智能化農業灌溉范文

導語：如何才能寫好一篇智能化農業灌溉，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：智能化；農業用水；節水灌溉；控制系統

我國是農業大國，農業的是我國經濟發展的基礎，但是受水資源不足、人多地少、環境污染嚴重以及技術落后等原因的影響，我國農業用水的浪費率高，這對于發展現代農業是嚴峻的挑戰，也是現代農業必須解決的重要問題。本文通過分析國外經驗，研究分析適合我國的智能化設備農業節水灌溉控制系統。

1節水灌溉技術及國內外發展

（1）節水灌溉技術。

節水灌溉技術主要包含兩個方面：工程節水技術；灌溉控制技術。①工程節水技術：工程節水技術主要指的是利用原有的灌溉設施并對其進行現代化技術改造，或者重新建設先進的灌溉設備其目的是通過設備改造和創新減少水資源的損失，節水利用原則一是減少輸水損失、二是減少無效灌溉；具體技術有管道輸水，滴灌等等。②灌溉控制技術：灌溉控制技術主要指的是利用自動化控制技術，根據自然環境、農作物用水需求以及可用水量等因素，綜合協調保障供水，其供水原則更加精細化和可控化。相比較傳統的人工控制灌溉，灌溉控制技術不再依靠人的經驗進行控制灌溉，而是利用對地理環境以及作物生長的特性，大大提高了水資源的利用率，從而滿足用水需求的同時，做到不浪費水。

（2）國外農業節水灌溉控制技術應用。

國外在農業節水灌溉控制技術上有發展時間長，智能化水平高，其自動控制系統更加完善和先進。主要是利用計算機控制灌溉系統，檢測和掌握土壤環境，從而有效控制和掌握實際需水量，使用滴灌和噴灌，并且實現了自動化管理，只需要在控制室就能夠完成整個操作過程，在自動灌溉配套設施中，流量控制閥、減壓閥等，能夠大大提高整個設備的運行效率，促使作物獲得最佳的生長環境。

（3）國內農業節水灌溉控制技術發展。

國內節水灌溉技術開始于20世紀50年代，但是由于在管理和推廣方面的問題，開展的效果并不理想。進入新時期以來，我國在灌溉技術上取得了較快發展，但是先進的設備住喲還是依靠從外國進口，并且未能形成完備的控制體系，相比較國外地區，我國在農業生產中，有其特殊性，土地相對分散，并且地形較為復雜，一些國外的灌溉控制系統在適應性上存在不小的問題，并且這些設備價格昂貴，在我國推廣的難度大，我國在發展灌溉控制系統時需要加強自主創新，提高對控制系統的整合和升級，開發適用性強、成本低、效率高的智能化灌溉控制系統。

2節水灌溉控制系統

（1）節水灌溉控制系統工作原理。

節水灌溉控制系統是利用土壤測量儀器探測田間土壤各種信息，并對于收集到的信息進行轉化成數字量，并在控制器上予以顯示。同時這些信息及時傳輸和推送到PC上位機的人機界面上，實現對信息的掌握和控制。從接收的信息上結合預設的農作物需水量和以及整個灌溉系統的灌溉用水量、水速進行有效控制。一旦需要灌溉就可以啟動相關按鈕進行灌溉操作，整個過程中的信息都能夠在人機界面中得到顯示，主要包括灌溉時間、灌溉量以及剩余時間和水量等信息，如果不需要進行灌溉，就可以發出控制指令，機器就會停止操作。

（2）灌溉實現與控制。

在灌溉系統中，最核心的是采用電機驅動離心泵的方式將水注入管道，從而實現灌溉的目的。而這個過程中，執行灌溉任務的是電磁閥，電磁閥在這個系統中充當管理者角色，它能夠控制區域灌溉與否，并且連接著灌溉干支流的各個管道，在整個系統中形成若干個連接點。灌溉支管上安置了若干個噴頭，根據區域需水量進行灌溉或對區域實行輪流灌溉。對于分片區域，安放一定量的土壤水分傳感器，土壤水分傳感器的主要作用是監控所在地點的土壤水分，并將檢測到的數據和結果通過通訊設備傳輸到單片機中，單片機再根據預先的參考數據進行對比分析，根據對比分析結果實施灌溉。

（3）節水灌溉控制系統總體結構。

根據具體的原理和實際的需求，對于灌溉控制系統的總體結構進行了分析，其工作采用的是某型單片機，并采用控制電磁閥對于田間進行灌溉操作，其系統主要是利用傳感器測量電路、模數轉換電路、控制電路等等，結合上述的功能及總體結構。在研究智能化設施農業節水灌溉控制系統時，將灌溉控制系統劃分成兩個部分，一個是硬件電路，另一個是軟件程序。硬件電路主要是負責對數據的處理和執行，并且硬件設備能夠根據其實際情況進行調整和完善，軟件部分主要負責協調各個部分之間的關系，控制硬件的執行，屬于整個系統的核心部分，而整個系統的完成質量主要是硬件設備和軟件服務相互協調的結果，只有二者相互協調才能發揮節水灌溉系統的最大功效。

3節水灌溉控制系統的設計及建議

（1）系統設計主要內容。

智能化設施的農業節水灌溉控制系統設計可以分為硬件設計和軟件設計兩個部分。硬件設計主要集中在四個方面：①單片機主機；②模數轉換電路；③LED數據現實電路；④超限報警電路。軟件主要從五個方面進行設計：①灌溉系統主系統設計；②采樣子程序設計；③數據處理程序設計；④尺度變換程序設計；⑤轉碼程序設計。

（2）系統設計基本原則。

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[關鍵詞]智能化；物聯網；現代農業；

中圖分類號：TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）36-0605-01

當今智能化物聯網技術正在蓬勃發展，我國農業也正處在傳統農業向精準化、智能化、數字化現代農業發展的關鍵時期。智能化物聯網技術在當今的現代農業生產中的運用，對于建立集約、高效的現代農業生產、經營方式，提高農業生產能力，保障食品安全等具有重要意義，也是我國新型現代農業發展的方向。

