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丰南区在2008年开始建设农田灌溉监测系统，2010年9月列入全国第二批小型农田水利重点县项目区。项目建设之初，丰南区就确立了工程节水与管理节水一体建设的目标，把农业灌溉用水监测纳入项目建设之中，与管灌工程建设紧密结合起来，实现了农业灌溉的自动化、智能化管理，由传统粗放管水农业向现代化精准用水农业转型，取得了很好的效果。农业灌溉监测系统的建设，监测中心是关键，是整个监测系统的中枢。为此，丰南区建立了2个中心，一个在局机关，另一个在唐山海森电子公司（企业自建），两个监测中心并行，同时监测，数据共享。通过几年的运用，达到了如下目标：一是建成了全省第一个县级农业灌溉监测系统。以监测中心为中枢，智能控制柜为监测点，形成了灌溉监测网络。二是实现了对农业灌溉各种数据的适时监测，利用数据指导农民灌溉。到2012年底，全区共有农田机井8126眼，目前安装机井智能控制柜2700多套。机井灌溉智能控制柜设施安装率达到30%以上，初步形成了农用机井灌溉数据信息采集及分析。
3.农业灌溉智能化系统应用效果
及注意事项农田灌溉监测系统的建设，以机井智能控制柜为载体，全面提升用水计量设施。以机井智能控制柜替代传统井房是建设灌溉监测系统的突破口，智能控制柜与传统井房相比具有占地少、投资小、快速安装、使用简便且安全可靠、计量收费公平、准确、可重复使用等优点。通过实际运用，达到了如下目标：一是工程形象面貌焕然一新。整齐划一、新颖别致的机井智能控制柜替代了破旧的老式井房，使整个工程的可视性大幅度提升。二是实现了单一用电计量向水电双控计量的转型。改变了过去IC卡单一计量电量的方式，使农民可以直观地看到用水情况，增加农民的节水意识。三是操控方便。经过简单的培训，农民可以熟练掌握使用方法。根据灌溉周期及个人时间要求，随时进行浇地，改变了过去排队浇地，争水、抢水的现象。四是提高强制管理手段，实现用水、缴费自动结算，解决长期存在的农业灌溉收费难的问题，也为开征农业水资源费打下了基础。五是大面积推广机井智能控制柜，为全面建设灌溉监测系统奠定了物质基础。农业灌溉智能监测系统的应用，为农业灌溉自动化管理提供了良好的信息平台，同时，也存在一些问题，一是现在部分务农人员年龄偏大，利用智能手机操作有一定困难，需要技术培训和指导。二是在防偷仿盗方面需要加强管理。三是全面普及需要投入大量资金，目前，国家没有针对农业灌溉智能监测系统的专项资金，致使农业灌溉智能监测项目发展缓慢。
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我国水资源总量丰富，但人均占有量不足世界人均值的1/4，作为农业大国，农业用水占据全国总用水量的70%以上，日益严重的水环境污染和水资源浪费，更加剧了水资源的缺乏，使得用水矛盾更加凸显。随着水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水措施[1]。
喷灌法、微灌法、渗灌法等，都是为解决水资源不足、提高灌溉水利用效率而发展起来的现代化的高效节水措施[2-3]。然而与节水农业发达的国家相比，我国的喷灌、滴灌占有效灌溉面积的比例极低，且自动化、智能化程度不高，这与我国水资源严重紧缺的形势不相适应。
1 国外智能化节水灌溉技术的研究
智能化灌溉是为了能更加高效的利用水资源，达到最优的节水增产目标，把生物学、人工智能、微电子等多种高新技术结合到节水灌溉技术中，按照不同作物对水的需求量不同进行不同水量的灌溉。
其中智能化灌溉控制器是智能灌溉的核心，能根据降雨量、当前温度、历史用水情况，以及土壤含水量等要素，自动调整灌溉运行时间[4]。
随着现代工业向农业的渗透和微电子技术的应用，国外的设施农业也不断地向智能化方向发展[5]。雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司在20世纪80年代成功研制了智能化中央计算机灌溉控制系统，并且随着计算机硬件、软件的飞速发展，该系统也得到了越来越多的应用。
国外节水灌溉技术发展较早，已经形成了一定的规模，加上他们利用先进的电子计算机技术实现了对灌溉控制的自动化管理。其中又以美国、以色列、澳大利亚等几个国家最为突出。
美国瓦尔蒙特工业股份有限公司和ARS公司联合开发的一种红外湿度计能够自动读取作物叶面湿度，并将其反馈给中央控制器，然后通过电脑对灌溉系统发出灌水的指令;以色列极度缺水，通过全国铺设管道输水来降低输水损失，并大量采用喷灌、滴灌技术，通过家庭计算机和无线控制技术对灌溉实行自动化的管理使得其灌溉水有效利用系数达0.9以上[6-7]。
2 国内智能化节水灌溉技术研究现状
我国的节水农业根据我国国情，在科技工作者不断地推陈创新中形成了自己的特色和优势，但在现代化的信息技术、现代工业、人工智能的利用上与发达国家相比依旧存在差距。在农业节水灌溉技术上缺乏竞争力。
自1990年起科技部通过863计划，我国就开始实施农业节水智能化示范区的工程建设，近些年来智能化节水灌溉已有所发展。
北京市第1个农村节水灌溉计量信息化管理的示范区通州区，于2010年建成实现了村级农业用水的智能化计量管理[8];云南省昭通市昭阳区的智能化灌溉苹果园，利用电磁阀实现了对园内滴管、微喷设施的远程控制[9];
唐山市丰南区的智能井房建设更是做到了计算机与遥感技术、传感器等的结合，联系农业部土壤墒情、气候预报，做到了更加精准的农业灌溉[10]。这些智能化的灌溉及管理措施给当地供水部门的工作带来了便利的同时也极大地提高了农业用水的效率，也实现了农业的增产增收。
虽然智能化节水灌溉在我国已有所探索并在局部地区开始应用，但这些只是局部小范围的，而且靠大量的财政扶持，尚没有形成一个完整的产业体系，也没有做到大范围的推广。
3 智能化节水灌溉的必要性与趋势
2012年国务院办公厅印发的《国家农业节水纲要(2012-2020年)》[11]给出了到2020年农田灌溉水有效利用系数达0.55以上发展目标。截止2013年底，我国高效节水灌溉面积为1.42×107hm2[12]，根据相关部门预测，到2030年底我国缺水量将高达1300～2600亿m3，其中农业缺水量达500～700亿m3。
而且我国水资源分布极不均匀，在地域上南多北少、东多西少，在时间上雨季旱季明显，占耕地面积60%以上的北方水资源量只有20%左右。
“十三五”规划中，我国要新增高效节水灌溉面积0.067亿hm2，农田有效灌溉面积达0.67亿hm2以上。如何解决缺水与灌溉面积增加之间的矛盾，来缓解水资源紧缺的问题，实现作物高产稳产，这就需要在灌溉系统中合理地推广自动化控制，并逐步提高节水灌溉的智能化水平。
就目前而言，我国智能化节水灌溉技术还处于初级发展阶段。与节水农业发达的国家相比，我国农业节水灌溉现有水平不高，在引进的自动化控制器中大多不能适应中国的实际情况，不仅如此，高昂的价格更是阻碍了在我国的推广[14-16]。
在国家对农业发展要求和农业用水紧缺的矛盾中，高效的、自动化、智能化的节水方式应该成为我国农业节水灌溉的发展目标。而发展的相对滞后也带来了潜在的巨大市场。
4 结束语
水资源短缺与水污染严重是世界性问题，农业是用水大户，如何解决农业用水浪费、提高灌溉水利用率是世界各国面临的共同问题。在现代工业的支撑下，现代农业节水灌溉技术也在向着智能化方向发展。
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1.械智能化的含义及意义
