智能喷灌技术设备与研究论文

智能灌溉通过土壤湿度传感器监控本地土壤湿度数据，并根据用户设定的值传输到云平台。当用户设置值集时，系统就会自动开始灌溉。由于其采用大数据对系统进行实时监控，操作人员远程操纵就可实行灌溉，系统自动运行，减少人工所需的时间和精力。

可以根据系统建设区域的具体情况选择不同的灌溉方式，灵活选择算法和数学模型，避免了人工灌溉中最常见的问题：浪费灌溉水且灌溉不均匀、不充分。智能灌溉可通过监测系统实时判断灌溉情况，最大限度提高了灌溉用水的利用率。

由于智能灌溉具有“灌溉彻底、灌溉均匀、灌溉充分”等特点，因此它可为作物生长提供更为优质的环境，达到提前收获、收获期长的效果，采用互联网+物联网网络通讯技术，真正实现农田灌溉的集约化，降低危害发生的可能性，因此投运该智能系统与传统的普通人工灌溉相比可增产30%~50%。

智能灌溉系统提高了土壤通透性和降低了温度内空气的湿度，增加作物的抗逆性，在很大程度上抑制了作物发生病虫害的可能，减少农药的投入和防治病虫害的劳力投入、智能灌溉可使每亩农药用量减少15%~30%。

由于系统的数据可视化，使得智能灌溉系统的每一次更新迭代都有数据可依。通过分析数据可得出利弊，进而进一步优化和更新，从而促进灌溉系统的发展。不仅对于灌溉系统有益，对于农业发展的其他方面也有极大参考价值。并且我国各地环境不同，土壤也各有差异，采用智能灌溉系统可记录各地不同的数据，形成全国数据库，对我国日后农业的科学研究具有重大的发展意义。

智能灌溉对农业影响有：省时省力、提高灌溉用水的利用率、提高产量、减少病虫害、促进农业各个方面的发展。

总而言之，智能农业灌溉是一次“互联网+农业”的生动实践。我国作为农业大国，同时也意味着是用水大国，而中国水资源极为短缺且农业发展极为重要。智能灌溉系统具有“无人化农业”操控、省时省力、节水节肥、智能控制、提高产量、减轻病虫害发生、科学研究等一系列好处，相信它有朝一日能够得到大范围的普及，使全国人民获益！

现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文

在学习、工作中，大家都接触过论文吧，通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。那么，怎么去写论文呢？以下是我为大家整理的现代化智能灌溉技术推广困难与发展方向论文，仅供参考，大家一起来看看吧。

摘要： 本文阐述了农业灌溉技术的现状和发展方向，对物联网、无线传感器、大数据以及智能感知等人工智能技术与灌溉技术相结合，实现农业灌溉的智能化、规模化管理，以及农业生产的灌溉环节面临的困难和挑战做出了深入的分析，对农业生产的智能化有一定的参考意义。

关键词： 智能灌溉；传感器；无线；物联网；大数据；

农业是社会生产和生活的基础。随着科技的发展，各项技术不断应用到农业生产中，“智慧农业”以智能感知、物联网、大数据和机器学习为依托，逐渐成为现代农业建设的主方向。

水资源的储备和利用技术与现代农业的发展休戚相关，水资源的不合理利用，甚至浪费，成为农业现代化发展的瓶颈。另外，水资源的地域分布不均和季节分布不均，干旱缺水与水资源短缺已成为制约现代农业可持续发展的重要因素。一方面是水资源严重不足，一方面是不科学的灌溉方式，这不仅造成了水资源的浪费，更加剧了水资源的短缺。另一方面，气候变化及其影响也是现代化智能灌溉要面临的挑战。气候变化会导致水质的下降，水和土壤盐分的增加，进而加大灌溉需求，最终导致农业生产成本的提高。

农业智能化灌溉技术通过基于无线传感器技术的物联网技术、云计算技术、大数据技术以及人工智能技术等，集智能感知、智能预报、智能决策、智能分析为一体，为农业生产灌溉提供智能预测与决策方案，达到精确化灌溉的目的，是高品质农作物产品生产的重要一环。

因此，发展农业智能化灌溉技术，实施旨在改善水资源管理的技术创新，实现水资源的合理利用，同时，能够实施水肥一体的灌溉技术的革新，在大幅减少灌溉水用量的同时，能够降低农作物生产成本，提高作物的产量和质量，是目前我国农作物生产的一个战略目标。