一、物聯網概念

1、定義

物聯網，是將所有物品通過各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）、紅外感應器、3S技術、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的核心和基礎是互聯網，不過用戶端不僅局限于個人電腦，而是延伸到任何需要實時管理的物品和物品之間。其最關鍵的技術就是“物”里內嵌微型感應芯片，把它變得智能化，讓它可以“開口說話”。再借助無線網絡技術，人就可以和物體“對話”了，物聯網就是傳達“聲音”的媒介。

2、 體系結構

物聯網具備3個基本特征：一是全面感知，即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過各種電信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計算、模糊識別等各種智能計算機技術，對海量數據和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。

物聯網有3個層次：（1）感知層，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現“物”的識別；（2）網絡層，即使通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡等實現數據的傳輸與計算；（3）應用層，即輸入輸出控制終端，可基于現有的手機、個人電腦等終端進行。

二、智能化物聯網技術在現代農業發展中的用途

當前，隨著智能農業、精準農業的發展，智能感知芯片、移動嵌入式系統等智能化物聯網技術在現代農業中的應用逐步拓寬。智能化物聯網技術將大量的傳感器節點構成監控網絡，通過各種傳感器采集信息，以幫助農民及時發現問題，并且準確地確定發生問題的位置，這樣農業將逐漸地從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化、遠程控制的生產設備。

1、智能化培育控制

現代化農業的一個突出表現是智能化培育控制。在農業生產區安裝生態信息無線傳感器和其他智能控制系統，可對整個生產地區的生態環境進行檢測，從而及時掌握影響生產地區環境的一些參數，并根據參數變化適時調控如灌溉系統、保溫系統等，確保農作物有最好的生長環境，以提高產量、保證質量。在保溫系統中，通過采集、分析和控制土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強度、CO2濃度等來獲得作物生長的最佳條件，將生物信息獲取方法應用于無線傳感器節點，為溫室精準調控提供科學依據。在灌溉系統中，通過感應土壤的水分，并在設定條件下與接收器通信，控制灌溉系統的閥門打開、關閉，達到自動節水灌溉的目的。

2、農產品質量安全監管與追溯

我國食品安全方面事故頻發，一個重要的原因是從生產到銷售缺乏完善的監管。加大對農副產品從生產到流通整個流程的監管，可將食品安全隱患降至最低，以智能化物聯網技術為基礎，建立“食品安全追溯系統”。以豬肉安全為例：進入農貿市場的豬肉安裝上電子芯片，以跟蹤豬肉產品的生產、加工、批發，以及零售等各個環節。消費者在購買豬肉時可索取含有食品安全追溯碼的收銀條，憑借收銀條上的追溯碼查詢生豬來源、屠宰場、質量檢疫等多方面的信息。

3、農業信息監測、

農業信息除在精準農業中監測農作物的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等外，還包括從種子選擇到病蟲害防治，從幼苗培育到收割入庫等方面。信息監測范圍涵蓋各個方面，包括畜牧業、農副產品加工業及漁業等。在現代農業中，天氣預報是重要和首要的農業信息之一，但現代農業的發展需要更多支持因素。應為農民打造更寬廣的農業信息渠道，所包含的信息內容也應從天氣預報到施肥選擇，從種子遴選到病蟲害防治，從幼苗培育到收割入庫等方面。例如，我國部分地區已實現把測土配方施肥數據傳輸到農戶手機上的業務功能。這種農業信息的傳送大大提高了現代農業的生產效率。

三、現代農業智能化物聯網技術應用情況

進入新世紀以來，我國和歐美等一些國家相繼開展了農業領域的智能化物聯網技術應用示范研究，在農業資源利用、農業生態環境監測、農業生產、農產品安全監管等領域取得了一定的成果，同時推動了相關新興產業及其標準化的發展。

智能化物聯網技術在國、內外現代農業信息化領域已經有了初步應用，如：傳感技術在精準農業的應用、智能化專家管理系統、遠程監測和遙感系統、生物信息和診斷系統、食物安全追溯系統等。 目前，國內外關于農業智能化物聯網技術應用很多。比如：土壤養分、墑情監測，為作物選擇和耕種方式提供指導；糧情信息監測，為監管部門科學決策保護糧食安全提供有效數據；農業大棚溫室監控、田間自動化管理，通過連續監測土壤濕度數據，實現多點同時滴灌補水；二維碼動物溯源，通過食品追溯標簽使消費者全面了解產品信息，確保食品安全。

四、智能化物聯網技術條件下現代農業發展的重點

隨著科技的迅速發展，智能化物聯網技術在農業上的應用越來越廣泛，一批關鍵農業信息感知技術和新興產業培育問題也期待科技突破。智能化物聯網技術在農業上的應用正朝著微小型、可靠性、節能型、環境適應性、低成本、智能化方向發展。

1、應用物聯網技術，實現設施農業的自動化管理。

采用智能化物聯網技術，在溫室生產中大量采用溫室內布置光照、溫度、濕度等無線傳感器、攝像頭和控制器，無線傳感器管理、調控溫度、濕度、光照、通風、二氧化碳補給，營養液供給及PH值、EC值等，使栽培條件達到最適宜水平， 以合理利用資源，提高產品的產量和質量。管理者可以隨時通過3G手機或電腦，進行遠程監測、遠程控制澆灌和開關卷簾等設備，并可實時查看到農業大棚內的溫度、濕度等信息。實現對農業大棚的自動化管理，提高工作效率。

2、完善農產品物流、安全管理與溯源機制

在生鮮農產品流通方面，能很好地借助智能化物聯網技術的幫助。

智能化物聯網技術技術可以實現畜禽產品從養殖、屠宰刀運輸銷售的全過程質量控制，并實現質量溯源，可實現畜禽生產檔案管理（畜禽信息、飼料信息、疾病防疫等），實現FID標簽和條碼間信心的轉換，條碼標簽的打印，基于網站、電話和手機短信的畜禽產品質量安全細細的溯源查詢功能。

五、 結束語

智能化物聯網技術作為當代信息技術的新發展方向，很多國家都在投入巨資進行研究，我國也正高度關注對此的研究。在當今現代農業發展的利好形勢下，我國嘗試在各個行業進行應用智能化物聯網技術示范工作，在農業上的應用也取得一些成效。農業智能化物聯網技術把感應器嵌入農業機械、土地、灌溉系統等各種物體中，然后將“物”與互聯網整合起來，通過智能分析，實施實時的管理和控制。這樣人類可以以更加驚喜和動態的方式管理農業生產，提高資源利用率和生產力水平，促進可持續發展。智能化物聯網技術的發展必將深刻影響現代農業的未來。

參考文獻

[1] 張進京.物聯網的應用實例與效益[J].中國信息界，2010（3）.