1.1农业机械智能化的含义
首先智能化作为现代科技的主流趋势，将其应用于农业领域。精确来说，是指在动态环境下，将农业技术与先进的电子信息技术相结合，利用计算机系统将传感器接收到的信息进行逻辑运算、然后发出指令来控制农机精确完成各种动作，从而实现农业生产和管理的智能化。
1.2农业机械智能化的意义
装备微型计算机的农业机械有比普通农机更强大的功能，属于高科技产品。优点如下：第一，极大的提高了劳动生产率和农业资源的利用率，降低了生产成本，减少了化肥，农药和石油的投入;第二，功能强大，不仅可代替传统农机进行实际作业，还能根据产量信息，气候信息等对下一季度的生产进行预测，对农业生产具有指导作用;第三，智能型农机具有通用性，即多功能性，一台智能型农机可同时具备普通农机所具有的功能，可以在各种环境下进行作业;第四，安全性好，可靠性高。由于智能型农机拥有中央处理器(CPU)及多种传感器，可以随时监测环境信息，因此只需人为地对这些数据进行分析处理，避免了实际操作农机而伴随的危险性;第五，环境保护，随着农业化学药品所带来的危害性日益增加，智能型农机的使用可以有效解决这一问题。
2.国外发达国家智能型农机发展状况
简单、传统的农业机械存在着能源浪费、功能单一等问题。因此，节能型农机的开发和使用显得十分必要。目前，国外发达国家农业已基本实现机械化覆盖。截至当前，美国农业已达到高度发达的农业机械化、智能化水平，整体呈现规模化、集成化、专业化发展。平均每家农场拥有机械总值高达10万美元，折合约70万人民币。澳大利亚以其传统的畜牧业为主，现已完成对畜牧生产全过程的机械化，农业机械呈现高智能化，节能化，高效化，覆盖从草场的种植、收割、翻种，到奶牛的养殖、挤奶，全部由智能型农机及农业机器人完成。德国的农业现代化水平很高，结合其发达的自动化技术，将所有的播种机、除草机、喷水机、收割机等由一台电脑全程操纵。不仅提高了作物产量，而且大大压缩了生产劳动环节，现在从事农业生产的人员都需具备极高的科学素养和过硬的机械操作水准。
3.智能型农机的应用实例
3.1耕作机械智能化
美国Trimble公司所研发的TrimbleHV401激光平地机，应用农业激光平地系统对土地进行平整操作。与传统的平地机相比，利用激光技术翻整过的农田翻整精度高达数倍。通过激光发射机发射光信号覆盖农田，以覆盖过的田面为平面基准(可倾斜)，当接收器收到光信号后，会向位于刮土铲上的控制箱传输信息，并由控制箱发送指令控制液压系统，完成对土地的高精度翻整。
3.2收获农机智能化
与传统的自走半喂入式联合收割机不同，现代谷物联合收割机采用圆弧状豪华驾驶室，鹰眼型水晶真空灯，加宽底盘，使清选面积更大，收割、脱粒效率更高。美国农场设备制造商卫西.弗格森将计算机系统应用与联合收割机上，更是开创了收获型农机的新领域。利用中央处理单元(CPU)，在收割的同时记录田地间各区域的产量，由此来制定不同季度的种植计划以及原料、肥料投入比率，使生产效率大大提高。
3.3灌溉机械智能化
位于中东地区的以色列不仅长年战乱且气候干旱，水资源严重缺乏，但依靠领先于世界的灌溉技术，因此保证了农业的良好发展。由于用水困难，节水农业是以色列发展农业的唯一路径。十几年前，以色列首次将自动化技术应用于灌溉技术中，由最初的一个简单的单片机发展到现在可同时进行灌溉、施肥、监测、报警的多功能自动灌溉系统。目前，由Eldar-Shany公司生产的智能灌溉控制系统(ElgalAgro)是世界上最先进的农机控制系统，可以应用于大型农场、果园、田园的灌溉，且灌溉精确，效率极高，并同时拥有施肥及过滤器反冲洗等工作。另外，澳大利亚HardieIrrigation公司的一系列自动灌溉系统也十分具有代表性。
3.4农业机器人的广泛使用
农业机械化是衡量一个国家农业现代化水平的重要标志，而农业机器人技术则更能反映一个国家的农业科技创新水平。发达国家对农业机器人的研发起步较早，投资较大，因此，水平也居于世界前列，如澳大利亚的剪羊毛机器人，荷兰的挤奶机器人，法国的耕地和分拣机器人，西班牙的采柑橘机器人等。但目前，农业机器人还面临智能化水平不够完善，不能满足生产需要，开发难度大等问题。
4.我国的农机发展前景
科学技术部《“智能农机装备”重点专项2017年度项目申报指南》中指出，农业是国民经济的基础，其根本出路在于机械化，农业机械化是农业现代化的重要标志。智能农机装备代表中国农业先进生产力。当前，我国农业现代化发展迅速，农机装备供应与需求矛盾更加明显。因此，加速农业技术创新，转变发展方式，优化产业升级成为当前中国农业发展的迫切需求。
参考文献
[1]《“十三五”国家科技创新规划》
[2]《国外智能化农机装备简介》，郑文钟，2016年
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智慧灌溉施肥控制系统主要包括四个部分：水源、中心控制组件、管网系统和灌水器。其中中心控制组件包括水泵、过滤器、灌溉泵、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备和自动化控制设备。管网系统包括各级主支管道，各种口径的管道控制阀门，排污设备，田间枢纽，毛管等。金福腾智慧灌溉施肥机采用模块化设计，可以根据现场需要进行扩展，最多可以控制200路电磁阀门，及使用200 个灌溉程序对灌溉进行智能化管理。同时可以自由添加各种相关模块，比如气象站管理系统、温室管理系统、GIS地理信息管理系统等。
金福腾智慧灌溉施肥系统相比于将肥料溶于水，人工淋施、浇施等形式，属于水肥一体化的高级作业模式，是基于物联网的远程智能灌溉施肥控制系统，可精确的，集约化的管理对植物的灌溉施肥，可实现节水60%、节肥50%，增产30%的目标。随着灌溉施肥规模的扩大，传统的人工作业模式将逐渐无法满足灌溉施肥要求，而智能化的灌溉施肥控制系统使灌溉施肥作业更加便捷化，系统的应用削减了巨大的人力成本，越来越受到人们的青睐。
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随着我国经济、社会的不断发展，我国对各种农产品的需求量也在不断增加，在这种情况下必须不断采取措施提高农业生产的效率和质量，满足我国对农产品日益增长的需求，推动我国经济、社会的平稳、可持续发展。
1在现代农业机械中应用智能化技术的意义
