山东省单县南城街道办事处 274300
摘要：文章介绍了节水智能灌溉系统的应用，分析认为灌溉系统借助移动互联网、大数据以及GPRS/CDMA等技术，实现了智能化，为科学灌溉提供了更多的帮助。
关键词：节水智能；新型农田；水利工程；灌溉系统
传统灌溉方式往往根据以往经验来确定灌溉水量，易导致水资源浪费或无效灌溉等情况，不利于实现精准且高效的灌溉。现阶段，节水智能灌溉技术的应用，实际是指参考土壤吸力等各种参数，根据农作物不同的生长要求，综合考虑当地的地理环境，通过应用智能仪器控制灌溉装置，从而实现高效灌溉。
1、新型智能灌溉技术的概述
新型灌溉技术是建立在先进的节水技术和农业理论基础上所形成的一种灌溉方式，是我国农业经过理念发展所形成的一种高水平的产物。通过应用各种新型的灌溉技术，可以利用最少的水资源，获得最大的农作物产出。调查显示，在西方发达国家中，农业用水占国家用水总量的50%，而我国的农业用水占比明显高出该值。目前我国人均水资源占有量较少，水资源的应用存在着地域分布不平衡的问题，正因如此，新型灌溉技术的推广和应用十分有必要。近年来，随着国内生活和生产用水需求量的增加，农业用水相关主体机构必须加大对新型灌溉技术的推广和应用力度，提高农业用水的灌溉效率及灌溉保证率，进而促进我国农业和谐可持续发展的同时，高效节约水资源。概言之，节水智能灌溉技术的应用可真正地实现用最小的水获得最高的农作物产出，提高农田的经济效益和生态效益，同时还能够大幅度地缓解国内农业用水短缺的问题。
2、灌溉智能系统在新型农田水利中的总体设计
（1）通过应用多深度土壤水分传感器对多个监测点进行连续监测，针对同一个地点，对不同深度的土壤进行监测，获取农作物根系附近的土壤墒情数据，为智能灌溉提供科学的灌溉决策。（2）通过实时监测获得土壤连续的变化曲线、土壤含水率、土壤温度、地表温度等数据，结合气象卫星数据以农作物需水规律，进行数学模型分析，科学地预测未来的降雨量与作物需水量等信息，为灌溉的开始及持续时间、灌溉周期及每次灌溉量的决定提供正确的依据。（3）灌溉系统还可以对电磁阀开光的运行状态、阀门开度、水泵等运行状态进行实时性的监测，为灌溉目标的执行提供依据。同时，备份的数据还可为以后区域的灌溉定额修正提供科学的指导。
3、智能灌溉在新型农田水利中的应用
3.1田间信息监测单元
田间信息监测单元的主要作用是对以下参数进行监测：土壤墒情、土壤温度、灌溉流量和地表蒸发量。
其中，通过采集土壤含水率可以正确地判断农田是否处于缺水的状态，而通过监测土壤蒸发量和降雨量可以判断农田灌溉需水量。具体来说，有以下三点。（1）田间信息采集。通过传感器采集土壤墒情、降雨量、温度、流量等信息，并上传至数据中心备份及存储。（2）通信组网。该系统需采集的数据全部为文本数据，所占带宽小，传输速率要求低。故可应用ZigBee实现传感器与控制器间的组网，而应用GPRS/CDMA无线网络可实现控制器与远程决策监控平台间的组网。ZigBee无线网络具有低功耗、距离短和成本低等一系列优势，适用于监控点较为密集布线难度较大的场合；而GPRS/CDMA网络的应用往往不会受到距离的限制，通信程度更加可靠，且可以让底层的ZigBee网络与Inter-net网络更加安全地连接。（3）供电系统。因田间区域不能设置线缆，再加上ZigBee无线模块和田间传感器的运行功耗情况较低，所以可以应用高性能铿电池供电，而对于气象监测站、控制器以及GPRS/CDMA无线模块则需要采用太阳能板供电，电磁流量计与水泵共用电源。
3.2控制灌溉单元
灌溉控制单元主要由电磁阀控制阀门开关以及水泵构成，系统主要通过无线方式实现阀门、水泵开闭。通过水泵控制器和电磁阀来控制控制阀门开启度与水泵的转速，扬程及流量。在智能灌溉决策系统中，通过GPRS/CDMA将执行命令发送到田间控制器，控制器识别命令的后传输给水泵控制器、电磁阀，实现对上述各种设备的控制，从而真正完成灌溉的全自动控制[2]。为了避免系统出现故障或者问题，灌溉的过程中，现场控制器通过对阀门的开度状态、水泵以及电磁阀门的开闭状态进行实时性的监测，然后将监测到的结果反馈到灌溉决策平台，真正实现闭环反馈和科学决策。
3.3智能决策监控平台单元
中心软件平台的建设依赖于前端基础系统的设计，但又保持着相对的兼容性和扩展性。随着技术的发展，前端采集和测量的技术、设备会更新变化，但获取数据的需求没有变，利用这些数据辅助决策、解决问题的管理目标也没有变。中心软件平台主要解决三类问题：第一，作为基础信息数据库，为各类数据提供进入系统的接口，包括地图数据、前端水文传感数据、气象数据、舆情数据等，对数据进行整理、归档和存储利用，实现水利情报的汇集和电子化。第二，作为灌区日常业务的信息化办公平台和信息公示平台，提高灌区日常工作的效率，拉近和涉水群众的距离。第三，实现科学管理的目标，在系统夯实了数据基础并承载了业务流转功能之后，可以借助信息化手段为决策领导提供丰富的情报信息，如利用趋势分析、统计报表、危机预警、模拟演练等功能，辅助决策者实现科学管理。
4、结束语
综上所述，与传统的人工灌溉模式相比，智能灌溉系统具有省水、节能、省工等优点，可以在一定程度上解决灌溉过程中人为因素的不利影响，从而提高灌溉过程的科学性和合理性，真正实现水资源的高效利用和农田的增产丰收。对此，相关机构要充分发挥计算机的数据处理和分析能力，实时采集农作物生长等相关数据，分析灌溉系统的运行状态，以大数据调查结果作为依据，制定科学合理的灌溉计划，确保其可精准地执行灌溉指令。