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一 農業機械一直以來均是以機械為主，而其輔助學科知識的應用不是很，這就大大限制了其相應的進一步發展。現在，我們首當其沖的任務是打破傳統思想，從新的視角看待農業機械，將其的發展與多學科知識緊密結合。

1.采用多種傳感器技術，應用化學與生物等學科知識，實現因地制宜、科學種田。現如今，農民關于種植何種農作物的問題，大多是“以前種什么，現在也種什么”或者“別人種什么，我也種什么”。另外，在施肥時也存在類似問題，施何種肥以及肥量的多少等也均不能很好的抉擇，甚至在少數人心中還存在一個誤區，施肥量越多，產量越大。熟不知，這些都應因地而異，因農作物而異。這就迫切需要我們研制出一款集多種傳感器于一體，同時兼有生物與化學的知識庫，能夠指導農民更好地選擇作物，更好地施肥、灌溉與打農藥，盡可能地科學利用資源，使每一種資源均適得其所。

2.采用智能機器人技術，同時結合傳感器技術與多學科知識，使其多功能化，能夠自動完成拔草、施肥與灌溉，同時也能自動盛裝糧食并將糧食儲存到某一位置。這樣將大大降低農民的勞動強度，同時，也將有可能解放部分勞動農民的雙手。所以，在發展農業機械的同時，我們也要大力發展機器人技術。機器人技術的革新將很可能會帶來農業機械新的生機。最重要的是機器人技術將使農業機械更加簡便化與智能化。

二 農業機械使用者大多是文化水平不高的農民，他們知識淺薄，接受和操作新東西的能力遠低于高知識分子。所以，受使用群體的限制，農業機械必定走向簡便化、智能化與一體化。

1農業機械將會走向簡便化，這是必然趨勢。簡便化是指操作簡單，裝置簡單，但功能齊全。即無論其內部結構何許復雜，原理何許深奧，最終的操作命令一定盡可能地簡單，能夠被大多數使用者很容易地上手。讓農民為了復雜的機械設備，去學習深奧的理論的知識是不現實的。所以，這就需要我們聯系實際，從實際出發，將絕大多數農業機械均轉化為易操作與易控制的裝置，盡可能的將其復雜原理與結構封閉在一個盒子里，使用者只管操作部分，其他均可不管就能輕松操作使用其各個功能。同時，農業機械也必定越來越輕型化，大而笨重的設備使用起來太過費力，并且若想移動它也很困難。為了更大程度上的方便使用者以及獲得更多使用者的青睞，農業機械必定走向簡便化。

2農業機械將會走向智能化，這是歷史所趨。智能化即完全自動化，該機械能夠獨自完成一系列農活，無需人力的輔助參與。如現在的小麥收割機，能夠自動將地里成熟的小麥從麥穗中分離出來，同時將麥稈打碎。不同農作物相應機械智能化程度存在差別，相比小麥來說，花生機械的智能化程度受其生長條件和生長方式就要低一些，只能將花生秧連帶花生從土中，而不能將花生與花生秧同時分離，只能待花生秧曬干之后，在一臺專用機器上進行分離。因此，有必要大力發展較為落后農業機械，使其實現智能化；同時，也要發展較為先進的農業機械，使其更上一層樓。

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物聯網之所以能夠把“物”和互聯網結合起來，其中RFID(電子標簽)是最關鍵的技術，它可以快速讀寫、長期跟蹤管理，被認為是21世紀最有發展前途的信息技術之一。雖然好多人對RFID還稍顯陌生，但毫不夸張的說，RFID的未來推廣將極大改變我們的生活。比如在公路收費站，如果采用了RFID技術，汽車在行駛過程中即可完成鑒別收費，根本不需要每輛車排隊交費；再比如在超市購物交費時，如果采用了RFID技術，推著滿滿的購物車，只要從收銀臺前過，即可完成所有的結算，完全省卻了營業員一件一件物品掃描算賬的工作。

物聯網在現代農業領域的應用包括，如監視農作物灌溉情況，監測土壤空氣變更、畜禽的環境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量等數據信息，測量有關土地的濕度、氮濃縮量和土壤pH值等，從而進行科學預測，幫助農民抗災、減災，科學種植，提高農業綜合效益。特別是最近幾年在設施農業中的運用卓有成效，目前位于加州Oxnard的草莓培育商Norcal Harvesting目前安裝一套物聯網系統，實時追蹤植物的狀況。系統還可以根據空氣和土壤的狀況，自動觸發相關行為，如澆水或調節溫度。這套系統由ClimateMinder開發，目的是幫助培育商更好地管理植物的生長情況，這套系統自公司2007年以來已被土耳其200多家溫室和苗圃所采用。此外，系統還在土耳其雞場、煙草存儲廠和冷藏倉庫使用。

盡管設施農業在我國已經取得成績，但是相比發達國家仍存在很大差距，平均單位產量低于國外的30％，但單位產量成本大干國外的50％，由于不合理的使用農藥，產品質量遠低于國外發達國家水平。其落后的主要原因是資金缺乏、設施農業技術裝備落后；沒有獲取專家指導的途徑，大多沿襲傳統的種植方法，生產管理粗放；設施的智能化水平低。