农业是我国社会、经济发展的重要支柱型产业，与我国人民的日常生活密切相关。我国农业发展历史十分悠久，距今已有数千年的历史。我国最早期的农业生产是依靠人力进行的，后来逐渐使用耕牛等牲畜进行农业生产，这种农业生产方式的效率非常低，人和牲畜的劳动强度也非常大。随着人类社会、经济的不断发展，在农业生产过程中逐渐出现收割机、播种机、脱粒机等农业机械，取代了传统的人工劳动，使得农业生产的效率得到了极大提高。随着我国信息化技术、机械化技术的不断发展，传统的农业生产方式已经无法满足我国农业生产的发展要求，迫切需要提高农业生产过程中的机械化水平、智能化水平，实现农业机械的自动化生产，解放传统的劳动力，减轻农民的负担，提高农业生产效率，提高农作物产量。近年来，我国农业机械化得到了十分迅猛的发展，各种农业机械逐渐走进广大农民的生活，对农业生产的发展发挥着重要的推动作用。目前我国农业机械的使用率在飞速提高，农业生产已经具有较高的机械化水平。在这种背景下，我国政府大力推动智慧农业的建设和发展，不断采取措施提高农业机械的智能化水平、自动化水平，希望能够依靠智能的农业机械来解放农村劳动力，提高农民收入水平，推动农村经济发展。2018年国务院提出，应当在农业机械中大力应用大数据、物联网、卫星定位等先进技术，顺应我国农业发展趋势，推动我国农业的不断发展。通过在现代农业机械中应用智能化技术，可以促使农业生产资源、劳动力利用率不断提高，减少农业生产对环境所造成的污染和破坏，在提高农业生产经济效益的同时还可以提高农业生产的环境效益，实现经济、环境、社会三者的协调、可持续发展。应用智能化技术的现代农业机械功能更加齐全，许多依靠人力难以解决的问题都能够得到有效解决，农业生产效率得到了极大提高［1］。与传统的农业机械相比，应用智能化技术的现代农业机械运行的安全性、可靠性更高，在运行过程中可以自动监控运行状态，实现对故障问题的自我诊断，当出现故障问题时可以及时通过系统进行预警，农民可以及时明确农业机械的故障问题，并对故障问题进行解决，避免故障问题进一步扩大而阻碍整体农业生产的顺利进行。此外，应用智能化技术的现代农业机械还可以对气候、环境信息进行实时监控，根据收集的气候、环境信息以及目前的实际产量对接下来的农业生产活动进行预测，根据农作物具体的生长情况、周边的环境因素制定下一阶段的农业生产计划，确保制定出的农业生产计划有着极高的科学性、合理性。
2现代农业机械中对智能化技术的应用
2.1新能源技术
在现代农业机械中应用新能源技术，主要是加强对风能、太阳能等的利用。太阳能作为环保、可再生的能源可以为现代农业机械的运行提供动力，并可应用到农业生产的病虫害防治、农作物的灌溉和种植等领域，可以推动农业生产效益的有效提高，减少农业生产过程中对环境所造成的污染。如，利用太阳能技术建立光电温室大棚，为大棚中各种农作物的生长提供电能、热能;利用太阳能技术研发诱虫灯等设备应用到农业生产当中，可以及时杀灭各种害虫，避免农作物出现病虫害问题。传统农业生产过程中大量使用农药、化肥所造成的农药残留、土壤肥力降低等问题也可以得到有效解决。此外，还可以利用太阳能技术构建太阳能制冷器、集热器、真空平板等设备，将太阳能转换成机械能、电能，为农业机械运行提供动力，太阳能制冷器可以降低农业机械运行温度，避免农业机械由于过热而引发一系列的故障问题，确保在高温天气下农业机械仍然可以稳定运行。对于风能的利用主要是构建风力发电设备将风能转换成电能，为农业机械运行提供充足的电力，有效降低农业机械的运行成本，提高农业生产的经济效益［2］。
2.2自动控制技术
在农业机械中应用自动控制技术，可以有效提高农业机械运行的自动化、智能化水平，构建完善的农业机械自动运行监控网络。可以将自动控制系统、电子监视系统安装到各种农业机械内部，在主要农业机械的驾驶室中安装智能显示屏并与其它农业机械的自动控制系统、电子监视系统相连接，实现对农业机械运行的实时监控。澳大利亚等国家依靠传感器技术构建了农作物自动监测与管控系统，能够及时收集光照强度、温度等环境数据，并将收集到的环境数据传输到计算机中，经过计算机的分析处理后传输到调节装置，调节装置根据计算机传输来的数据指令实现对农作物生长环境的自动调节。
2.3计算机视觉技术
在农业机械中应用计算机视觉技术，主要是依靠摄像机、计算机等设备对人的视觉功能进行模拟，代替人去识别、监控、测量不同的农业目标。田间作业环境比较复杂，环境因素众多，并且依靠人的视觉对农作物生长方向、位置等进行确定十分困难。而依靠计算机视觉技术可以无视复杂的田间作业环境，全面收集田间的各种环境因素，对农作物生长方向、位置进行迅速、准确地识别，后续还可以根据识别到的农作物生长方向、位置来对农业机械的运行路线进行规划，切实提高农业生产的效率和质量。计算机视觉技术还可以应用到农产品的检测工作中，只需要采集农产品的图像就可以对农产品进行精准检测，不需要和农产品产生接触，不会对农产品造成损坏。
2.4电子智能化技术
在现代农业机械中应用电子智能化技术，可以提高农业生产的精细化、精准化水平，实现农业生产各个环节的精准进行。西方发达国家在农业机械中应用先进的智能技术，并结合各种电子信息技术构建了智能化的农业机械控制系统，研发出各种能够智能采摘、收获、播种的机械设备。以色列利用电子智能化技术、自动控制技术研发出自动灌溉系统，能够自动进行灌溉，并自动对农业生产过程进行监控，灌溉的精准度得到了极大提升。德国研发出可以与智能手机相连接的电动小型拖拉机，大型农场主可以通过智能手机对电动小型拖拉机进行控制，对其驾驶室事先进行预热或制冷。
2.5GPS导航技术
GPS导航技术有着操作简单、成本低、效率高的优点，在农业机械中得到了极为广泛地应用。日本依靠GPS导航技术研发出无人驾驶的拖拉机，能够自动从仓库中驶入农场，并且这种无人驾驶拖拉机还应用了GPS测量技术，定位的精确度非常高，能够严格按照规定的路线运行。美国等国家在小型无人机等机械中应用了GPS导航技术，事先在导航系统中设置好小型无人机的飞行路线、速度、高度，通过小型无人机来进行农药的喷洒，农药喷洒的效率得到了极大提高，农药对农作物的穿透性也变得更强，效果得到了极大提升。
3推动农业机械智能化发展的措施
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水稻品质的优劣不但取决于水稻的品种，更重要的是它的生长环境。
通河县地处第三积温带，属温带大陆性季风气候，年均气温2.4℃，年均降水量610毫米，全年日照时数2487小时，无霜期年均120天。
通河土质肥沃，黑土层厚，是富饶的农业区。通河境内河流纵横，泡泽星罗棋布，松花江流经通河县域123公里，县境内有大小河27条，年均径流量15.2亿立方米。全县有大小沼泽275个，小型Ⅰ水库8座，小型Ⅱ水库4座，塘坝820个，加上可开采量1.1亿立方米的地下水，全县水资源总量达16.3亿立方米。
大自然的慷慨赐予，奠定了通河水稻产业发展基础，水稻种植面积不断扩大，稻米品质不断改良。2013年，通河水稻种植面积已经发展到135万亩，平均单产为每亩550公斤，总产量达到14亿斤。其中，有机水稻种植取得认证面积2万亩，绿色水稻达90万亩。
水利命脉 蓄提并重做保障
自打2005年当地修建了依山灌区乌鸦泡提水站后，乌鸦泡镇依山村农民李义就再不愁水稻卖不出好价钱了――他家的几十亩水田用上了松花江水，不但自家稻田用水有了保障，还比原来井水灌溉提高了稻米质量。当地的依山村、五四村、岔林河农场等6万亩水田都用上了松花江水。
为进一步扩大水稻种植面积，提升稻米品质，近年来，通河县在农田水利建设上加大了控制性水利工程建设力度，依托松花江及大型水库，建提水泵站，修渡槽沟渠，引江河湖泊自然水资源灌溉水田，取得了良好效果。
据了解，为充分利用松花江水，该县拟沿江建设6个提水泵站。目前，该县境内松花江沿岸已建成太阳谷、依山两处大型提水泵站。洪太、中兴、东部灌区的沿江提水泵站建设已纳入“十二五”水利发展规划。总投资1.6亿元的太阳沟现代农业示范园区内的浓河镇提水泵站及灌区配套工程已经完工。负责此项工程的县水务局副局长孙为民介绍，太阳沟现代农业示范区工程采用现代化的控制管理设备，实现灌区科学配水调度，设计灌溉面积为5.12万亩，可改善现有2.1万亩水田灌溉条件，增加水田面积3.02万亩，示范区年可增加粮食产量940万公斤，增加效益2500万元。
围绕种植业结构调整，扩大水稻种植面积，提升稻米品质，通河县着力加大了控制性水利工程建设，松花江沿岸太阳谷、依山两处大型提水泵站设计灌溉能力达15万亩，二甲沟水库中型水库已完成前期工作。另外，洪太、中兴、东部灌区的沿江提水泵站建设已纳入“十二五”水利发展规划，这些条件均为稻米产业发展提供了水利保障，规划到2016年全县水稻种植将达到160万亩，比目前扩大25万亩。
