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基于“物聯(lián)網(wǎng)”架構(gòu)的土壤墑情實(shí)時(shí)檢測(cè)及灌溉預(yù)報(bào)系統(tǒng)
2012-03-29 11:28:35 來源：NN此系統(tǒng)由北京林業(yè)大學(xué)與中網(wǎng)動(dòng)力(北京)發(fā)展有限公司共同推出，目前已經(jīng)在黑龍江農(nóng)墾、北京、山東等地實(shí)施。
1. 系統(tǒng)原理：
智能傳感器節(jié)點(diǎn)(包括傳感器和GPRS模塊)分布在需要監(jiān)測(cè)的農(nóng)田上，實(shí)時(shí)檢測(cè)作物生理信息、土壤墑情及溫度，布點(diǎn)密度取決于當(dāng)?shù)刈魑铩⑼临|(zhì)及地形情況。智能傳感器節(jié)點(diǎn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)將信息傳到服務(wù)器上。服務(wù)器將所收集到的數(shù)據(jù)發(fā)布到精準(zhǔn)灌溉網(wǎng)站上，在全球的任何一個(gè)地方只要能上網(wǎng)就能進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和下載。手機(jī)上網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)同樣功能。此系統(tǒng)完全響應(yīng)農(nóng)業(yè)部關(guān)于土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求：數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、信息無線傳輸和結(jié)果可視化表達(dá)。系統(tǒng)示意圖如下圖所示：2. 應(yīng)用案例——黑龍江省齊齊哈爾市興十四農(nóng)業(yè)示范基地項(xiàng)目（1）、項(xiàng)目介紹：本項(xiàng)目以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植被需水狀況及土壤墑情為切入點(diǎn)，運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合系統(tǒng)辨識(shí)理論，架構(gòu)基于“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的精準(zhǔn)節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土壤墑情的實(shí)時(shí)檢測(cè)、歷史數(shù)據(jù)查詢、錯(cuò)誤自查、土壤信息及灌溉信息的圖表顯示，并生成用水報(bào)表，方便用戶監(jiān)控灌溉用水量，根據(jù)地勢(shì)不同，采用不同灌溉策略等功能。*大限度提高水分利用效率，實(shí)現(xiàn)從供水管理到需水管理的轉(zhuǎn)變。防止過量灌溉，造成水資源浪費(fèi)的同時(shí)，帶走肥料，污染地下水。黑龍江省齊齊哈爾市興十四村現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大型噴灌示范基地土壤墑情實(shí)時(shí)檢測(cè)、灌溉預(yù)報(bào)基站建設(shè)（該地面積1280畝，主要作物是苜蓿）。（2）、監(jiān)測(cè)基站結(jié)構(gòu)示意圖：根據(jù)苜蓿根部生長(zhǎng)情況及興十四村沙壤土層淺的特點(diǎn)，分層布控土壤水分傳感器，以苜蓿主根部（*層10cm）土壤含水量為灌溉預(yù)報(bào)閾值，以灌溉水下滲到第二層（30cm）為停止灌溉的依據(jù)，保證灌溉水不滲漏到第三層(50cm)為灌溉目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)的目的。監(jiān)測(cè)基站結(jié)構(gòu)示意圖（3）、互聯(lián)網(wǎng)查詢：只需要在瀏覽器地址欄輸入網(wǎng)址www. ，即進(jìn)入土壤墑情實(shí)時(shí)檢測(cè)及灌溉預(yù)報(bào)系統(tǒng)主界面：3.1:地區(qū)主頁：即對(duì)該地區(qū)基本情況的介紹和相關(guān)的照片齊齊哈爾地區(qū)主頁3.2功能選擇：網(wǎng)站功能選擇框3.3 狀態(tài)查詢：進(jìn)入狀態(tài)查詢頁面，可以根據(jù)需要查詢所有節(jié)點(diǎn)當(dāng)前數(shù)據(jù)或者單個(gè)節(jié)點(diǎn)的一段時(shí)期內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)前數(shù)據(jù)查詢通過網(wǎng)絡(luò)查詢土壤水分和溫度變化曲線3.4項(xiàng)目建設(shè)：項(xiàng)目建設(shè)頁面展示了一些該項(xiàng)目進(jìn)行的過程和成果照片3.5數(shù)據(jù)下載：進(jìn)入數(shù)據(jù)下載頁面，可以把任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)都下載下來進(jìn)行分析或者研究等。數(shù)據(jù)下載界面下載的數(shù)據(jù)表格3.6地區(qū)選擇：選擇想要查詢的地區(qū)，已開通查詢功能的地區(qū)為綠色地區(qū)選擇界面（4）、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)查詢：手機(jī)網(wǎng)絡(luò)查詢具有和電腦上網(wǎng)查詢一樣的功能，同樣操作簡(jiǎn)單，根據(jù)需求選擇相應(yīng)的功能即可。通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)查詢土壤水分和溫度變化曲線（5）、報(bào)警手機(jī)號(hào)碼設(shè)定：設(shè)定報(bào)警對(duì)象（及管理員）的手機(jī)號(hào)碼，當(dāng)土壤水分值或者溫度值超過設(shè)定的閾值則會(huì)發(fā)短信進(jìn)行報(bào)警上位機(jī)設(shè)置報(bào)警手機(jī)號(hào)界面（6）、國內(nèi)外同類產(chǎn)品比較7、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)按植物生命需水精準(zhǔn)灌溉控制系統(tǒng)從植物生命需水狀況入手，結(jié)合土壤墑情及氣象信息，為節(jié)水灌溉提出了更精準(zhǔn)的控制策略。基站設(shè)備采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，配合自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的傳感器設(shè)備，基站能夠完成土壤墑情的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并通過內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上，真正意義上實(shí)現(xiàn)了脫離現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)活動(dòng)。系統(tǒng)所有組成單元均具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有高精度、低價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，更適應(yīng)中國市場(chǎng)的需求。系統(tǒng)采用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保，低碳無污染。
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