1、我国农业灌溉技术的现状

灌溉行业发展迅速，在欧美发达国家已经有了成熟的应用。以滴灌、喷灌为主的水肥一体化灌溉模式在国外已经非常普及，但国内，农业生产企业总体上对于水肥一体化的认知程度还是不够。

我国大部分地区，特别是北部地区，由于干旱气候决定的资源性缺水比较严重，而中部地区则同时面临着严重的水质性缺水和资源性缺水。即使是南方地区，也存在季节性缺水的情况，给农业生产发展带来了阻碍。同时，气候环境、温室效应等因素也使得水资源的供需矛盾日渐显现，在一定程度限制了这些地区的经济发展和繁荣。

目前，农业生产灌溉技术主要采取滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉措施，虽然相对于大水漫灌而言，已经实现了较高的效率，但从综合效果看，还无法根据农作物的生产环节进行按需灌溉，精细化程度远未满足当下生产的需要。公开资料显示，生产一公斤粮食耗水量高达800公斤，相对于先进国家，生产一公斤粮食耗水量约为500公斤，差距还是很明显。

传感器的兴起使农业生产更加精准和安全，比如，现在许多灌溉公司正在开发跟气候环境、土壤环境相关的传感器技术，通过物联网技术，来实现对农业灌溉的精细化管理和控制，但目前，特别是国内，对这些技术的应用，还处于探索初级阶段。

为了全面实现我国农业高效灌溉系统的建设，必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用，建立基于物联网和传感器等新技术基础上的节水灌溉体系。

2、实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术的意义

2.1实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，为实现我国从传统农业向现代化、集约化、规模化农业发展提供了一个强有力的.技术支持，是解决我国农业灌溉作业中水资源短缺问题的最佳途径。

2.2农业生产中，灌溉环节是最为重要、也是人力成本花费较高的环节。智能化物联网灌溉技术的应用，不仅能够节约灌溉用水，还能够最大化降低人力成本。

2.3实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，能够对植物生长的各个环节进行精细化的监控，提高作物产量；另外，结合水肥一体灌溉技术的应用，还有利于提高和改善农作物的品质和产量，达到增产增收的效果。

2.4实施基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，能够实现灌溉的自动控制、远程控制，减少人为操作的盲目性与随意性，提升农业灌溉的综合管理水平，改变原先粗放式的灌溉模式，全面提高农业生产的效率，为规模化、集约化农业生产奠定基础，有效地缓解我国灌溉水资源紧缺的问题。

综上所述，基于无线传感器的智能化物联网灌溉技术，必然成为今后农业智能化灌溉发展的趋势。

3、现代化智能灌溉技术推广的困难

3.1商业型智能灌溉设备系统成本高昂，中小农业商户承担不起费用，无法使用智能灌溉系统，比如：典型商业传感器非常昂贵，因此提供可连接到节点的低成本传感器用于灌溉管理和农业监控系统，成为推广智能灌溉的一个挑战。

3.2不同土壤类型和土地所需的灌溉水量不同，如果没有因地制宜地实施灌溉方案，使用过多或过少的水量都有可能造成产量损失或质量达不到要求。在过多灌溉的情况下，径流会导致营养物的流失以及水资源的浪费；水量过少，无法满足农作物生长需求。使用智能灌溉调度系统可以帮助用户确定最佳的灌溉方案，有效提高生产力并减少这些不利的环境影响，也是农业灌溉智能化地必要途径，由于前期需要高投入，农民地积极性很难被调动，致使新技术的实施进展缓慢。

3.3基于物联网和无线传感器的智能灌溉技术，涵盖了农业科学，电子科学，计算机信息科学，环境科学等多学科技术，比如，不同类别的的作物对土壤环境和温湿度环境的要求是不同的、地下根部分和地上茎叶部分对水分要求也不同，有的作物的价值在根部，有的作物价值在叶部，因此，就需要灌溉系统根据不同的要求采用不同的灌溉方式。因此，智能化灌溉技术的实施，有比较高的挑战。