智能工厂 浸种催芽育壮苗
望着稻田内齐刷刷的秧苗，三站乡一村残疾农民高东华心里乐开了花，水稻工厂刚育完秧苗，县残联包村干部付国辉、吴小燕就来到他家，帮着插了3天秧苗，让他家的20亩水稻没误了节气。
水稻智能化育苗园区建设是实现水稻增产的重要举措。为加快发展水稻生产，2010年以来，该县相继在通河镇、祥顺镇、富林乡、三站乡建成了4处高标准智能化水稻育苗园区。
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我国是世界严重缺水的国家之一，农业是用水最大用户，农业用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，而目前我国农田水分利用率和水分利用效率都比较低，其中农田灌溉水的利用率平均仅为40%―50%左右，农田对自然降水的利用率仅达到56%；农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右；旱地农田水分的利用效率为0.60―0.75 kg/m3。根据权威部门的预测结果，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300亿―2600亿m3，其中农业缺水500亿―700亿m3。加快发展节水高效农业，不仅是解决我国水资源短缺、实现水资源高效利用的有力保障，同时也是保障粮食安全、生态安全和水资源安全的重大基础战略，可以大幅度增加农民收入，有力地推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和深远的意义。而当前我国在节水灌溉方面还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程自动控制系统，但只是小面积的局部控制。真正具有扩展功能的大规模灌溉工程的计算机监控系统应用还不多见。
灌溉自动控制模式与人工控制力式相比，具有节省水、肥、能量、杀虫剂、人工等优点，并可基本消除在灌溉过程中人为因素造成的不利影响，提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理和先进灌溉技术的推广。同时通过灌溉控制器适时、适量地灌水，提高农作物产量，有利于我国广大农村劳动力的转移和农村经济结构的调整，同时，对环境保护也起到一定的作用。
一、国外灌溉自动化技术的发展状况
随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施。发达国家在生产实践中，始终把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生产效率、水资源的再生利用率和单方水的农业生产效益作为研究重点和主要目标。这些发达国家从最早的水力控制、机械控制，到后来的机械电子混合协调式控制，到当前应用广泛的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便。
1、 电气信息技术在灌溉控制中的应用
30年前，沟灌和漫灌几乎全靠人力，自动化技术未能应用到灌溉工程中。真正的计算机控制灌溉源于以色列。该国最初把自动化控制技术应用到灌溉中的原因是：以色列足一个极其缺水的国家，从自然条件上讲必须发展节水农业；另一方面是出于中东安全的考虑，以色列人想通过自动化控制技术在家里控制农田灌水，减少由于武装冲突带来的危险。最初的灌溉控制器是一个简单的定时器，这可以看做是灌溉控制自动化的第一阶段。随着控制技术、传感器及水的发展，以色列开发了现代诊断式控制器，这种控制器把以前不能采集到的信息通过不同的传感器来获得，通过互联网、远程控制、CSM等来实现数据传输，然后通过计算机中的一些模型来处理信息，做出灌溉计划。
2、人工智能在灌溉中的应用
由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较大，采用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果，而近几年由于人工智能技术的发展，使得人工智能技术在节水灌溉中的应用显示出广阔的前景，其中包括用专家系统、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模，使得灌溉控制器用这些智能技术来及时、准确地预测环境参数，同时控制这些参数使得它更适合于作物生长。糊控制和神经网络在灌溉控制器中的应用较多，这些系统一般以土壤湿度传感器测土壤水分，同时还通过自动天气预报站估算出作物的蒸腾量，然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器，模糊控制器经模糊规则决策得出模糊输出，再把该模糊输出精确化传送给执行机构，控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意的结果，则可以通过神经网络来优化控制规则。
模糊控制不需被控对象的精确模型，它是根到另一个神经网络去预测灌溉需求。根据人的手动经验或专家的知识来设计的。一个有经验的农民能知道合适的灌溉时间和灌溉量，既然模糊控制能够模拟人的推理能力。所以把模糊控制技术和传统的控制方法结合将是非常有发展前途的。
二、国内灌溉自动化技术发展状况
国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的灌溉控制器还不多见。在开发的产品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥系统，该系统是国家“九五”科技攻关项目中自主研发的科技产品。该系统结合我国温室的环境和实际使用特点，以积木分布式系统结构原理，解决了计算机适时闭环控制、动态监测、控制显示中文、施肥泵混合比可调、电磁阀开度可调等关键技术问题。该系统具
有手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式，可按需要灵活应用，在大连、北京等地已经投入了应用。从系统运行情况来看，该系统有很好控制效果。取得了一定的经济效益和社会效益。天津市水利科学研究所研制的温室滴灌施肥智能化控制系统主要用于现代温室，日光温室作种物的灌溉营养液施肥，环境监测的智能控制，采用世界先进的可编程序控制器和触摸屏控制技自动灌溉控制器，性能可靠、功能齐全、人机界面友好、操作简单、价格低廉，此控制系统的控制流量为15 m3h， 控制规模为1―2 hm2，能控制24路阀门，系统具有人工干预灌溉施肥功能，定时、定量灌溉施肥功能，条件控制灌溉施肥功能。北京澳作生态仪器有限公司的澳作智能节水灌溉控制系统可与各种滴、喷灌系统连接，实时监测土壤墒情，根据要求自动灌溉。控制方式灵活，手动、半自动、全自动任选且可随意在计算机上更改，可同时控制多个设备，受控区位置及形状，环境参数及设备状态可同时显示在中心计算机上。北京奥特思达科技有限公司研制的WT一02型微喷灌定时自动控制器，是一种供农业、草坪、果园、温室一般场合给水的电子灌溉自动控制系统。
