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

引言

作為農(nóng)業(yè)種植和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)灌溉對農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量起著關鍵作用。中國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展造成了農(nóng)業(yè)灌溉的用水量不斷增加，傳統(tǒng)灌溉方式更加劇了水資源的浪費和短缺。當前我國農(nóng)業(yè)灌溉方式主要問題：一是以生產(chǎn)經(jīng)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(jiān)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(tǒng)也就成了解決農(nóng)業(yè)灌溉問題的迫切需求。物聯(lián)網(wǎng)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(yè)和生活的各個方面。物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的結合也同樣助推“傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)”快速向“智慧農(nóng)業(yè)”轉(zhuǎn)變，有力促進農(nóng)業(yè)的改革和發(fā)展。所謂智慧農(nóng)業(yè)既是利用物聯(lián)網(wǎng)技術將各種傳感裝置和網(wǎng)絡連接起來，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)進行采集、傳輸和處理，實現(xiàn)遠程控制；使得農(nóng)業(yè)從業(yè)人員能夠?qū)崟r了解農(nóng)田狀況，并根據(jù)需要遠程操控設備實施灌溉、施肥等操作。可見，農(nóng)田環(huán)境信息的有效監(jiān)控是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的關鍵，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jiān)控系統(tǒng)。將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用于農(nóng)田灌溉，建立精準的控制系統(tǒng)，能夠利用智能分析與顯示技術實現(xiàn)智能移動設備和PC設備對灌溉區(qū)的遠程實時監(jiān)控，達到智能灌溉的目的。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉的自動化和智能化，提高灌溉效率、節(jié)約水資源，對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。

智能灌溉系統(tǒng)總體方案設計

智能灌溉系統(tǒng)是一種基于物聯(lián)網(wǎng)并結合自動控制技術、數(shù)據(jù)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(tǒng)形式。系統(tǒng)應具有較強的實時性、高效性和實用性等特點，能夠提高農(nóng)業(yè)灌溉的效率、減少水資源的浪費。系統(tǒng)主要由遠程監(jiān)控中心和無線傳感網(wǎng)絡兩部分組成，利用了物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡層和應用層等三層網(wǎng)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(jié)點獲取農(nóng)田灌溉過程中所需原始數(shù)據(jù)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(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎建立的網(wǎng)絡層是一種無線數(shù)據(jù)傳輸通道，主要用于實現(xiàn)感知層與應用層之間的數(shù)據(jù)傳輸功能。采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡通信形式同時也可避免農(nóng)田、果林等不同農(nóng)業(yè)種植環(huán)境下有線網(wǎng)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(wǎng)絡層傳送來的大量農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并做出合理的灌溉策略，控制電磁閥、水泵執(zhí)行相應動作，實現(xiàn)智能化灌溉與遠程監(jiān)控管理。結合系統(tǒng)的功能需求設計智能灌溉系統(tǒng)整體結構如圖1所示。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能需求分析

智能灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用LabVIEW作為軟件開發(fā)平臺，結合農(nóng)業(yè)灌溉的實際需求與智能灌溉系統(tǒng)總體設計方案設計了一套遠程監(jiān)控界面。包括系統(tǒng)管理、運行模式選擇、溫濕度設置、WEB界面、安全報警以及數(shù)據(jù)顯示與存儲等模塊。各模塊功能如下：（1）系統(tǒng)管理模塊可根據(jù)不同用戶級別設置其使用權限，以保證整個系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行。（2）系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)信息的集中查看和設置，而測試模式既可用于監(jiān)控系統(tǒng)的功能測試也可用于智能灌溉系統(tǒng)的日常監(jiān)控管理。（3）溫濕度設置主要用于用戶根據(jù)不同農(nóng)作物及其不同生長階段的土壤溫濕度設置，并由系統(tǒng)結合自身控制算法實現(xiàn)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(nóng)田環(huán)境狀態(tài)，增強數(shù)據(jù)共享性。（5）安全報警功能主要用于監(jiān)測和識別系統(tǒng)故障，以提高系統(tǒng)可靠性。（6）數(shù)據(jù)顯示與存儲模塊是建立數(shù)據(jù)庫對大量農(nóng)田環(huán)境信息數(shù)據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

作為智能灌溉系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，該遠程監(jiān)控平臺具有接受、處理農(nóng)田環(huán)境信息，制定灌溉策略，提供上位機監(jiān)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(jiān)控平臺軟件功能流程圖如圖2所示。

結語

我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展造成了農(nóng)業(yè)灌溉的用水量不斷增加，傳統(tǒng)灌溉方式已不能滿足當前智慧農(nóng)業(yè)的需求。為解決這一矛盾，本文將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用于農(nóng)田灌溉，建立一個智能灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)。其主要由遠程監(jiān)控中心和無線傳感網(wǎng)絡兩部分組成，采用了物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡層和應用層等三層網(wǎng)絡架構形式。結合農(nóng)業(yè)灌溉的實際需求與智能灌溉系統(tǒng)總體設計方案設計了一套遠程監(jiān)控界面，并分析了遠程監(jiān)控平臺軟件功能。結果表明該系統(tǒng)能夠利用智能分析與顯示技術實現(xiàn)智能移動設備和PC設備對灌溉區(qū)的遠程實時監(jiān)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?qū)W院電氣與信息工程學院