4、现代化智能灌溉技术的发展方向

基于物联网和无线传感器等智能感知技术的现代智能灌溉技术，利用无线传感器技术，采集土壤的温度、湿度、酸碱度以及土壤的水分含量、二氧化碳浓度等土壤墒情信息，结合气候环境传感器采集的温湿度、光照强度等环境信息，实时监测周围环境的变化，甚至能够监测到作物表面的水分等作物生理信息，并通过物联网无线通讯网络，将采集的原始信息传送到云端数据中心进行处理、存储，实现信息互通与共享。再通过大数据技术对这些信息进行综合对比分析，根据分析结果对灌溉实行智能化的判断，制定出最适宜作物生长的灌溉方案，根据需要实时、自动驱动相应的灌溉设备，对农作物实施智能化、精细化的灌溉，灌溉阶段完成后，作物生长监控系统可以对灌溉结果进行对比分析，提供更合理的灌溉调整方案，形成闭环，最大化减少人工干预，使得各功能模块达到互相协作的目的，有效帮助农业生产者计划和管理灌溉的时间、灌溉的频率和用水量，将作物生长需要的水分和土肥环境调整到最优状态，减少水的浪费，节约生产成本，并最大程度地减少过量灌溉，从而确保灌溉的准确性与高效性。另外，通过土壤传感器对土壤成分的分析，进行灌溉系统施肥操作，实现水肥一体的灌溉作业，是现代化智能灌溉技术的发展方向之一。

随着农业物联网平台的建设的不断推进，结合气候预报信息和相关传感器收集的气候信息，对可能发生的气候灾害采取预防性措施，例如：针对干旱气候，可以提前布局，储蓄水量，以备干旱来临，有充足用水，实施预防性灌溉，提高农作物抵抗灾害的能力。

综上所述，构建一个多功能，高效率、低能耗的基于智能灌溉技术的节水灌溉平台具有十分重要的意义，也是未来物联网智能化灌溉发展的必然趋势。总之，随着科技的发展，新的技术不断出现，智能灌溉技术融合到农业生产的整个过程，形成完整的闭环系统，不断提升农业生产管理水平，是现代化智能灌溉技术发展总的方向。

5、结论

物联网结合无线传感器技术作为新一代信息化技术的高度集成与综合性应用，已经成为了当今科技发展的战略发展方向之一。我国农业生产规模的不断扩大和农业发展的需要，水资源管理至关重要。物联网与农业的相结合，为农业信息化技术与农业产业的发展，提供了新的机遇和挑战，同时农业生产也为互联网技术提供了一个广阔的应用平台，尤其是智能灌溉技术的应用，可以直接有效地解决当前农业发展中遇到的问题，为农业的现代化进程提供强劲的动力，实现高效的精准化灌溉，全面提高农业生产效率。

建设我国农业高效智能化灌溉体系，必须要大力推广基于物联网结合无线传感器技术的农业灌溉应用，以提高农业生产效率和水资源的利用率，保证粮食生产和消费用水的充足和节约。

