作物环境多因子驱动的低功耗节水灌溉控制系统

1.原理及工艺

作物环境多因子驱动的低功耗节水灌溉控制系统利用物联网协同感知技术、Lora无线通讯技术、数据挖掘技术、智能决策技术，实时监测农作物生态环境参数，建立生态环境参数与作物需水量关系模型，获得农作物生长最佳需水量和灌溉时间，依照作物的生长需求，科学、精量、适时地为作物补充水分，最大程度地提高水资源的利用效率，实现节水增效的目标。

作物环境多因子驱动的低功耗节水灌溉控制系统示意图

2.主要技术指标

    （1）电磁阀控制器解决单一数据通信方式下通信故障率高和传统单片机技术下设备功耗大的弊端，工作功耗：上电模式< 0.048W、接收模式< 0.038W、发送模式< 0.45W、休眠模式< 0.08W；

（2）采用管式墒情传感器的实验室测量精度±3%，野外测量精度±5%，湿度分辨率0.1%，温度分辨率0.1℃；

（3）系统智能化灌溉实际值与目标值之间误差< 5%；传感节点的传输误差< 1%；

（4）系统响应时间< 0.1s，系统最大并发用户数为1000户。

3.技术特点及先进性

（1）感知层：集成土壤墒情、管道流量、首部枢纽控制终端等感知设备，实现对农田灌溉用水量计量、土壤墒情监测、作物长势、阀门控制状态等信息的协同感知。

    （2）网络层：运用Lora、4G/5G等技术构建系统通信网络，满足农田高效实时、安全可靠、低成本、低功耗、覆盖广的数据传输需求。

（3）应用层：将作物需水量预测模型与实时采集的多因子作物环境结合，获得作物生长最佳需水量和灌溉时间，通过智能化灌溉实现作物水量的合理配置。

4.适用范围

农业节水管理及农业高效节水灌溉。

5.应用情况

项目名称：广东水利电力职业技术学院智慧灌溉园建设

项目概况：系统根据植物需水量和生长环境，如土壤湿度、气象条件等环境变量，精确控制灌溉时间和用水量，实现了校园智能化精准灌溉控制，有效解决了传统灌溉模式的弊端，提高了灌溉水有效利用系数，节约水资源和人力成本。

智慧节水灌溉管理平台

6.联系方式

    技术持有单位：珠江水利委员会珠江水利科学研究院