【儀表網(wǎng) 儀表深度】糧農(nóng)組織北京時(shí)間27日發(fā)布新旗艦報(bào)告《2020年糧食及農(nóng)業(yè)狀況》，聚焦水資源短缺挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)顯示，許多人生活在嚴(yán)重缺水甚至是水資源匱乏的農(nóng)業(yè)地區(qū)。更嚴(yán)峻的是，過去二十年間，人均淡水資源占有量下降了20%以上。因此，提高用水效率至關(guān)重要，尤其是在消耗水資源多的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
 

　　灌溉造成水資源大量浪費(fèi)
 

　　在中國(guó)農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右，由于農(nóng)業(yè)灌溉效率普遍低下，水的利用率僅為45%，而水資源利用率高的國(guó)家已達(dá)70%～80%，因而，解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問題，對(duì)于緩解水資源的緊缺是非常重要的。我們的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生了。
 

　　更好的水資源管理對(duì)于保障糧食安全和營(yíng)養(yǎng)十分關(guān)鍵，同時(shí)也將有助于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。這需要更有效的治理與更健全的機(jī)構(gòu)，包括通過合理的水資源臺(tái)賬與審計(jì)制度保護(hù)關(guān)于水資源的權(quán)屬和權(quán)利。糧農(nóng)組織表示，可采取的行動(dòng)很多。例如，可在雨養(yǎng)地區(qū)，開展集水和儲(chǔ)水設(shè)施投資；在灌溉地區(qū)，恢復(fù)可持續(xù)灌溉系統(tǒng)并進(jìn)行現(xiàn)代化改造等。
 

　　智能灌溉系統(tǒng)：水資源管理小能手
 

　　灌溉設(shè)施可以顯著造福農(nóng)村貧困人口，支持謹(jǐn)慎計(jì)劃擴(kuò)大灌溉。在2010年至2050年之間，預(yù)計(jì)世界大部分地區(qū)的灌溉面積將增加，撒哈拉以南非洲地區(qū)的灌溉面積將增加一倍以上，使億萬(wàn)農(nóng)村人口從中受益。而灌溉設(shè)施發(fā)展至今，已經(jīng)有了一套完備的系統(tǒng)——智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)。
 

　　智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)也叫智能灌溉系統(tǒng)、智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)精細(xì)農(nóng)業(yè)自控系統(tǒng)，是物聯(lián)網(wǎng)為保證農(nóng)業(yè)作物需水量的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水而提出的一整套解決方案。智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是農(nóng)業(yè)灌溉不需要人的控制，系統(tǒng)能自動(dòng)感測(cè)到什么時(shí)候需要灌溉，灌溉多長(zhǎng)時(shí)間；智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以自動(dòng)開啟灌溉，也可以自動(dòng)關(guān)閉灌溉；可以實(shí)現(xiàn)土壤太干時(shí)增大噴灌量，太濕時(shí)減少噴灌量。
 

　　智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)涉及到傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等多種高新技術(shù)，這些新技術(shù)的應(yīng)用使我國(guó)的農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變奠定了重要的基礎(chǔ)。智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)植物和土壤種類，光照數(shù)量來(lái)優(yōu)化用水量，還可以在雨後監(jiān)控土壤的濕度。有研究現(xiàn)實(shí)，和傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)相比，智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的成本差不多，卻可節(jié)水16%到30%。
 

　　農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)工作原理
 

　　農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)工作時(shí)，濕度傳感器采集土壤里的干濕度信號(hào)，檢測(cè)到的濕度信號(hào)通過A/D模塊轉(zhuǎn)換，將標(biāo)準(zhǔn)的電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為濕度數(shù)字信號(hào)，輸入到可編程控制器?？删幊炭刂破鲀?nèi)預(yù)先設(shè)定50%-60%RH為標(biāo)準(zhǔn)濕度值，實(shí)際測(cè)得的濕度信號(hào)與50%-60%RH比較，可以分為：在這個(gè)范圍內(nèi)，超出這個(gè)范圍，小于這個(gè)范圍三種情況。
 

　　可編程控制器將控制信號(hào)傳給變頻器，變頻器根據(jù)濕度值，相應(yīng)的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵從水源抽水，需要灌溉時(shí)，電磁閥就自動(dòng)開啟，通過主管道和支管道為噴頭輸水，噴頭以各自的旋轉(zhuǎn)角度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。灌溉結(jié)束時(shí)電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。為了避免離水源遠(yuǎn)的噴頭不能被供給足夠的壓力，在電磁閥的一側(cè)安裝一塊壓力表，保證個(gè)噴頭的水壓滿足設(shè)定的噴灌射程，避免發(fā)生因?yàn)樗畨翰蛔?，噴頭射程減少的現(xiàn)象。整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)草坪灌溉的智能控制。
 

　　結(jié)語(yǔ)
 

　　農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)不僅可以提高源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。基于傳感器技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)是中國(guó)發(fā)展高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)的必由之路。