由物聯網結合設施農業發展的需要，可以在兩個層次上進行深入研究。

研制智能化監控、人工輔助管理溫室，適應于一般經濟條件的農戶提高溫室栽培管理水平。即對智能化實時監控及動態決策方案通過人工管理加以實施。其關鍵技術主要包括溫室綜合環境實量監控系統，各種溫室作物智能化管理決策系統，系列傳感器、計算機芯片與機電一體化系統。此種方式可以根據用戶需求，隨時進行處理，為設施農業綜合生態信息自動監測、對環境進行自動控制和智能化管理提供科學依據。通過模塊采集溫度傳感器等信號，經由無線信號收發模塊傳輸數據，實現對大棚溫濕度的遠程控制。

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關鍵詞：農業；物聯網；應用

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632225

1 物聯網技術在縉云農業各產業中的示范應用

1.1 在花卉產業中的示范應用

縉云縣春芳花木園藝有限責任公司投資5000多萬元建設了種苗組培基地，建有0.03km2花卉連棟溫室大棚，主要種植多肉、紅掌、鳳梨等盆花，公司投入Y金安裝控溫設備，采用物聯網技術進行生產管理，取得了顯著的經濟效益。

1.2 在中藥材產業中的示范應用

縉云縣雙峰綠園家庭農場建設鐵皮石斛物聯網示范基地0.01km2，安裝德國進口的全套噴滴灌設備，采用浙大床架栽培模式，應用肥水一體化灌溉、松皮基質育苗等高效生產技術，推廣廢棄物循環利用、標準化生產、病蟲綠色防控等多樣化增效技術，生產高標準、高科技含量的鐵皮石斛，初步建成一個生態循環節約集約型農業生產示范種植場。

縉云縣地緣家庭農場從事西紅花的種植和研發。農場引進物聯網平臺，通過物聯網及無線網絡，進行遠程監控、遠程生產管理，人在外地，也可以用手機控制溫室內的噴霧，控制溫度、濕度。

1.3 在食用菌產業中的示范應用

雙溪口食用菌精品園秀珍菇連棟大棚是目前最為先進的設計，整個大棚遮陽系統可以電控自動閉合，通風系統可以自由調節，菇架國內首個采用鍍鋅鋼質材料，移動式制冷出菇工藝設計，自動加濕噴滴灌系統等制作的。購置了4臺套液體菌種生產罐，使杏鮑菇生產能夠全面應用液體菌種先進技術，生產效率大大提高，走在了全國同行的前列。添置了高壓滅菌設備，具有當前食用菌生產領域最為先進的脈沖高壓滅菌系統，該設備全自動智能化控制，可100%保證菌棒滅菌徹底，成品率、工作效率大大提高。生產主要環節的機械化率接近100%的水平。

1.4 在設施蔬菜上的示范應用

在設施蔬菜生產中通過在溫室內布置光照、溫度、濕度等無線傳感器、攝像頭和控制器，使得管理者可以隨時隨地通過3G手機或電腦，進行遠程監測、遠程控制澆灌和開關卷簾等設備，并可實時查看到農業大棚內的溫度、濕度等信息。實現對農業大棚的自動化管理，提高工作效率。

對農產品的各個生產階段把關，農產品質量追溯系統可以實現對農作物品種、生長環境、噴藥施肥、病蟲害狀況等農事做出詳細記錄，蔬菜的采收、施肥、用藥、灌溉、農藥檢測等信息都被記錄在電子標簽中，消費者只需要掃描包裝上的二維碼，就能了解到蔬菜生產的所有信息。

蔬菜智能育苗中心，在種植蔬菜玻璃大棚、連棟大棚內進行了智能化應用試點，以傳感器、無線網、監視器、大棚設備、操控平臺架構大棚自動化智能控制管理系統，實現光照、溫度、濕度、灌溉的自動化控制，在棚內設置自動養分測試儀、各種傳感器，實時自動獲取環境數據，通過平臺分析數據，操控大棚通風、控溫、施肥設施。

縉云縣四海豐果業專業合作社的智能連棟大棚種植葡萄，建成了智能控制系統，在天氣突變的情況下能及時進行卷膜操作。完成對大棚環境中土壤濕度、空氣濕度、光照強度、濕度等多因子的監測及調控。根據溫濕度信息來進行對電磁閥水閥的開關控制，以達到最佳的控制效果。將現場視頻信息上傳到監控室，能夠在電腦上看到大棚內農作物的生長情況，便于及時獲取農作物信息，利用溫室大棚保溫技術可使早熟品種于6月初采收上市。通過手機軟件中的螢石云APP可以隨時隨地查看大棚內的相關信息。

2 物聯網技術在農業生產中示范應用效益

經濟效益，縉云縣推廣農業物聯網試驗示范基地8個，實現總產值2493.28萬元，新增產值120.68萬元，降低勞動生產成本150.42萬元，總增效益213.6萬元，實現了顯著的增產節本增收效果。物聯網技術在縉云農業生產的示范應用，涉及花卉、中藥材、食用菌、生豬養殖、蔬菜、葡萄等，已建立起了一系列農業物聯網應用基地，研究總結出了一套適合本地不同產業應用的物聯網技術，實現了農業生產精準化、集約化、信息化管理，大大減少了勞動強度和用工費用，節約了水資源，提高了農產品的質量和產量，提高了農業科技含量。生態效益，物聯網技術在種植業、養殖業、設施農業等領域實現了應用示范，節肥、節藥、節水效果明顯，有利于提高產品質量和減少農業面源污染。社會效益，發展農業物聯網，具有生態環境保護、食品安全保障、能源資源節約及節省人工實現“機器換人”等社會效益。

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關鍵詞：玉米聯合收獲機；自動化監測系統；堵塞；傳感器

中圖分類號：S567.51 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20151232034

人參產業是吉林省東部地區重要的經濟支柱。長期以來，在人參種植方面，吉林省以個體農民為主，生產管理較為粗放，絕大多數人參種植場（戶）沿用舊式人參栽培模式，特別是傳統的澆灌方式，已經不利于人參種植產業的標準化管理，規模化經營，這已成為限制高產、優質、高效參業發展的主要障礙。通過對國外灌溉技術的分析希望能夠對人參灌溉技術的發展起到一些借鑒作用。

