節(jié)水灌溉如何利用好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的重要組成。我國作為一個 農(nóng)業(yè) 大國,疆域遼闊,而氣候復(fù)雜、自然災(zāi)害頻發(fā),積極引入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),并對該技術(shù)的應(yīng)用增加了解、完善應(yīng)用措施,可更好保障農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展、提高其現(xiàn)代化水平。
實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的節(jié)水灌溉,就要對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)和灌溉進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和控制,因此在該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架基于傳感器、通信技術(shù)和控制等為基礎(chǔ)的監(jiān)測系統(tǒng),要具備監(jiān)測信息采集、數(shù)據(jù)傳輸和處理等幾項功能。
監(jiān)測信息采集及控制終端,也就是網(wǎng)絡(luò)感知進(jìn)而控制層,主要對土壤中的水分進(jìn)行數(shù)據(jù)量化,實時監(jiān)測該區(qū)域內(nèi) 土壤水分 情況,傳感信息節(jié)點會分布在監(jiān)測區(qū)的各個角落,保證信息采集的完整性和科學(xué)性。同時,節(jié)點對采集到的信息進(jìn)行初步處理,再使用其它節(jié)點完成到匯聚節(jié)點的傳輸工作。之后,信息會被傳送到網(wǎng)關(guān),最后是監(jiān)控中心。
在感知土壤水分信息中使用的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器,主要有頻域型和時域型2種,前者使用的是電磁脈沖原理,操作簡單、安全、快速、準(zhǔn)確,并且具備自動化、寬量程等優(yōu)點。
數(shù)據(jù)傳輸層的任務(wù)就是將匯聚節(jié)點傳來的信息,通過無線通信技術(shù)傳達(dá)至網(wǎng)關(guān),這一過程需要保證路由協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的安全性、合理性和有效性,能夠保證信息傳輸?shù)陌踩煽?。與工業(yè)應(yīng)用相比,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用會受到氣候、農(nóng)作物生長環(huán)境、作物生長狀況等多方因素影響,但農(nóng)業(yè)對其時效性要求較低,容許存在一定的時間偏差。從實際應(yīng)用經(jīng)驗和發(fā)展需求來講,ZigBee技術(shù)由于帶寬較寬、傳輸快,而且兼容性能和抗干擾性能好,在未來農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中將成為傳輸層的重要媒介。
數(shù)據(jù)終端處理層也是控制終端,監(jiān)測中心在處理完收集到的數(shù)據(jù)后,會將其傳送到監(jiān)控平臺。用戶根據(jù)接收到的土壤水分信息和灌溉決策開啟命令,而控制終端則會將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中,便于人們提取數(shù)據(jù)了解 土壤濕度 參數(shù)等問題。同時,設(shè)計可實現(xiàn)界面編程,可以使用戶在使用過程中讀取數(shù)據(jù)簡化,能夠更直觀完成操作。
在基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 節(jié)水 灌溉系統(tǒng)中,其重要部分就是利用信息節(jié)點實現(xiàn),對電池更換需求量大,因此在建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程中,要考慮到供電節(jié)能策略,比如使用太陽能電池板,既能保證系統(tǒng)用電需求,同時還能起到良好的節(jié)能效果。而在系統(tǒng)中使用能耗較低的無線通信模塊、動態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)和動態(tài)功率管理技術(shù)都可以減少系統(tǒng)對電能的消耗,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建和運行過程中,都需要對其內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理,不僅要定義其中的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu),還要做好數(shù)據(jù)維護(hù)工作。此外,系統(tǒng)管理中對系統(tǒng)運行的維護(hù)同樣不可或缺,用戶的賬號、權(quán)限、信息等都需要保證安全性和完整性。值得注意的是,不要忽略對待定領(lǐng)域的知識管理,也要保證其規(guī)范性。
在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能中,信息的查詢、收集和數(shù)據(jù)分析,是需要切實保障的。搜索信息可以采用點位查找、空間查找等不同的方法,并用圖表等形式將結(jié)果表達(dá)出來;在系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)收集工作是根據(jù)各個地點進(jìn)行的,可以精準(zhǔn)整理經(jīng)緯度信息,監(jiān)控計算機(jī)則在接收到數(shù)據(jù)之后,由中心計算機(jī)進(jìn)行精確的地點布設(shè)。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以搭建起一個有效、合理的系統(tǒng)框架,在搭建過程中要注意各個層次功能的實現(xiàn),未來將實現(xiàn)軟件和服務(wù)結(jié)合、大數(shù)據(jù)和連接的應(yīng)用等,要不斷發(fā)展系統(tǒng)構(gòu)架,同時做好維護(hù)工作。
來源:科技為農(nóng)