个物联网智能化农业的大环境下，农业物联网智能灌溉、施肥控制系统技术必须快速发展起来，这项技术快速发展之后便能很好的解决灌溉、施肥需要依靠进口的技术难题，并且将这项技术运用于温室大棚蔬菜、花卉、果树等作物生产，能够更加快速的推进我国物联网智慧农业的发展。
1、农业物联网智能灌溉、施肥控制系统的组成：灌溉、施肥智能监控系统由中心控制计算机、系统首部装置、田间电磁阀和控制电缆、滴灌管网系统组成。
中心控制计算机采用触摸屏和PLC系统首部装置：包括加压泵、施肥泵、过滤器、流量计、水肥自动混合系统、PH—EC监测仪、机泵恒压变频控制柜。
田间电磁阀和控制电缆：电磁阀采用AC24V塑料电磁阀，控制电缆采用铠装地埋控制电缆。
2、农业物联网智能灌溉、施肥控制系统的功能：（1）手动/自动控制功能：用户可以用这两种方式进行灌溉施肥控制。
当自动系统出现故障时，可采用手动系统进行控制，增加了系统控制的灵活性。
（2）水泵的恒压变频控制功能：水泵的恒压变频控制为系统提供一个恒定的管网压力，使管网压力不随打开田间阀数量的多少而变化，保证系统的安全可靠供水。
（3）人工控制灌溉施肥功能：根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉施肥量，可实现一次性多个阀门的自动灌溉施肥控制。
（4）定时定量灌溉施肥功能：根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉施肥量、灌施起始时间、灌施结束时间、灌水周期等。
基于物联网的农田自动灌溉系统设计与应用
基于物联网的农田自动灌溉系统设计与应用农田自动灌溉系统是一种基于物联网技术的智能农业解决方案，它利用传感器、执行器、数据传输和云平台等技术手段，实现对农田灌溉的远程监控和自动控制，提高农田水资源的利用效率和农作物的生产效益。
本文将详细介绍基于物联网的农田自动灌溉系统的设计与应用。
一、系统设计1. 传感器网络农田自动灌溉系统需要搭建传感器网络，实时监测农田的土壤湿度、气温、光照强度等参数。
通过物联网技术，将传感器获取的数据传输到云平台进行分析和处理。
传感器网络的部署要覆盖整个农田，并根据不同作物的需水量确定传感器的布置密度。
2. 控制系统控制系统是农田自动灌溉系统的核心。
根据传感器数据的分析结果，控制系统可以自动调节灌溉设备的开启和关闭。
控制系统还可以通过云平台远程控制，根据不同农田的实际需求进行手动调整。
控制系统需要保证稳定可靠的运行，同时具备一定的安全性，以防止恶意攻击或操纵。
3. 云平台云平台是农田自动灌溉系统的数据中心，负责接收传感器数据、分析数据、生成控制指令并将其发送到控制系统。
云平台可以利用大数据分析和人工智能算法，对传感器数据进行模型预测，实现对农田灌溉的自动化控制。
云平台还可以提供实时监控、远程控制和数据分析报表等功能。
二、系统应用1. 自动灌溉基于物联网的农田自动灌溉系统可以根据实时监测到的农田情况，自动控制灌溉设备的开启和关闭。
通过灌溉设备的精确调控，能够使得农作物根部始终保持适宜的土壤湿度。
自动灌溉可以减少人工干预，提高灌溉的科学性和精准性，降低用水量，节约资源。
2. 数据分析和决策支持基于云平台的农田自动灌溉系统能够对大量的传感器数据进行分析和处理，提取有价值的信息，为农场主或农艺师提供决策支持。
利用大数据分析和机器学习算法，可以对农田的生长环境、作物生长状态以及病虫害预测等进行分析和预测，及时采取相应的措施，提高农作物的产量和质量。
3. 远程监控和管理基于物联网的农田自动灌溉系统可以实现远程监控和管理。
农业物联网中的智能灌溉系统设计与实现
农业物联网中的智能灌溉系统设计与实现智能灌溉系统是农业物联网中的重要组成部分，通过传感器、数据采集、数据分析和控制技术，实现自动化、智能化的农业灌溉管理。
本文将详细介绍农业物联网中智能灌溉系统的设计与实现。
1. 系统需求分析智能灌溉系统的设计首先需要对系统的需求进行分析。
主要包括农作物的灌溉需水量计算、土壤湿度监测、气象数据采集、供水系统控制等。
需水量的计算是基于农作物类型、生长阶段和气象数据等因素进行的，土壤湿度监测可以通过土壤湿度传感器实现，气象数据采集可通过气象站或气象传感器获取。
供水系统控制需要根据土壤湿度和需水量的变化来自动控制灌溉设备的开关。
2. 传感器选择与布置智能灌溉系统的关键是传感器的选择与布置。
在农业物联网中，常用的传感器包括土壤湿度传感器、气象传感器、光照传感器等。
传感器的选择应根据具体情况来确定，例如土壤类型、气候条件等。
传感器的布置需要考虑农田的大小和形状，以及农作物的分布。