1 國外相關研究現狀

世界上栽培人參較多的國家，主要有中國、朝鮮、韓國、日本和俄羅斯，美國和加拿大則是西洋參的主要產地。

韓國的人參種植技術代表著世界最先進的水平，在人參種植如整地、作床、播種方面已經實現了機械化，韓國的人參機以專業、小型設備為主，自動化程度高。在人參的田間管理方面，隨著自動控制、電子計算機技術的快速發展和廣泛應用，韓國人參種植正朝著系列化、智能化的方向發展。2010年，韓國政府投入巨資，開發先進的人參種植系統。該系統完全采用了計算機控制，并用LED光源代替日光，實現了日照的可控性，但是該種植系統耗資近20億韓元，且處于實驗室階段，目前尚未推廣使用。

美國與加拿大主要種植西洋參，采用大田作業，品種、耕種方式異于我國。美國的威斯康星州與愛荷華州是美國最大的西洋參種植地，均采用成熟的機械化作業，由大型噴灌機進行統一灌溉，最大化降低了氣候對于作物的影響。

2 國內相關研究現狀

國內目前在人參種植自動化灌溉研究方面還處于空白，現有幾種灌溉設備均為通用灌溉設備，更談不上智能化，人參的田間管理也還停留在人工經驗的級別。從1979年吉林省海龍縣開始為了抵御人參旱情第一次采用機械對參田進行灌溉，至今灌溉形式也還停留在噴灌、滴管等。沒有對人參的需水量進行系統、精準的統計。

本項目所開發的人參智能精準灌溉系統按照人參的需水要求進行精準、智能灌溉。在人參的不同生長階段，通過傳感器原位實時檢測，將數據傳輸至計算機，經計算機分析后，將灌溉指令發送至水泵及電磁閥，達到灌溉要求后，停止灌溉，實現了“按需灌溉”。高精度的土壤濕度傳感器，可以實時監測不同根深的土壤濕度，保證人參在不同生長階段其根系所處位置的水分供給，同時又避免因為過分灌溉導致空氣不足的問題，始終將土壤濕度控制在最佳范圍，保證人參的正常生長，不會發生過量灌溉和灌溉不足的情況。在春夏等季節，還可以通過土壤濕度的實時檢測起到預警澇災的作用，幫助參農及時排澇。本系統還結合日照和溫度等傳感器，根據日照、溫度等因素的變化，通過建立數學模型進行修正，改變灌溉量，實現人參種植灌溉的智能控制。

由于傳統的人參種植都集中在林下、山地作業，地形復雜，缺少動力，因此完全由人工操作。對于灌溉的精準度無法掌握，由于人參對于水分要求非常高，灌溉量過大會導致人參的病害，而灌溉量過低又會導致人參產量下降，因此采用自動化精準灌溉對于人參的種植具有重大意義。

3 人參灌溉技術發展分析

人參是吉林省乃至我國的寶貴中藥材資源，近年來其價格的不斷增長，參農的購買能力逐漸增強，使用先進技術與設備的要求也在不斷增加，研制專用的人參智能灌溉系統的時機已經成熟。

給合國內人參種植的現狀，目前適用的人參智能灌溉系統應滿足如下的配置和功能： 開發的人參智能精準灌溉系統按照人參的需水要求進行精準、智能灌溉；系統還應結合日照和溫度傳感器，根據日照、溫度等因素的變化，通過建立數學模型進行修正，改變灌溉量，實現人參種植灌溉的智能控制。

本項目開發的人參智能灌溉系統，具有成本低、見效快的特點，在投資上遠遠低于韓國最先進的工廠式人參栽培方式，而在效果上卻可以實現其90%的功能，因此具有廣闊的市場前景。隨著我國平原種參的開展，原有的山地、林下種參模式將逐步向平原過度。而平原種參特別適合統一的灌溉管理。采用本項目所開發的智能灌溉系統后，可大幅降低人工成本，可將土壤濕度調整為最適宜人參生長的區間，同時降低人參病害，提高人參產量。

參考文獻

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[2]張立紅.單片微型機算計原理與應用[M.北京：中國勞動社會保障出版社，2000.

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關鍵詞：農業機械；精細化；綠色農業

隨著科技的日益發展，越來越多的新技術被應用于農業生產。我國農業機械逐步向大型化，智能化，自動化，綠色化方向發展。農機新技術在農業的應用，使得農業生產的效率提高，成本降低，并且使得農機安全性與舒適性得到提高，因此，農業機械新技術的應用會越來越廣泛。

1 農業新技術的應用

第一，CAD技術在農業機械中的應用。在農機企業中越來越多的二維交互式繪圖軟件得到了應用，當前，隨著CAD技術的不斷發展，農機行業中三維參數繪圖軟件也開始得到應用。基于特征設計的ProE三維造型軟件已經應用在農業機械設計和制造中，CAD軟件的應用，使得農業機械的生產與零件的配置實現了標準化，促進了農業機械的發展。

第二，液壓技術在農業機械中的應用。隨著新技術的不斷發展，液壓技術被越來越多的應用到農業機械中，基于工業傳感技術，微電子技術以及控制技術的液壓技術，實現了對農業機械故障的監控，農業機械數據的處理與應用方面。液壓技術的應用，使農業機械機器系統的效率大幅度提高，從而使得農業機械的動態特性，動力學性能得到提高，因此，也就使得農業機械的安全性與可靠性提高。例如農業機械中路由變量泵與頂差壓力進行控制的負載系統的應用，實現了對機械負載變化的控制。