1995年，许建中在大规模灌溉工程的计算机监控系统中采用分散功能和集中管理，各局部系统(RTU)都能独立工作，各RTU之间的信息则通过高速数据通道进行联系，其控制方式包括时间控制、水量控制、时间水量综合控制、综合分析制。毛慎建、张和许一飞(1995年)在智能化灌溉控制器研制中，介绍了以803l单片机为核心的全自动化灌溉控制器，该控制器可以按照任意设定周期进行灌溉控制，也可以根据检测的土壤水分状况进行闭环控制，能够控制多路灌溉系统进行多种方式灌溉，该系统已成功用于北京航空航天大学体育场，从投入运行的情况来看，情况良好。许吉力(2000年)以以色列和法国Richel温室系统为对象，综合分析了温室灌溉系统的要求和特点，提出了一种以集散控制系统方式的温室计算机控制系统的组成方式，采用了面向对象编程技术和事件驱动方式，能及时响应用户请求，使系统不但具有非常友好的人机交互界面，而且具有良好的实时控制功能，强大的信息查询能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用计算机控制农田灌溉网络系统设计中，介绍了一种低成本新型水传感器，并把它用在农田灌溉计算机网络系统中，该装置成功应用于福建省漳州市甘蔗灌溉试验站，取得了满意的结果。朱长青、曹成茂(2001年)在多用途节水灌溉控制系统研制中，介绍了一种以单片机控制为核心，能适应多种作物节水灌溉控制系统，该系统研制时充分考虑各种作物的特点，综合选择与灌溉控制密切相关的三个因素作为综合控制对象。其它国内研制得自动灌溉控制器，还有直接用PC机进行控制的，这样使成本增加，不易在田间较恶劣环境下使用等缺陷。
三、节水灌溉自动化技术发展趋势
经过多年的发展，国外灌溉控制器已逐步趋于成熟、系列化，但价格昂贵。国内虽引进一些，但多数是农业示范区、科研单位、高校，虽然国外生产的灌溉控制器性能优越。但没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。国内虽然有多家研制灌溉控制器。但多数是小规模、实验和理论的探讨，应用不够普及，究其原因一则是开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物力的投入，需要多部门、多学科的融合，这在一定程度上限制了性能完善、适应性强的控制器的开发。其次是现在开发出来的灌溉控制器价格昂贵，农民尽管知道能节省人力、灌溉用水、提高产量，但由于一次性投资太大，多数农民承受不起，这也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。
随着中国农业现代化进程的加快、农业结构的调整、以及我国加入WTO等因素，可以预计对农业灌溉自动化技术的要求会越来越高。灌溉控制器在我国将有巨大的市场。节水灌溉控制器近期在中国应朝着价格低、性能可靠、操作简便的方向发展。但从长远利益考虑，新的智能化技术、传感技术和农业科技的引入、应用和普及，将会有智能化程度更高、功能更强、性能更稳定可靠的灌溉控制器出现。
结束语
综上所述，西方发达国家在节水灌溉控制器的开发上已越来越成熟，且发展趋势是研制大型分布式控制系统和小面积单片机控制系统。同时随着人工智能技术的发展，模糊控制、神经网络等新技术为节水灌溉控制器的研制开辟了广阔的应用前景。而国内在灌溉控制器的研制方面还没有形成规模大、应用范围广的成套灌溉控制产品，国内的一些高尔夫球场等大面积场地灌溉控制，一般引用国外现成的成套灌溉控制产品。而广大农村可根据我国国情和各地经济和技术发展的实际情况，采取简单可行的节水灌溉措施及相应的排灌机械和设备，大力发展可靠、实用、成本低、操作简便的节水灌溉控制器，这样做不仅具有广阔的市场，而且具有巨大的社会和经济效益。
【参考文献】
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1.已有的农业机械及装置的部分自动化控制
自动化技术提高了已有农业机械及装置的作业性能和操作性能。浙江省把自动化技术应用于茶叶机械上，成功研制出6CRK-55型可编程控制加压茶叶揉捻机，它利用计算机控制电功加压机构，能根据茶叶的具体情况编制最佳揉捻程序实现揉捻过程的自动控制，是机电一体化技术在茶叶机械上的首次成功应用。
1.1应用于拖拉机
在农用拖拉机上已广泛使用了机械油压式三点联结的位调节和力调节系统装置， 现又在开发和采用性能更完善的电子油压式三点联结装置。
1.2应用于施肥播种机
根据行驶速度和检测种子粒数来确定播种量是否符合要求的装置， 以及将马铃薯种子割成瓣后播种的装置等。
1.3应用于谷物干燥机
不受外界条件干扰， 能自动维持热风温度的装置停电或干燥机过热引起火灾时，自动掐断燃料供给的装置。
2.微灌自动控制技术
我国从20世纪年50代就开始进行节水灌溉的研究与推广据统计。到1992年，全国共有节水灌溉工程面积0.133亿m2，其中喷灌面积80万m2， 农业节水工程取得了巨大的进展。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段，高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用。采用遥感遥测等新技术监测土壤墒性和作物生长情况，对灌溉用水进行动态监测预报，实现灌溉用水管理的自动化和动态管理。在微灌技术领域，我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等设备，总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法，建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统，可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。这种系统中应用了灌水器、土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器、电线等。
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在人类的发展中，城市所发挥的作用越来越重要，同时，城市的未来发展也面临着诸多挑战，如拥堵的交通、低效的城市管理、完善性欠缺的环境监测体系、实效性低下的城市应急系统等。 在这些实质性挑战下，就要求积极引入科学技术，来获得跨越式发展。 其中，基于物联网技术的智慧城市为未来城市的发展提供了一个全新的思路和模式， 对城市的未来发展影响重大。 因此，对基于物联网技术的智慧城市建设进行探讨分析， 来寻求智慧城市的合理、 科学建设对策就显得十分必要，对于我国智慧城市的建设与发展具有积极地现实意义。
1基于物联网技术的智慧城市的内涵
基于物联网技术的智慧城市是人类城市建设的延续，是继工业城市、信息城市、数字城市后的更高阶段发展。 智慧城市的基础是高速无线信息化基础设施、物联网和传感器技术，其传感经络是以互联网、无线通信网、广电网、传感器网络等多网融合；其传输神经中枢包含智能技术、云计算、数据挖掘、模糊识别等，内容主要涉及智慧生活、智慧医疗、智慧校园、智慧服务、智慧经济、智慧管理、智慧技术、智慧产业等，是城市发展的新形态和新模式。 总而来讲，基于物联网技术的智慧城市是城市化进程中，实现人与城市、环境、自然间有机融合、协同发展的更高层次。物联网技术应用实质上就是在我国的各个经济体系中应用了信息化技术，互联网技术和传感器技术的融合，然后在实际的生产、加工等多种行业中得到了交汇。 在这种新型融合模式下使产业结构、社会形态等发生巨大的改变，他所涉及到的领域非常的宽广，从政治到文学、从工业到社会等，具体包含以下四层含义：①在战略上的相互融合；在信息化的发展战略上与工业化的发展战略上保持高度的统一， 在发展模式上进行完善匹配。 ②在能源上的融合；信息能源与工业资源有着相互的融通，通过二者之间资源的互用，能够在很大程度上节约能源的使用程度，同时保护了不可再生资源。 ③在经济上的融合；在虚拟经济与工业实体经济进行有效的融合，能够促进知识产业化的快速发展，同时加快信息化的发展速度。 ④在技术上的交汇；信息的 IT 技术和工业上的生产技术融合起来能够产生新的科研成果，对企业的快速发展有着极大的推动作用。