传感器布置应保证覆盖全面，获取准确的数据。
3. 数据采集与传输智能灌溉系统需要将传感器获取的数据进行采集和传输。
数据采集可以通过单片机或嵌入式系统来实现，采集到的数据可以通过无线通信方式传输到数据中心。
常用的无线通信方式有WiFi、LoRa、NB-IoT等。
数据传输过程中需要注意数据的安全性和稳定性，以确保数据的准确性和及时性。
4. 数据分析与处理采集到的数据需要进行分析和处理，以提供更有价值的决策支持。
数据分析可以采用机器学习、人工智能等方法，对土壤湿度、温湿度、气象数据等进行分析，预测农田的水分状况，优化供水方案。
数据处理过程需要考虑数据的准确性和处理效率，以提高决策支持的实用性。
5. 控制技术与系统实现智能灌溉系统的控制技术包括实时监测、自动控制和远程控制等。
实时监测可以根据传感器获取的数据动态监测农田的水分状况，自动控制可以根据实时监测结果来控制灌溉设备的开关，远程控制可以通过手机、平板电脑等终端设备实现对灌溉系统的监控和控制。
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现智能农业灌溉系统是基于物联网技术的一种新型农业灌溉系统，它通过传感器、控制器和网络通信等技术手段，实现对灌溉设备的实时监控、数据采集和智能控制，从而实现农田的精准灌溉，提高农业生产效益。
本文将围绕智能农业灌溉系统的设计与实现进行阐述。
首先，智能农业灌溉系统的设计需要考虑到农田土壤的湿度、温度、光照和气象等因素，以便根据实际情况调控灌溉设备。
为此，需要部署土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器和气象传感器等，用于实时采集这些参数的数据。
这些传感器可以通过有线或无线方式与控制器相连，将数据传输给控制器。
其次，控制器是智能农业灌溉系统的核心部件，负责数据的处理和决策。
控制器需要具备一定的算法和智能算法，能够通过对采集到的数据进行分析和处理，判断农田的灌溉状态，并做出相应的灌溉决策。
例如，当土壤湿度过低时，控制器可以自动打开灌溉设备进行补水。
同时，控制器还要能够与传感器进行通信，接收传感器的数据，并向灌溉设备发送控制命令。
此外，智能农业灌溉系统还需要与互联网相连，以实现远程监控和控制。
这样，农田的灌溉状态和数据可以随时随地被农民通过手机或电脑进行监控，对灌溉设备进行远程控制。
同时，通过云端平台的数据存储和分析，还可以对农田的灌溉情况进行统计和分析，帮助农民做出科学决策。
在实现方面，智能农业灌溉系统需要根据实际情况选择适合的硬件设备和软件平台。
例如，可以选择低功耗的传感器和高性能的控制器，以减少能耗和提高系统的响应速度。
同时，可以选择基于云计算和大数据技术的软件平台，以实现数据的存储、分析和可视化。
总结起来，基于物联网的智能农业灌溉系统是一个集数据采集、控制决策和远程监控于一体的综合系统。
通过合理设计和实施，可以实现农田的精准灌溉，提高农业生产效益。
未来，随着物联网技术的不断发展和普及，智能农业灌溉系统有望在农业生产中发挥更大的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9)系统传感器的通断选择及校正功能； (10)系统的报警及安全保护功能; （1 1）田间电磁阀的任意分组功能； （12)水泵恒压变频控制功能。 ２系统的总体设计 2．1系统的设计参数
温室滴灌施肥智能化系统的主要设计参数见表2—１
(９)系统传感器的通断选择及校正功能; (１０)系统的报警及安全保护功能； (1 1)田间电磁阀的任意分组功能； (１2）水泵恒压变频控制功能。 2系统的总体设计 2.1系统的设计参数 温室滴灌施肥智能化系统的主要设计参数见表2
温室滴灌施肥智能化控制系统包括FＩCS．１型(用于现代温室）和FICS.2
型(用于普通温室)两种类型，系统主要实现以下功能。
(1)人工干预灌溉施肥功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉施肥参数,可实现一次性多个阀门的自动灌溉施肥控制：
(2)定时定量灌溉施肥功能:根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉施肥参数,系统可实现一个月内多个阀门的自动灌溉施肥控制：
（３)条件控制灌溉施肥功能：利用土壤水势传感器监测土壤的含水量，实现多个阀门的全自动灌溉施肥控制:
(４)过滤器反冲洗功能：当自冲洗过滤器两端的压差达到设定压力时，计算机可自动控制过滤器逐一进行冲洗；