第三，智能化，自動化技術在農業機械中的應用。在農業機械設備中，電子智能化，自動化技術得到了越來越廣泛的應用。農機中智能化的應用，使得農業生產實現了精細化。農業機械智能化自動化的應用具有非常重要的作用：①農業機械自動化與智能化使得農業機械作業技術的效率大幅度提高，同時實現了在農業生產中全程監控，通信；②通過農業機械自動化與智能化技術的應用，使得農業生產降低了成本，并且和環境友好共存，因為農業機械自動化與智能化的應用，能夠使得農藥，化肥，燃料以及水資源等得到節約，從而降低了成本，使得環境得到了保護，從而降低了對水體，土壤等的污染；③農業機械自動化與智能化技術的應用，能夠對于土地信息及時獲取，從而實現了農業生產的精準操作；④農業機械自動化與智能化技術的應用使得勞動環境以及操作條件得到了大幅度的改善，通過機械智能化使得機械操作更加方便，安全。

第四，計算機視覺技術在農業機械中的應用。基于圖象處理技術，計算機視覺技術被越來越多的應用到農業機械中。計算機視覺技術在農業生產中的應用，對于提高農業現代化具有非常重要的意義。通過計算機視覺技術實現了對于農業生產中農產品的品質鑒定，利用計算機視覺技術，對于農產品不需要進行接觸，就能夠對農產品表明圖象的信息進行獲取，從而進行農產品品質的評定。和傳統的人工檢驗相比，基于計算機視覺的有著更高的優越性，一方面，其檢測的效率非常高，另外一方面，其檢測的效果和標準也更高。

2 農業新技術的發展前景

首先，為了實現農業生產的可持續發展，實現農業生產與環境的協調共存，要大力發展綠色農業，因此，必須重視農業生產中對于農業的生態環境以及農業的資源能夠有效利用的農業機械的使用。充分利用水資源，農藥，化肥，土壤，能源等農業資源，優先發展具有節能型的機械，微灌，噴，滴等節水灌溉機械，大力推廣復合聯合作業機械以及化肥深施機械的使用。

第二，加大農業生產中新技術的應用，不斷使得農業機械中科技含量提高，在農業機械中要大幅度提高自動化，計算機，機電一體化，智能化等技術的利用程度。確保農業生產效率提高，并且要使得農業機械作業性能得到保證。

第三，提高農業機械品質。在進行農業機械產品的設計時期，為了確保其質量，必須通過CAD技術，不但要求產品的外在造型以及外觀，同時更要注重機械產品的機械處理，耐久性。加強對機械裝機前在質量的檢驗，對于重要的零件，進行裝機前必須進行性能的測試，合格后才能進行裝機。為了確保農業機械產品的質量以及可靠性，必須加強對農業機械品質的監控。

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關鍵詞：數字化；信息采集控制；溫室大棚

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）07-0213-02

從傳統農業方式向數字化現代農業方式過渡階段，在農業生產過程中占據重要作用的是溫室大棚的數字化和智能化，它能最大限度地改變粗放的傳統農業生產經營方式，并大幅度提高溫室大棚的生產功效和產量、質量，推進農業信息化進程的飛速發展，實現“手機或者電腦也能種地”的宏偉藍圖。

在我國農業種植中占比重較大的是溫室大棚種植方式，這樣可以極大地豐富人民群眾的日常成活消費水準，而傳統的溫室種植也可以實現這個目的。但是由于傳統種植方式無論是對作物的種植還是對生長環境的控制基本憑借經驗和感覺來實現，導致溫室種植的效率、產量和質量不夠高。

對溫室大棚采取數字化的智能監控可以免除棚內種植的作物受空間和時間的約束，可以全年沒有間歇的種植和收獲，獲得的農產品產量高、質地優良。根據溫室大棚種植作物的高投入和高產出，以及高效益的特殊生產方式，結合不同作物不同時期的生長需求，對溫室內的環境參數進行適當調控，可以提高作物產量、改善質量，極大提高農產品的經濟效益。

1現階段溫室大棚的國內外現狀

隨著我國農業現代化程度的不斷提高，要求農業生產必須高效產出，因此提高農業設施的科技含量是當前農業發展的重中之重。依據我國“十二五”發展規劃綱要和“農業農村信息化”發展規劃要求，為實現農業生產產業化經營模式的盡快推進，最大程度的提高農業生產的智能化、數字化程度，必須盡快全面實施數字化農業智能監控系統進行環境數據采集和控制，為實現“智慧農業”或“數字信息化農業”提供契機和動力。將數字化環境監控系統應用在溫室大棚的環境信息采集和監測、生產意外情況預警、設施環境智能調控和農作物長勢診斷等領域，可以大大提高農業生產的效率和產量，使得傳統的粗放農業大棚生產方式得到極大改進，為農業生產數字化程度的提高提供高效、科學、合理的依據和支持。

而我國現階段的傳統種植經營管理模式，大部分都是依靠種植者摸索經驗和感覺來實現作物生長期間的通風遮陽、灌溉加濕、溫度調節等各項指標，需要消耗大量人力，實時性差，生產效率低下，一旦判斷有誤或偏差大就會造成資源浪費或者產量減少。也有一部分溫室大棚簡單的實現了數字化但成都不高，只能夠進行基本的溫度、濕度采集，然后根據采集的數據人工實現環境調節，如澆水、遮光或通風等，無法完全實現數字化、智能化。

而且即使實現了智能溫室環境監控系統，仍然存在很多問題。例如對于使用有線傳輸的場合，當溫室大棚面積較大時，布置的采集信息點也較多，因此鋪設的線路也是錯綜復雜的，這樣的情況對于使用和維護都帶來一定的難度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有線傳輸，在溫室內部溫度高、空氣潮濕，土壤和空氣具有較強的腐蝕性，容易損壞通信電纜出現故障，使系統的可靠性降低。

