基于“物聯網”架構的土壤墑情實時檢測及灌溉預報系統

來源：中網動力（北京）科技發展有限公司 2022年10月30日 09:12

此系統由北京林業大學與中網動力(北京)發展有限公司共同推出，目前已經在黑龍江農墾、北京、山東等地實施。

1. 系統原理：

智能傳感器節點(包括傳感器和GPRS模塊)分布在需要監測的農田上，實時檢測作物生理信息、土壤墑情及溫度，布點密度取決于當地作物、土質及地形情況。智能傳感器節點通過GPRS網絡和Internet網絡將信息傳到服務器上。服務器將所收集到的數據發布到精準灌溉網站上，在的任何一個地方只要能上網就能進行數據查詢和下載。手機上網可實現同樣功能。此系統響應關于土壤墑情監測系統的要求：數據自動采集、信息無線傳輸和結果可視化表達。系統示意圖如下圖所示：

2. 應用案例——黑龍江省齊齊哈爾市興十四農業示范基地項目

（1）、項目介紹：

本項目以實時監測植被需水狀況及土壤墑情為切入點，運用無線傳感器網絡技術，結合系統辨識理論，架構基于“物聯網”技術的精準節水灌溉控制系統，實現土壤墑情的實時檢測、歷史數據查詢、錯誤自查、土壤信息及灌溉信息的圖表顯示，并生成用水報表，方便用戶監控灌溉用水量，根據地勢不同，采用不同灌溉策略等功能。*大限度提高水分利用效率，實現從供水管理到需水管理的轉變。防止過量灌溉，造成水資源浪費的同時，帶走肥料，污染地下水。

黑龍江省齊齊哈爾市興十四村現代農業大型噴灌示范基地土壤墑情實時檢測、灌溉預報基站建設（該地面積1280畝，主要作物是苜蓿）。

（2）、監測基站結構示意圖：

根據苜蓿根部生長情況及興十四村沙壤土層淺的特點，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報閾值，以灌溉水下滲到第二層（30cm）為停止灌溉的依據，保證灌溉水不滲漏到第三層(50cm)為灌溉目標，從而實現精準節水灌溉預報的目的。

監測基站結構示意圖

（3）、互聯網查詢：

只需要在瀏覽器地址欄輸入www. ，即進入土壤墑情實時檢測及灌溉預報系統主界面：

3.1:地區主頁：即對該地區基本情況的介紹和相關的照片

齊齊哈爾地區主頁

3.2功能選擇：

網站功能選擇框

3.3 狀態查詢：進入狀態查詢頁面，可以根據需要查詢所有節點當前數據或者單個節點的一段時期內的歷史數據。

當前數據查詢

通過網絡查詢土壤水分和溫度變化曲線

3.4項目建設：項目建設頁面展示了一些該項目進行的過程和成果照片

3.5數據下載：進入數據下載頁面，可以把任何一個節點的所有數據都下載下來進行分析或者研究等。

數據下載界面

下載的數據表格

3.6地區選擇：選擇想要查詢的地區，已開通查詢功能的地區為綠色

地區選擇界面

（4）、手機網絡查詢：

手機網絡查詢具有和電腦上網查詢一樣的功能，同樣操作簡單，根據需求選擇相應的功能即可。

通過手機網絡查詢土壤水分和溫度變化曲線

（5）、報警設定：

設定報警對象（及管理員）的，當土壤水分值或者溫度值超過設定的閾值則會發短信進行報警

上位機設置報警手機號界面

（6）、國內外同類產品比較

7、產品優勢

按植物生命需水精準灌溉控制系統從植物生命需水狀況入手，結合土壤墑情及氣象信息，為節水灌溉提出了更精準的控制策略。

基站設備采用數字化網絡技術，配合自主知識產權的傳感器設備，基站能夠完成土壤墑情的自動監測，并通過內建網絡設備發布在網絡上，真正意義上實現了脫離現場的檢測活動。

系統所有組成單元均具有自主知識產權，具有高精度、低價格的優勢，更適應中國市場的需求。

系統采用太陽能供電，節能環保，低碳無污染。

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