(5)多种控制方式的穿插和记忆保存功能：控制方式的优先级别顺序为过滤器反冲洗>人工干预＞定时定量=条件控制。 （6)灌溉施肥信息的统计、查询、打印功能: (7)温室内外环境因子的实时监测功能: (8）系统运行状态的动态显示功能
1 2．2系统的构成 温室滴灌施肥智能化控制系统由控制计算机、首部灌溉施肥控制管路系统、一次传感器和田间滴灌系统四部分构成，系统构成框图见图2.１。 ２.３首部管路系统设计 该系统首部管路系统由过虑装置、灌溉控制管路、计量设备、混肥控制管路和营养液母液组成，ＦIcS.1型系统首部管路如图2—2,ＦIＣS．２型系统首部管路如图2—3。两种结构型式的不同点是混肥控制管路部分，FIＣＳ.１型的水肥混合是在混肥桶内进行的,FＩCＳ.２型的水肥混合是直接在系统首部主管道内进行的,不同的混肥方式,其控制方法也不尽相同。 系统首部灌溉控制管路主要由水泵、过滤器、计量设备、主控阀组成。系统首部安装了自冲洗过滤器装置,该装置主要用于净化水质,提高了过滤器清洗的自动化程度，降低了劳动强度。计量设备为电子水表(FICＳ．1型)、流量计（FICＳ.2型)。可以精确的计量每组阀门的灌溉施肥量。混肥控制管路由施肥泵、水肥混合控制阀、文丘里注肥器和营养液组成。文丘里注肥器是水肥混合装置，施肥泵给文丘里注肥器提供工作压力,水肥混合控制阀的作用是调节注肥频率,改变水肥的混合比。整个混肥管路是一个相对独立的工作系统，有利于系统的混肥控制，提高了混肥质量.
农业物联网中设施农业滴灌施肥智能化控制系统研制与应用
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
农业物联网中设施农业滴灌施肥智能化控制系统研制与应用
随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是201７国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区、农场等农业机构企业积极寻求在良种培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术,力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代化农业。
设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产。近十年来，我国设施农业得到迅猛发展,全国设施农业发展面积超过了1０0万公顷,主要型式以塑料大棚和节能日光温室为主，也引进了少量的大型智能温室。设施农业温室大棚主要以生产蔬菜、花卉、果树、食用菌等高附加值作物为主,经济效益较为显著。但我国设施农业的管理水平特别是灌溉施肥的控制管理水平相对较为落后,以色列、荷兰、法国、西班牙等国的设施农业灌溉施肥全部采用智能化精量控制,作物的长势均匀，产量、品质和经济效益明显高于我国。温室滴灌施肥智能化控制技术作为设施农业的关键技术，在农业发达国家得到广泛应用，我国近年来也引进了一部分温室灌溉施肥智能化控制设备,但由于造价昂贵,主要应用在少量的大型智能温室。采用滴灌施肥智能化控制技术,节水、节肥、省工、增效，是未来优质高效设施农业的发展趋势。为填补我国该项技术设备的空白，满足国内市场需求，天津市科委将“温室滴灌施肥智能化控制系统研制”课题列入重大科技攻关项目进行研究。通过三年攻关,开发研制了适合我国大型智能温室和普通温室大棚应用的的性能好、造价低、操作简便、具有自主知识产权的温室滴灌施肥智能化控制设备（FIＣＳ.1和FICS一2型两种）。该设备可替代进口产品,解决了该项技术长期依靠进口的技术难题，可广泛应用于温室大棚蔬菜、花卉、果树等作物的灌溉施肥智能化控制，具有较强的适用性和推广性。 1系统的功能
浙江托普仪云农科技股份有限公司和浙江大学合作积极响应科技兴农政策突出农业科技创新重点，研发出农业物联网智能控制系统通过通过射频识别(rｆｉd）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等新型技术将农业和互联网连接起来提大大提高了农业生产的工作效率和精细管理，避免了“瘦肉精”、 “毒辣椒粉”、“红心鸭蛋”等问题的再次发生，保证了食品的安全和产量。目前此物联系统已在全国多家科技园、示范园区、农场、科研所、院校等区域成功运行,技术稳定成熟，功能齐全。为在农业种植业、畜牧养殖业等领域的生产关键环节建立智能化控制、信息化管理的现代农业项目提供了强有力的技术支持。物联网的实施将大大提高国家推进科技创新增强农产品的步伐。农业物联网将开启农业生产腾飞的新篇章。