國外的數字化溫室大棚監控系統程度較高，隨著在斯坦福大學召開的基于Internet的遠程監控診斷會議的成功舉辦，基于Internet的遠程監控診斷示范系統被開發并得到了制造行業、計算機行業和儀器儀表行業等多家公司的大力支持。隨著網絡技術的不斷發展，數字化程度較高的控制系統不但在工業領域得到較大的發展，也逐漸的滲透到農業生產的各個領域。而我們原來采用的傳統監控系統不夠精細和高度數字化，已經無法滿足國家社會發展步伐對現代化農業生產的精細要求，因此人們也越來越認識和重視到數字化監控系統在農業生產中的巨大作用，監控系統也發生了很大的改變，正在向遠程監控逐漸過渡，這使得農業遠程監控自踴生產成為現實。

2數字化溫室大棚的實現總體方案研究

數字化溫室大棚為了實現遠程環境監控，必須借助網絡對遠程端進行監視和控制，完成環境參數采集、參數調節、遠程控制和故障恢復等操作。因此系統方案采取基于B/S結構的模型來實現，其中的服務器端運行在Web服務器上，是搭建在主控制端的；而客戶端運行在遠程本地客戶機上，主要用來采集環境信息數據，并進行數據分析。數字化遠程監控系統是以網絡作為通信平臺，以HTTP技術為基礎，充分利用現有的網絡資源，實現信息的實時獲取和實時控制以及信息、資源的合理化配置，能夠簡單、高效的實現系統配置控制目標，也是農業生產中普遍應用網絡實施的遠程監控模式。

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關鍵詞：農田水利建設；節水灌溉技術；農業發展

農業建設與人民群眾之間存在極大的關聯性，作為農田水利建設體系中的重要部分，節水灌溉技術的應用能夠有效地節省水資源，同時幫助農業生產環節節約經濟成本，為農民帶來更加豐富的經濟效益。目前，我國農業節水灌溉技術應用發展的腳步比較慢，時間也比較短，同時存在嚴重的水資源不足問題，導致我國農業經濟建設的實際情況受到了影響，導致我國農業經濟的可持續發展效果不好。因此，相關部門需要對農田水利建設環節中所使用的節水灌溉技術進行深入分析，及時了解其中存在的水資源不足問題，并且充分利用水資源，從而能夠使農村地區的經濟效益得到有效提高，推動農業經濟長期、穩定發展。基于此，筆者針對農田水利建設中的節水灌溉技術進行深入分析，探討相關方面的具體內容。

一、農田水利建設中使用的節水灌溉技術分析

當前農田水利建設環節所使用的節水灌溉技術體現出多樣化的特點，包括渠道防滲技術、管道輸水技術以及微灌節水技術等。首先，在農田水利建設環節，針對渠道防滲技術的應用是比較廣泛的一種技術類型，這種技術的應用能夠有效體現出水資源的實際節約效果，并對地下水進行合理控制，防止在水利發展過程中出現土壤鹽堿化的問題，提高土壤的輸水能力。與此同時，在渠道防滲施工環節使用的工藝要切實保證整體質量，其中混凝土以及瀝青材料相對比較重要。在渠道防滲方面主要使用一種三面光渠道，這種材料的應用能夠使水資源得到最大化地利用，實現節水效果和價值。在農田水利建設環節，為了能夠充分保障渠道防滲的整體性效果，需要將渠道進行合理設計，這會對水量的控制體現出更高的價值，同時使節約水資源的效果最佳。在農田水利建設環節，節水灌溉施工技術的應用，主要通過管道輸水基礎來開展，在這個過程中，節水灌溉技術的實際應用會更加普遍，能夠有效減少水資源運輸過程中存在的蒸發率問題。針對管道輸水技術，需要使水源地以及灌溉區域能夠通過適當的管道完成連接，并且對水源地區的水質情況進行檢測，對其水質作出判斷，使其能夠充分應用到灌溉的環節中，不會影響土壤情況。另外，要保證管道內的水資源不存在其他雜質及泥土，如果發現水資源存在雜質，就需要通過過濾器對雜質進行處理。實現雜質過濾處理之后，需要對水資源基于管道輸水系統進行合理分配，將其輸送到具體的灌溉區域，完成農田水利灌溉工作，實現科學化的灌溉效果。在整體農田水利建設的過程中，相關灌溉技術的應用能夠有效實現節約水資源的目標，同時降低灌溉成本，促進農田水利經濟效益的有效提升。另外，在農田水利建設環節，節水灌溉采取的微灌節水技術也是能夠有效節約水資源的一種具體措施。當前，微灌節水技術的應用比較普遍，需要提前布置好灌水器以及相應的管道，建立網絡體系。同時應當了解到在農業發展過程中，農作物的生長需要基于大量的水分來完成，通過管道的均勻分配，基于最少的水分來促進植物根系土壤的濕潤，確保植物發展過程中能夠具有充足的水資源，提高農作物的實際產量。在水利建設中，微灌節水灌溉技術的應用價值比較明顯，通過灌溉網能夠將水資源輸送到農作物根部的土壤中，并且促進農作物根部的吸收，實現水資源的有效利用。另外，通過微灌技術的應用也能夠使農業生產環節使用的人力資源減少，控制人力資源成本，最終能夠提高農業生產的實際效率，促進現代農業的進一步發展。

二、農田水利建設節水灌溉技術應用中需要遵循的要求

農田水利建設環節，針對節水灌溉技術的實際應用需要始終堅持相關原則，按照農作物的實際類型以及對于水分和土壤環境方面的具體需求來合理選擇節水灌溉技術，針對一些經濟效益比較低的糧食和作物，需要完善地面灌溉方式，投入資金對具體節水灌溉方式進行推廣和應用。除了微灌模式以外，也可以采取滴灌和噴灌的形式，對于節水灌溉技術的使用方式，需要按照實際的農業種植結構和情況來適當調整方案，選擇最有效的節水技術，使農業NONGTIANSHUILI種植和生產過程中整體的結構能夠符合實際需求，切實保障農作物的實際生產質量和效果。

