基于无线传感器网络的智能节水灌溉系统.pdf

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1、《电气自动化)2012年第34卷第3期智能控制技术nteliclentControITechniques基于无线传感器网络的智能节水灌溉系统秦双龙，赵海峰(武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉430070)摘要：提出了一种按需自适应调节用水量的全新灌溉方式。系统借助分布在城市绿地、农业用田等处的无线传感器节点对其所在区域的土壤温湿度信息进行实时监测并汇总。根据作物的合理需水量以及土壤的综合状况，精准的对灌溉进行控制。这种精准控制灌溉用水的方式，既可以促进作物的健康生长，而且大幅度减少了灌溉用水量。鉴于成本低廉，节水节能效果显著等特点，本智能灌溉系统在农、林、园

2、等领域拥有广泛的推广应用前景，普适性极高。关键词：节水灌溉；无线传感网络；自适应；太阳能；实时[中图分类号]TP334．1[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)03—0018—04TheWater-savingIrrigationSystemBasedontheIntelligentWirelessSensorNetworkQINShuang—long，ZHAOHai—feng(TheSchoolofInformationEngineering，WuHariUniversityofTechnology，WuhanHubei430072，C

3、hina)Abstract：Weproposeanewirrigationmethodscreativilybyadjustingwateramountasneededadaptively．Withthefieldofwirelesssensornodesinitsregionwhichlocatedinurbangreenspace-agriculture，etc，thesystemmonitorsandsuininariesthesoiltemperatureandmoistureinformationinreal—time．Reasonableunde

4、rthecropwaterrequirementandthegeneralstatusofthesoil，theprecisecontrolofirrigation．Thisprecisecontrolofirrigationwatermeansnotonlycanpromotethehealthygrowthofcrops，butalsogreatlyreducedtheamountofirrigationwaterusetoavoidthelossofirrigationwaterandwaste．Giventhelowcost，energyandwat

5、erconservationeffectisremarkablecharacteristics。thesmartirrigationsystemsinagriculture，forestry。parksandotherareashaveawideapplicationprospecthighuniversality．Keywords：Water—savingirrigation；WSN；Adaptive；SolarEnergy；Real·timeO引言．每个环节都采用了低功耗设计，使得现地设备使用标准充电电池供电成为可能。系统通过无线传感器节点获取田间土壤的

6、温度、我国水资源严重不足、农业用水量逐年增加，而传统农业灌湿度信息数据，并将采集信息进行采样处理后，再经过无线网络溉方式落后，致使灌溉用水定额普遍偏高，水资源利用率极低⋯。将信息传递到用户的终端管理平台上，管理平台自动根据作物的如今也有一些研究人员提出了几种节水灌溉的方案，如微喷灌需要进行决策，继而把管理平台的决策信息再发送到WSN节点，溉、滴水灌溉等。但这些方案还是无法摆脱定期灌溉的束缚，WSN节点根据该信息来控制电磁阀门的供水。无法较好的控制一次灌水量以及灌溉时间，使灌溉用水发生严重的流失与浪费。本文就是在这样一个背景下，本着节能减排这个主要的研究目的，

7、采用先进的温湿度传感器进行实时感测，取代人工的定期视察，及时获取土壤综合状况、作物的需水情况等，高效低耗的无线传感器网络(WSN)作为中间的传导媒介，将各类信息返回到控制系统。仅需单人操作或甚至不需人工参与，即可完成作物的实时灌溉。流量自动可变的微喷灌溉取代以往的恒流灌溉，配合以高效可行的灌溉算法，可以准确预计灌溉的用水量，严格控制每次的灌溉用水量，基本解决传统灌溉方式中用水量的不确定性。实时的灌溉算法将完全取代人工的决策，更为准确的控制每次的灌水量，避免灌溉用水的浪费。在保证了作物的正常生长的图1系统整体架构图基础上，大幅度减少灌溉用水，提高灌溉过程中水资

8、源的利用率。2系统上位机软肄1系统整体架构无线感知智