6、参考文献

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计算机技术在园林绿化设计中的应用在园林设计中采用计算机辅助设计(CAD)可将方案设计、图形绘制、工程预算等环节形成一个相互关联的有机整体。借助计算机可以有效降低设计人员的劳动强度，节省描图、制图的材料消耗，同时，在计算机上校核方案时具有可观性好、修改方便和不破坏原始方案等优点，设计者每做一项工程设计就可以将其中有用的图样制作成块，作为园林素材存入图库，当有类似的需要时，可通过调用图库中的素材而不必重画，既减轻了设计者的劳动强度又大大加快了工程设计的速度。使用计算机辅助设计还能够通过联网更加有效地进行分工协作，在较大的工程中要求园林工程设计者同建筑师、结构工程师以及水电、道路等专业人员相互协调，紧密配合。通过CAD精确地模拟生成数字地面模型及建筑、植物、道路等地表景物景观框架，然后在三维动画制作软件中赋予各种材质、光源、环境因子，并通过照相机模拟人的正常视点、视域在主游线上的旋转移动连成一连串的视点轨迹，达到多角度、多视点、全方位观察设计的效果，使人有一种身临其境的真实感，在与用户单位交流时有一个良好媒体与界面，而且在设计过程中可以及时发现、弥补一些隐存的缺陷与不足，使设计更加完善。影响计算机技术在园林设计中广泛应用的一个重要因素是应用软件，现在主要使用的为Photoshop，AutoCAD，3D MAX，Land designer 3D，3D Landscape，CASD，TOPOGRAPHY等。利用计算机系统可以更加科学地管理园林工程设计图纸，把完成的图纸资料保存在软盘、硬盘上，或者刻成光盘，还可以保存在磁带上，这样不仅方便查阅，而且可以多次备份，大大增加了资料的安全性；二、计算机技术在园林绿化产业中的应用1.计算机技术在精细农业和园林温室的控制与管理上的应用园林绿化生产无论是从经济效应还是从环保的角度考虑，发展的趋势肯定会朝着精细农业方向发展，同时园林绿化一般采用设施栽培，大型农业机械不适合，并且温室内温度高相对湿度大，地方狭窄，空气流动少，长时间工作会让人感到很不舒服。为此，欧美、日本等发达国家开发出了一系列的小型机器人，现在投入到应用的有嫁接机器人、育苗机器人、施药机器人、施肥机器人、温室无土栽培用移动机器人等，这些小型机器人既提高了生产率，又可实现精细农业作业的要求。美国在20世纪80年代就开发出了智能中央计算机灌溉系统，目前已经成功将3S技术和计算机控制相结合，通过调整温室内的光照、温度、水、气、肥等因子，实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制。荷兰的园艺种植者只需从软件公司购买温室控制软件，从化学公司购买营养液，即可按照不同作物的特点进行自动控制。日本建造了植物工厂，由计算机控制进行全封闭式生产。目前，中国温室自动化程度还很低，现代化温室仅占2%左右。2.计算机技术在现代园林灌溉中的应用在园林绿化设计中，往往利用植物多元化来增加绿化带的层次感和美感，这样使得在同一块绿地上同时种有树木、花卉以及草皮等多种植物。不同植物以及同种植物的不同生长时期需水量不同。传统的人工浇灌或摇臂式喷头灌溉方法无法满足现代园林的这些灌溉要求，使得许多园林地带的原定绿化效果无法表现。计算机控制的自动化喷灌技术能够实现精确化灌溉，而且还可以大大节省用水量和人工费用。美国拉斯维加斯城公园处采用自动化灌溉技术后只要两三个人就可以管理好所属的34个公园的绿化灌溉工作。中国上海、深圳等城市采用自动灌溉设备在夜间定时灌溉以避开城市用水高峰期、减少蒸发等，取得了良好的灌溉效应。3.电子商务在园林绿化产业中的应用电子商务的核心是以现代计算机通信技术尤其是网络技术为手段，进行生产和商务的资源整合，改进商务运作模式，从而提高企业的生产效率，降低经营成本，优化资源配置，实现价值的最大化。网上交易现在已经成为商家经营的一种重要手段。园林绿化作为一种朝阳产业，它必然与传统产业在商业渠道、流通体系、市场管理等方面存在差距。电子商务利用网络技术加快了市场信息畅通，规范市场秩序，有利于建立更加公开、公平、透明的市场体系。4.农业模拟系统在园林绿化中的应用农业模拟系统是指对作物的生长过程在计算机上进行三维仿真模拟。目前虚拟作物是土壤-作物-大气系统的一个重要研究方向，是信息农业的一个重要课题。将作物模拟与专家系统等智能化农业相结合，可以在计算机上对园艺绿化植物在不同的气候、土壤、施肥、灌水、品种等条件下的生长情况进行模拟。利用模拟系统可以在短时间内获得植物的整个生长周期的各种参数，加快了人们对植物的生理研究和对植物生命的理解，部分替代传统的实地种植后再观察分析的试验。利用作物模拟系统还可以模拟在现实世界中难以进行的实验。美国、英国、荷兰、澳大利亚、日本等国家已经研制出了数十种农作物的模拟模型，比如美国的SIMCOT模型，COSSYN/COMAX模型和SICM模型等，荷兰的ELCROS，SUCROS，ACROS，MACROS等，中国也相继开发出RCSODS，DECOCA，DSSWPM等计算机辅助决策模拟系统，利用这些模型不仅能够模拟作物的生理生长过程，还能够模拟土壤养分和水分的平衡。园艺工作者可以借助这些模型来模拟某些园林绿化植物在不同的气候、土壤等条件下的生长情况，找出植物的最佳生长环境。同时还可以利用模拟系统来为新品种的培育、改良和推广获得试验数据。通过对生产中的现象、过程进行模拟和优化，从而达到合理利用资源，降低生产成本，改善生态环境，提高园艺绿化植物的产品质量和产量的目的。