三、農田水利建設節水灌溉技術具體發展趨勢

農田水利建設環節節水灌溉技術的應用，必然會隨著農業生產技術的進一步發展而提高。在現代網絡技術的發展過程中，節水灌溉技術會進一步體現出網絡化的效果，基于各種網絡技術將軟件安裝到計算機系統中，通過網絡計算機系統來控制節水灌溉系統，并且使農田灌溉系統與計算機控制系統實現緊密結合。與此同時，農田水利節水灌溉的管理人員也能夠基于計算機系統來對整個系統進行操作，完成自動化灌溉的要求，規劃和完善整體灌溉流程和方案，調整灌溉的實際順序和數量，最終有效減少一些不必要的環節，實現水資源的節約以及合理化利用。未來農田水利建設中所使用的節水灌溉技術必然會體現出更加智能化的特點，當前傳統的灌溉技術已難以滿足農業生產需求。對節水灌溉技術的應用，必然會和智能化技術緊密融合，體現出智能化的灌溉目標和特點。通過計算機對農田農作物的生長情況作出全面的監控及了解，并且對農作物的水分進行合理計算，最終通過智能化控制對各種環境溫度、濕度以及土壤的水分進行全面性的分析，結合農作物的實際生長狀態完成節水灌溉工作，切實保障節水灌溉技術的實際應用效果。除此之外，未來節水灌溉技術的發展會體現出更加節能化的特點。當前，農業節水灌溉技術的應用已經得到了廣泛的推廣和普及，應用到不同作物的農業生產中，體現出了良好的價值。基于不同的種植環境安排具體的節水灌溉技術，根據農作物的實際生長需求來完成灌溉工作，充分體現出節能灌溉的最終目標，這是促進當代農作物生長的重要方式，同時也能夠充分發揮農田水利建設的實際價值。

四、農田水利建設的具體發展措施

（一）對農田水利建設產生更加客觀的認識

20世紀以來，我國開始重視農田水利工程建設，這在農業生產中發揮著重要的作用。但是，在農田水利工程中，農業設備長期使用會產生嚴重的磨損情況，這種磨損會導致農田水利設備不斷老化，導致實際應用效果降低。與此同時，具體的配套設施建設也不是十分完善，導致農田水利設備應用價值降低，影響了農業生產的效率。在此基礎上，充分重視農田水利建設的實際價值，了解現代化農田水利工程對農業發展產生的重要效果，能夠在一定程度上促進農業設備的更新以及完善。

（二）在農田水利工程建設中加大投資

政府對農田水利建設工程缺乏認知，投入力度不足，導致農田水利設施難以適應當前農業發展的客觀需求。在此基礎上，需要采取更加有效的措施，提高農田水利的投入以及建設力度，加大農業財政的實際應用效果，幫助農村地區基于農田水利建設來獲取相應的優惠，進一步發展農業。與此同時，重視社會成本的投入，豐富農業投資的形式，解決農業發展過程中存在的資金問題，促進農業建設的發展以及水利工程的有序建設，不斷提高農民的生產積極性。

（三）重視政府部門的指導

農田水利工程覆蓋眾多的領域和范圍，在農田水利工程的實際建設環節體現出政府的指導性作用。要求基層政府部門能夠按照其具體職責要求實現對農田水利工程建設工作的有效管理，制定更加合理的發展規劃，了解水利工程建設環節存在的具體問題，對其實際的情況進行監督，防止影響農田水利建設的效果。

五、結語

總而言之，在農田水利建設環節，節水灌溉技術的應用體現出重要的價值，能夠提高水資源的利用率，同時也能夠促進農業的進一步發展。節水灌溉技術體現出多樣性的特點，具體應用中需要結合實際情況采取相應的技術措施，更好地提高農業生產的實際質量，為社會帶來更多的經濟效益。

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豬吃了什么？生過什么病？屠宰檢疫是否合規？這些在以前很難追蹤的信息，如今只要掃描一下檢疫證上的二維碼，就能輕松獲得。這得益于物聯網在農業領域的應用。在上海，8個市境道口都建立了供滬動物及動物制品檢疫監督信息管理系統，掃描一下二維碼，就能實現疫情實時分析和預警、產地檢疫、屠宰檢疫等環節的信息化管理，有效防止了輸入性疫病的發生。

在光明米業10多萬畝的水稻種植基地，農民無需下地就能了解稻田的土壤溫濕度、酸堿度等情況，哪里需要灌溉，點幾下鼠標就能實現。不僅如此，在這片物聯網綜合應用示范基地內，水稻的生產、加工、倉儲、物流、銷售，已經實現了全程智能化管理，解放了勞動力，還降低了生產成本。相關負責人介紹，應用物聯網技術后，平均每畝可增加效益60元，其中減少生產管理成本30元，降低農藥、化肥等生產資料投入15元，產值提高了15元。10萬畝水稻生產物聯網綜合應用示范，每年可增加效益600萬元。

從物聯網獲利的不只有種稻農民，還有水產養殖戶。有了物聯網設備，水質可以在電腦屏幕上監測，增氧可以依靠智能增氧機，甚至投餌都實現了智能化，養殖戶們再不用冒著高溫下塘勞動。目前，上海的水產養殖物聯網綜合應用示范基地，已經實現了水產養殖便攜式精準管理，減少了人力成本，還降低了養殖的意外風險。

物聯網的應用也讓上海市民的“菜籃子”更安全。上海市200多家蔬菜標準園的6萬多畝蔬菜種植基地內，蔬菜已經有了“身份”。每一包蔬菜的采收、施肥、用藥、灌溉、農藥檢測等信息都被記錄在電子標簽中，消費者只需要掃描包裝上的二維碼，就能了解到蔬菜生產的所有信息。如此透明的信息公開讓生產者更有壓力，相關部門的監管工作更便捷，也讓百姓餐桌上的蔬菜更安全。

據了解，上海目前已建設了10個農業物聯網應用示范基地、10家農業物聯網應用示范企業和3個市級以上重點實驗室或工程技術中心，“智慧農業”的示范成效已經開始顯現。上海市農委相關負責人表示：“上海將繼續堅持以農產品安全監管為重點應用領域開展示范，力爭到2015年，形成區域試驗工程國內領先的農業物聯網。”