談智能灌溉遠程監控系統設計范文

本站小編為你精心準備了談智能灌溉遠程監控系統設計參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

引言

作為農業種植和農業生產過程中的重要環節，農業灌溉對農作物的生長和產量起著關鍵作用。中國農業的快速發展造成了農業灌溉的用水量不斷增加，傳統灌溉方式更加劇了水資源的浪費和短缺。當前我國農業灌溉方式主要問題：一是以生產經驗實施作物澆灌，無法保證灌溉量的精準度；二是依賴人工完成灌溉過程的監控和管理，灌溉技術落后、勞動強度大、浪費人力物力。因此、利用人工智能算法設計一種智能灌溉系統也就成了解決農業灌溉問題的迫切需求。物聯網作為一種新興信息技術形式，被廣泛應用于能源、制造、交通、物流、家居、安防等行業和生活的各個方面。物聯網與農業的結合也同樣助推“傳統農業”快速向“智慧農業”轉變，有力促進農業的改革和發展。所謂智慧農業既是利用物聯網技術將各種傳感裝置和網絡連接起來，對農業生產過程中的各種數據進行采集、傳輸和處理，實現遠程控制；使得農業從業人員能夠實時了解農田狀況，并根據需要遠程操控設備實施灌溉、施肥等操作。可見，農田環境信息的有效監控是實現智慧農業的關鍵，對農業生產起著至關重要的作用。鑒于此，本文設計了一個智能灌溉遠程監控系統。將農業物聯網技術應用于農田灌溉，建立精準的控制系統，能夠利用智能分析與顯示技術實現智能移動設備和PC設備對灌溉區的遠程實時監控，達到智能灌溉的目的。該系統能夠實現農業灌溉的自動化和智能化，提高灌溉效率、節約水資源，對我國農業經濟發展具有重要現實意義。

智能灌溉系統總體方案設計

智能灌溉系統是一種基于物聯網并結合自動控制技術、數據分析處理技術、通信技術和計算機技術而形成的新型高科技灌溉系統形式。系統應具有較強的實時性、高效性和實用性等特點，能夠提高農業灌溉的效率、減少水資源的浪費。系統主要由遠程監控中心和無線傳感網絡兩部分組成，利用了物聯網的感知層、網絡層和應用層等三層網絡架構進行設計。感知層采用溫濕度傳感器與微型ZigBee智能化傳感節點獲取農田灌溉過程中所需原始數據信息，為保證智能灌溉精準度，提供科學、有效的基礎。以局域網、廣域網和互聯網為基礎建立的網絡層是一種無線數據傳輸通道，主要用于實現感知層與應用層之間的數據傳輸功能。采用無線數據傳輸的網絡通信形式同時也可避免農田、果林等不同農業種植環境下有線網絡布線帶來的各種問題。應用層可利用控制算法高效處理網絡層傳送來的大量農田環境數據信息，并做出合理的灌溉策略，控制電磁閥、水泵執行相應動作，實現智能化灌溉與遠程監控管理。結合系統的功能需求設計智能灌溉系統整體結構如圖1所示。

遠程監控系統功能需求分析

智能灌溉遠程監控系統采用LabVIEW作為軟件開發平臺，結合農業灌溉的實際需求與智能灌溉系統總體設計方案設計了一套遠程監控界面。包括系統管理、運行模式選擇、溫濕度設置、WEB界面、安全報警以及數據顯示與存儲等模塊。各模塊功能如下：（1）系統管理模塊可根據不同用戶級別設置其使用權限，以保證整個系統的安全、可靠、穩定運行。（2）系統運行模式包括大綱模式和測試模式兩種形式，大綱模式主要用于監控系統中各類數據信息的集中查看和設置，而測試模式既可用于監控系統的功能測試也可用于智能灌溉系統的日常監控管理。（3）溫濕度設置主要用于用戶根據不同農作物及其不同生長階段的土壤溫濕度設置，并由系統結合自身控制算法實現智能灌溉。（4）WEB界面可方便沒有安裝LabVIEW遠程客戶端的用戶及時查看農田環境狀態，增強數據共享性。（5）安全報警功能主要用于監測和識別系統故障，以提高系統可靠性。（6）數據顯示與存儲模塊是建立數據庫對大量農田環境信息數據進行存儲，以方便用戶和管理人員的查詢、檢索或以專家報表、歷史曲線的形式進行直觀顯示。

遠程監控系統軟件設計

作為智能灌溉系統的重要環節，該遠程監控平臺具有接受、處理農田環境信息，制定灌溉策略，提供上位機監控界面，完成灌溉模型信息的設置等功能，主要采用圖形化的LabVIEW編程語言進行設計。其遠程監控平臺軟件功能流程圖如圖2所示。

結語

我國農業的快速發展造成了農業灌溉的用水量不斷增加，傳統灌溉方式已不能滿足當前智慧農業的需求。為解決這一矛盾，本文將農業物聯網技術應用于農田灌溉，建立一個智能灌溉遠程監控系統。其主要由遠程監控中心和無線傳感網絡兩部分組成，采用了物聯網的感知層、網絡層和應用層等三層網絡架構形式。結合農業灌溉的實際需求與智能灌溉系統總體設計方案設計了一套遠程監控界面，并分析了遠程監控平臺軟件功能。結果表明該系統能夠利用智能分析與顯示技術實現智能移動設備和PC設備對灌溉區的遠程實時監控，達到智能灌溉的目的，具有一定的實用價值。

作者：張興超 單位：明理工大學津橋學院電氣與信息工程學院