2 物联网在构建智慧城市中的意义分析
2.1 促进城市产业的发展
物联网对于促进城市产业的发展有积极的意义，涉及城市周边的工业以及城市中央区的商业发展以及其他行业。从大的方面来讲，物联网技术的实现对于城市各产业结构的重新调整都有重要的意义，这就体现了智慧城市中资源的集中利用以及结构的最优化等特点；从小的方面来说，则是进一步拉动城市经济的发展，新技术的出现为新行业的诞生以及新的营业模式等等都产生了重大的影响。物联网的发展代表着城市科技水平的发展，将物联网运用于智慧城市的设计当中，能够极大地促进城市各产业之间的相互协调发展。
2.2 降低城市信息管理成本
物联网技术的实现直接取得的效果就是降低了城市信息管理的成本，由于物联网是建立在网络的基础上，就具备了处理大量信息并能够快速存储和传递的功能。这在很大程度上是提高了信息处理的效率，在城市的日常运转中，不仅仅电子商业等行业需要处理大量的信息，而且传统行业如农业、工业也逐步走向信息化。所以在城市的日常管理中，做好信息的管理和降低管理成本是重要的方面之一，可见物联网技术的实现无疑是便利了城市的信息管理等过程。另外，在降低信息管理成本的同时，物联网技术的实现却不会增加数据管理的风险。相反，物联网采用非对称式加密技术以及网络通用的协议，可以极大地提高信息管理的安全性。
2.3 有利于城市的整体发展
物联网技术的实现有利于提高城市发展的整体实力，物理网技术作为一门新兴的技术种类，不仅为城市经济发展带来了新的契机和活力，同时也促进了新的生产方式和管理方式的形成。在城市发展的方向选择上，应该更加与新兴技术和未来信息时代走向相协调。物联网技术正式当前信息化时代下的产物，而且物理网的实现将会有助于城市的整体发展，尤其是在城市的智能化上，这同时也是智慧城市建设的基本方向。
3 物联网技术在构建智慧城市中的重要性
3.1 公共服务智能化的实现
物联网技术在建设智慧型城市中的主要运用涉及多个方面，其中一个主要的方面就是公共服务智能化的实现。公共服务是市政管理的主要日常工作，只有基础服务做得好，才能得到广大城市居民的认可。首先，借助物联网技术可以实现宏观上对公共领域建设情况进行监督和管理。基于物联网的公共服务体系能够为市政府管理提供双向的管理手段，在应对城市安全问题、食品管理问题、环境监测管理等多方面都具有积极的意义，能够为市政府管理提供有效的管理手段。
3.2 农业和商业发展智能化的实现
农业和商业都是城市经济体的重要组成部分，物联网技术的实现能够实现农业管理的智能化以及商业管理的自动化。如，基于物联网技术的农业灌溉系统就能极大地提高农业灌溉的效率，同时也能降低成本。物联网将外界环境变化与灌溉设备之间建立起联系，一旦外界环境条件发生改变并达到了预设值，就将自动化带动设备的运转，实现自动化灌溉等需求。另一方面，也能随着条件的改善而控制灌溉水量和周期等等，总而言之，物联网技术的实现极大地提高了农业等产业的智能化程度。
3.3 居民生活智能化的实现
物联网技术也促进了城市居民生活智能化，从理论上来看，物联网的最初理念就是为实现远距离控制设备的功能而设计的，所以物联网技术能够使居民的生活更加便利。简单举例来说明，即使居民距离自己的房屋有较远的距离，但只要设备与控制设备通过物联网连接在一起，就能够实现远距离控制家中电器。在居民生活管理中，智能化地管理如水电、煤气等，将会给居民生活带来极大的便利。物联网技术作为一门新兴技术，不仅利用了网络为基础平台，而且也具有较好的人机互动性，方便居民的操作，具有较强的实用性。
3.4 交通管理智能化的实现
交通管理作为城市管理中较为关键，也是较为棘手的管理环节。交通管理的智能化的实现能够提高城市运转的效率，而且也是城市综合实力的重要体现。物联网技术能够实现交通管理设备的自动化，一方面，能够为日常的交通疏导和管理提供新的技术手段，能够为交通事故的处理、交通疏通等提供技术支持；另一方面，也有助于交通路线的最初设计，有利于更加合理地设计交通线路。交通的便利性也能够促进城市旅游业的发展，可见交通管理智能化的实现既有助于城市居民生活的便利，也有助于城市第三产业的发展。
4 结束语
智慧型城市的构建既是城市发展的新概念，同时也是现代信息化社会发展的必然要求。物联网这一技术在智慧城市的构建中具有突出的作用，能够极大地促进城市信息的交流和管理的便利性。借助于物联网等新兴网络技术，将更加容易地实现智慧城市的建设，有利于城市商业、工业等产业的发展，也利于旅游和交通的管理。因此，智慧城市的实现将会极大地提高城市的综合发展实力。
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农田水利工程；信息管理技术；生产效率；可持续发展
当前，很多地区在农业发展过程中开始通过大型机械设备代替人力消耗，但是部分不发达地区仍未对此问题加以重视，导致农业生产效率一直不高的困难局面。就农业工作开展情况而言，水利水电工程的开展情况将直接影响到农田的灌溉、抗洪等工作情况，借助信息管理技术，能够使得传统的水利工程变为智能化。通过对相关数据的收集以及处理，并农田作业工作的开展提供有效数据，并预测相关数据，为农业生产工作提供参考。所以，想要保证农业生产中的农作物灌溉、保护，必须提高农田水利利用效率，结合信息技术手段。本文就农田水利工程的相关内容进行分析。
1农田水利信息技术特点
相对于传统农业管理技术，农田水利信息技术具有智能化信息收集与传输、方便用户体验、信息数据及时反馈等特点。下面就具体技术特点进行一一说明。
1.1智能化信息搜集、传输
相对于传统农田水利工程，借助农田水利信息管理及时，可以完成对水源、灌溉作业的全天候监控，并将相关信息整理后进行处理、传输至数据库中。借助智能化信息数据收集，能够对农田水利的信息进行汇总，包括农作物的生长情况以及水利灌溉的频率等。通过信息反馈，可以为农田后期作业工作的开展加以指导，保证工程作业执行的针对性、有效性，提高工作最大化效率。
1.2用户体验
农田水利信息涉及到5个层次，即采集、传输、数据、应用、用户层，前期工作的开展必须借助设备、智能化工具，用户层测试在基本工作均完成的情况下，服务于农业工作人员。对农田信息的统计，可以为农户提供更为直观、准确的数据参考内容，成功规避了传统农业工作中的片区分散化工作特点。结合农户体验工作情况进行分析，信息技术手段的执行农田工作的开展更具针对性、科学性。
1.3信息及时反馈
农田水利信息管理技术的实施，可以成功为农业工作的执行情况进行全天候监测，通过信息传统以及分析，反作用于农田实际作业中。所以，通过信息化技术手段能够随时弥补农田工作的不足，帮助用户提出应对方案，保证农田工作的进行。
2农田水利信息管理技术应用分析
农田水利信息管理技术，能够为农业工作人员提供相关信息数据的分析结果，帮助提升了农业作业的效率，并更好地保护了农田、水源。下面就具体应用内容进行分析。
2.1构建农业配套政策
在农业工作中实施农田水利信息管理技术，能够将作业工作中的全部信息进行收集并加以整理，最终反馈给农业工作人员。技术的实施能够规避或者降低了灌溉以及防汛工作执行中的不足问题。所以，要求基层农业单位在进行农业管理时，还要构建与工作开展实际情况相配套的农业指导对策，来更好地进行农业生产工作的指导，强化农民自身的农业素质以及综合能力。
2.2打破传统农业管理方式
虽然，农业在我国经济比例中占据较多，很多地方也在农业种植以及生产过程中使用了很多的机械化，降低人力投入，并实现工作最大化效率。但是，部分地区依旧延续传统家庭式生产作业，不但无法进行统一的管理，还降低了农业工作的效率。所以，要求基层单位转变传统的农业管理方式，建立生产合作小组，结合信息系统的反馈数据进行全面灌溉、及时灌溉，提高农田作业效率，并通过最小的投入获得最大的经济效益。
2.3组建专业农业技术人才队伍
水利信息管理技术在农业工作中的逐渐实施和推广应用，系统传递以及反馈的信息开始变得丰富且多样化，而一切工作执行的前提都是人员，所以缺乏专业人才进行实施监督以及信息解读，会直接造成信息获取遗漏问题。因此，在应用水利信息管理技术的同时，不但要考虑到农业管理措施的完善，还要不断补充专业人才。专业人才的上岗必须进行专业考核，合格者才能上岗，以为水利信息管理技术的实现提供人才保障。
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1 农业物联网技术
1.1 产生农业物联网的背景分析
当前，在我国农业科技生产中，农业信息技术是其中十分重要的内容，现在我国农业的发展方向，主要的就是实现“农业现代化以及信息化融合”的目标，“农业物联网”实质上就是借助相关的智能传感设备对农业种植环境及操作过程进行实时监控，同时借助相关的数据采集设备中无线网络系统将各个数据向信息控制中心传送，这样可以对农作物在生长过程中所需要的各个环境条件（如：土壤温度、含水量、湿度、光照、病虫发生情况以及温度等）进行智能监测控制，并且做到及时灌溉和技术防治，也有助于达到自动检测生态新型农业种植的效果。
1.2 在农业种植环境中物联网技术的应用
在农业种植环境中物联网技术的应用，主要是体现在以下两个方面：（1）第一个方面，就是实现物联网有效监管农产品的质量安全。在应用农业物联网技术的过程中，常常会有效地应用着很多其他技术，例如：网络平台技术、物联网中间件、传感器网络、条形码、电子标识等，这样可以实现农产品生产、交易信息、储运的实时监控以及透明化，这样也更加有助于实现农产品全程的管控追溯，有效地保障农产品的质量安全。（2）实现物联网智能化管理农业种植，在种植过程中，安装智能控制的系统，这样可以实时监测整个农作物种植环境中所需参数，按照参数变化状况总结最佳生产农作物的环境条件，把握农作物生产的环境要求，在无线传感器节点应用中获取生物信息的方法，掌握更多有效地精准调控温室的科学依据[2]。
2 农业物联网种植环境监控系统设计
2.1 监控农业物联网种植环境系统的主要技术
在控制系统监控农业种植环境的过程中，会有效地应用物联网技术，其中主要的技术有两个方面：第一个方面，就是在感知层采集以及感知无线数据；第二个方面，就是借助远程智能化控制网络传输层的计算机来分析收集的数据，对作物生长过程中必需的水分、温度以及空气等进行有效的控制，这样更加有助于创造更加精准的农业种植方式[3]。
2.2 构建监控农业物联网种植环境的系统
在我国农业种植的环境中应用的关键技术就是物联网技术，这样就能够适时有效地监控种植农业作物的主要环境，其中比较重要的部分就是：感知层：采集以及感知相关的数据，达到种植农业作物环境中科学合理的光照、空气湿度、空气温度、土壤湿度，以及将实时感知自动灌溉系统的数值向ZigBee 协调器节点上进行传输；实时感知自动灌溉系统的应用主要是有效地将出现的相关数据采集，并且进行信息处理以及存储，甚至是按照下达的控制指令，有效地为客户提供的决策以及分析的主要依据，这样客户就能够随时随地借助电脑等终端进行信息数据的查询[4]。
2.3 构建监控农业种植环境的系统
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水是生命的根本，是不可代替的资源，同时也是农业发展不可或缺的因素。近年来，随着城市现代化的发展，经济水平和人口的不断提升，水资源的不合理运用现象越来越严重，许多地区缺水大旱，农业得不到水的灌溉，而且农业灌溉效率低下现象也普遍存在。这一系列问题都警示水资源的不合理运用将会对人类和社会造成越来越不可估量的危害。因此，国家实施了滴灌技术，改变了传统的灌溉方式，发展节水灌溉技术，科学应对水资源短缺问题，使灌溉技术脱离人工控制，运用自动化的技术进行农业灌溉。从而降低了农业生产成本，改善农业生产方式，是一项利国利民的节水技术。
2自动控制精准滴灌技术概述
自动控制滴灌技术是针对高效利用水资源而实施的一项技术，对农业的可持续发展和保护生态方面有重要的意义和作用。而且脱离了人工的控制，自动控制的滴灌技术更加提高了农业灌溉的效率，节约成本。
2.1自动控制精准滴灌技术的含义
节约水资源是自动控制精准滴灌技术的直接目的，这种技术改变了传统的灌溉技术，高效率用水资源，通过现代化科学技术来改变水资源浪费和农业灌溉不合理的现状。自动控制精准滴灌技术通过滴头，每次用小量的水准确直接的对土壤进行灌溉，避免不必要的浪费。自动控制精准滴灌技术不仅完善了灌溉技术的不足，同时也促使灌溉技术的进一步发展。
2.2自动控制精准滴灌技术的发展现状
农业灌溉技术的发展出现了不同的灌溉技术，以喷灌和滴灌最为普遍。我国也大力推广滴灌技术，自动控制滴灌技术得到越来越多的应用，随着电子、科技的发展，自动控制滴灌技术也将进一步得到发展。滴灌技术在世界上也得到广泛应用，一百多个国家实行节水灌溉技术。自动控制精准滴灌技术农业发展、国民经济和社会发展都有推动作用。这项技术在国内的发展前景也会越来越好。
3自动控制精准滴灌技术在农业建设的应用研究
自动控制滴灌技术的发展应用在农业上，推动了农业的科技化发展，自动化的灌溉技术，不仅减少了药物对农作物的伤害、保护了生态环境，同时也节约了人力物力。广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统设计方案和南宁市府城镇百香果滴灌实践技术为案例具体介绍自动控制精准滴灌技术在农业建设的应用研究。
3.1以广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统设计方案为例
广西农田智能化灌溉系统中滴灌自动控制系统采用了自动控制滴灌技术，运用网络和自动控制相结合的技术对土壤进行控制。实现了水资源的最大化利用。通过计算机远程控制，为实验基地的每块土壤进行精准的灌溉和管理。
3.1.1滴灌系统规划布置
滴灌系统规划布置的首要因素是泵站位置的选择，位置不能选择贫瘠的土壤，相对集中靠近路边的位置是最佳选择，其次输水管道的选择也应该合理，项目资金节约化，管道的内径和长度要适宜。设备选择先进、适用、合理的这样能更大的发挥滴灌技术的作用。管道的选择要考虑土地、水源等，尽量使管道系统相对均衡。
3.1.2控制调节和保护设备
自动控制滴灌要控制好设备的保护和技术的控制，电磁阀的设置要考虑便于管理、控制流量等，在首部水泵前安装逆止阀。排气阀要安装在干管始端。压力表、阀门箱要安装在合理的位置，便于维修和使用，同时也避免受冻。
3.1.3滴灌系统电路设计
电路的设计很关键，采用交流电磁阀控制，控制滴灌电磁阀配送和输出电。
3.2以南宁市府城镇百香果种植基地自动化控制滴灌工程为例
南宁市府城镇百香果种植基地于2013年就开始建设，经过几年的灌溉项目建设，积累了丰富的节水用水经验，使用了自动化控制滴灌技术，为其他地区的自动化滴灌技术的发展起了带头作用。
3.2.1项目建设情况
南宁市府城镇百香果种植基地启用了自动控制的滴灌技术，主要农作物是百香果。其灌溉采用的是两种方式结合灌溉，冬季采用周边山塘水进行大水漫灌，在农作物生长期则采用滴灌技术。
3.2.2自动化控制系统的组成及功能
自动控制灌溉技术能够将水资源和化肥平均的分配到土壤中，让农作物更好的平衡吸收。自动化的控制会对流程中每个步骤进行严格的检验，使之保持在合理范围内。系统自动记录每个灌溉系统的运行时间和总水量，还安装了防盗装置，对设备故障自动检查对系统运行中的破坏还可以进行警报，准确的指出故障位置和故障类型，对湿度和降雨量准确测量。
3.2.3自动化控制滴灌工程建设对南宁市府城镇百香果种植基地的作用
自动控制滴灌技术由机器对农作物的灌溉进行控制，摆脱了认为的控制，也就避免了人为因素的误差，更有利于农作物更好的生长。自动控制滴灌是农业灌溉与时代接轨的标志，是农业现代化的必然结果，农业要想产量高、效率高必须运用现代化技术带动发展。自动控制灌溉更加便于操作，更加有效的控制了灌溉时间，从而节约了水资源和劳动力。实验区自动控制滴灌技术的实施，同时也为实验区积累了经验，为其他地区提供了借鉴的经验。
4自动控制精准滴灌技术在农业建设中存在的问题
自动控制滴灌技术有其优势也必然存在弊端，这项科技化技术在其他设备保护、造价和控制精准度等等方面都存在着不足。
4.1田间设备的保护问题
自动控制滴灌技术的实施运行需要通过无线进行数据传输，无线设备容易被损坏，在设备运用过程中很可能对无线传输进行不必要的干扰，造成数据传输不准确。同时线路也容易受到人为的破坏，导致线路传输工作无法正常运行。
4.2系统造价过高
自动控制滴灌技术需要通过计算机进行控制，是一项现代化技术，需要人力物力以及资金的支持，而很多地区无法大面积使用这项技术也是这个原因。这是自动控制滴灌技术存在的一个弊端。
4.3水肥监测精度与控制精度的统一性不够
要进行自动控制滴灌技术就要配合进行土壤水分检测，而检测由于资金并不能覆盖大面积，这就造成数据是能反映部分土壤情况，不能代表大部分。养分监测和作物监测同样不能覆盖大部分，因此水肥监测精度与控制精度无法统一。
5结语
自动控制精准滴灌技术不仅推动了我国农业的专业化发展，同时也推动了现代化、科学化的进步。作为现代的灌溉方式，自动控制精准滴灌技术必须发挥其优势，完善其不足，扬长避短，不断的在实践中发展。同时也要根据农业具体实践来相应的改变技术的实际应用，推动自动控制精准滴灌技术的进一步推广和发展。
参考文献
篇13
随着物联网技术的快速发展，农业智能化成为现代农业的主要发展趋势。近年来，农作物温室环境智能控制技术为农业智能化提供了新的动力，基于物联网技术的温室大棚，突破了传统农业受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制，对农业生产产生了重大意义。美国、以色列等西方国家在农业温室环境智能控制技术方面发展迅速，相继出现了融合气候调节、农田灌溉与作物的肥料供应的一个整体的一体化的温室网络管理系统，该系统通过对各种生产管理进行融合，然后根据传感器的输入来调节各部分进行执行动作，以达到最经济最有效的手段进行温室控制。目前我国的农作物温室环境控制技术智能化程度较低，通信传输及数据控制方法较为落后，缺乏多信息融合、分析及处理的大数据支撑。因此导致的灌溉不合理，土壤酸碱度失衡，农业污染严重，生产效率低下，农产品品质下降等问题影响了农作物温室环境智能控制技术的发展，进而影响了整个农业智能化的发展进程。因此，本文设计了一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统，实现温室大棚的温、湿度等环境监测、智能调控等，为智能农业提供一个典型案例。
2.系统整体方案设计
2.1应用场景（见图1-1）通过在温室大棚中布设温湿度传感器、二氧化碳传感器、土壤水分传感器、光照传感器、风向传感器、风速传感器等环境信息采集设备，实时采集大棚温度、湿度、二氧化碳浓度、光照、风向、风速及土壤湿度等环境参数，并将所采集的信息通过通信网络上传到上层监控平台，经过分析、处理后，可利用移动智能终端或PC实时监控温室大棚的情况，并可对排风扇、水泵、喷头、遮阳帘、补光灯、加热灯等可执行设备进行远程操控，整个系统可用太阳能进行能量供给。2.2整体结构设计（见图1-2）本系统由应用层、传输层、感知层这三个层次构成。应用层：采用应用开发平台作为运行和管理平台，应用开发平台是一个集成的部署、测试、开发环境，具有完善的业务接入系统、业务处理系统、数据库管理系统和高效的运营支撑系统。用户可通过电脑上的平台实现智能农业的实时监控、远程监控、节点管理、信息管理、可控设备管理等功能。传输层：系统可通过有线和无线的通信网络，将感知层中的终端机具采集的数据上传到应用层，同时将应用层的指令下发给感知层中的设备，作为中间数据交互的承载体。感知层：主要包含排风扇、喷头、加热灯、遮阳帘、传感器等设备，通过传感器采集环境信息并通过通信网络层上传给平台；通过接收上层下发的控制命令，可实现对排风扇、喷头、遮阳帘、加热灯等设备的控制。2.3整体技术设计描述系统利用微电网自发电系统提供的绿色新能源作为整个系统运行的能量供应，在大棚中布置温度、湿度、光照、CO2等工业级传感器采集环境信息，在土壤中布置土壤水分、PH值等工业级传感器对土壤进行监测，实现智能农业温室环境的整体监测设计；通过本系统的数据分析及大数据参考，提供最合理的温室环境调节方案，保障各项调节设备的高效率运行；通过大数据分析及实时数据分析，控制温室设备的通风、温度、湿度、补光、灌溉等调控设备的可靠运行；利用无线传输技术将收集的信息传送至云服务器，利用云计算与大数据技术参考历史数据的综合分析后，再将无线传输控制信号传输至设备端，智能化调控加热灯、雾化喷头、补光灯、通风扇等可控设备，为农作物健康快速生长营造一个绿色、环保、舒适的环境。
3.系统实现效果
通过本方案设计的温室大棚，能够很好地节能，以60m*10m大的温室大棚为例，其中所有设备的每天运行能耗情况如下表所示，每天总能耗约24度。在太阳能发电方面，采用的是功率为2000W的太阳能光伏发电系统，每天的总发电量为14度。本项目将微电网太阳能光伏发电系统每天的发电量供给温室大棚设备的日常运作，温室大棚每天的总耗电量为24.218度，微电网每天总发电量为14度，因此可节约整个温室大棚57.8%的外部电网供电。
4.结束语
本文围绕基于物联网技术进行温室大棚智能控制系统设计展开研究，给出了总体方案，限于篇幅，没有附上系统的详细实现，但通过实验，总体效果不错，能够很好地节能减排，为智能农业提供了一个可借鉴的典型案例。
参考文献
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[2]杨宏业,张维庭等.基于ZIgBee技术的温室环境监控系统设计与应用[J].江苏农业科学,2016年第44卷9期．
[3]牛青松,胡永强等.基于无线传感器的网络的温室大棚环境监测系统设计[J].安徽农业科学,2016,44(24).
