背景介绍

我国作为农林业大国，同时也是用水大国。但我国水资源极为短缺，水资源危机已成为制约经济可持续发展的重要的因素。因此走科技之路来实现智慧农业是未来发展关键。

随着水资源供需矛盾的日益加剧，各国都十分重视发展节水型农业。发达国家除普遍采用喷灌、滴灌、微灌等先进的节水灌溉技术外，还应用先进的自动化控制技术实施精确灌溉，以作物实际需水为依据，以物联网技术为手段，提高灌溉精准度，实施合理的灌溉制度,提高灌溉水资源的利用率。

系统组成

智慧灌溉系统，主要由无线自动控制器、物联网无线节点和电磁阀、传感器等组成。

灌溉控制器为创新的物联网无线智慧灌溉控制器，在控制器方圆约五平方公里范围内可以通过物联网无线节点接入不同规格的电磁阀、水泵、水压计、传感器等，所有传感器和电磁阀不需要使用外部电源。灌溉控制器也可以用于霜冻监测、预警和灌排实时控制。

智慧农业管理系统

智慧农业管理系统给出了一个节水灌溉自动化系统的基本框架，它主要由中心主控系统、采集控制模块、无线通讯模块、土壤水分传感器、气象观测站、电磁阀等设备组成，系统介绍可分为传感器与电磁阀、采集控制、数据传输及控制中心四部分，现对各个部分做进一步的描述：

1.传感器与电磁阀:

是数据的采集者与系统自动化功能的执行者。传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。主要包括测量土壤水分的土壤水分传感器，测量养分的养分仪，测量气象要素的雨量传感器，空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器等; 电磁阀是本系统中自动化的执行设备，可与水泵、养分补充设备等相连。

2.采集控制设备：

是指掌控数据采集设备和执行设备工作的数据采集控制模块，主要作用为： 通过作物决策灌溉软件的设置，掌控数据采集设备的运行状态; 根据作物决策灌溉软件发出的指令，掌控执行电磁阀的开启/关闭。

3.数据传输

本系统中采用的为无线传输模块。无线传输模块能够通过GPRS无线网络将与之相连的用户设备的数据传输到Internet中一台主机上，可实现数据远程的透明传输。

4.控制中心

主要由计算机和作物决策灌溉决策软件组成，作物决策灌溉软件是数据接收者及指令发出者，是整个系统的灵魂。主要由以下功能：系统配置、功能设置：设置数据采集时间段、采集间隔、控制系统执行条件等参数;数据存储显示、打印等操作：将采集到的数据实时显示，可用图表表达并能执行打印等操作; 发送指令：将指令通过无线传输模块发送给数据采集控制模块，控制电磁阀的开启或关闭;自动灌水功能：根据不同的地区、不同的作物在不同生长阶段对水分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动开启灌水功能。自动补充养分功能：在无土栽培中，根据不同的作物在不同生长阶段对养分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动补充相应的养分。

系统应用及优势

产品优势

（1）技术先进、稳定可靠：物联网自动灌溉系统在控制节点和控制器之间实现了无线连接，避免了各种电信号对测试结果的干扰，大大提高了监测结果的稳定性和可靠性。

（2）高度集成：无线节点同时具有监测和控制功能，除了能控制电磁阀开闭灌水系统，还能同时连接相关传感器进行实时监测，减少系统应用成本。

（3）控制点布设简便：连接电磁阀的控制节点，可以根据灌溉需要在低成本下进行灵活布点;

（4）应用范围广：除了满足农业生产精准灌溉需求外，还能根据实际生产需求或应对田间涝害进行精准排水，满足不同生产类型的个性化需求。

通过建设智慧河（湖）长综合管理平台，实现省、市 、县、乡、村五级统一，完善河湖管护的信息化管理体系，促进上下级信息互联互通，有效提升河湖整治管理效率和水环境监管能力，为各级河长办达成“保护水资源、防治水污染、改善水环境、修复水生态、监管水域岸线”的任务提供信息化保障，提升河 长办对河湖管理的效率和成效。

智慧河（湖）长系统主要建设内容可分为五个部分，即采集感知层、基础设施层、数据中心层、支撑平台层、应用系统层建设。

采集感知层：作为整个河（湖）长制平台的数据来源，负责系统数据的采集工作，包括雨量、水质、视频、水位、流量等数据的采集。

基础设施层：通过政务云平台实现数据云存储，并运用互联网、政务内网、政务外网、控制专网多种网络类型。

大数据中心层：基于大数据基础框架，构建基础库、汇集库、主题库、产品库、模型库、多媒体库及共享库。

支撑平台层：为系统应用提供信息及软件资源支撑服务，构成数据服务体系，对下汇集数据资源，对上支撑应用服务。

应用系统层：主要建设河长制管理系统、移动APP、微信服务、门户网站等内容。

图 总体架构图

采集感知层：作为整个河（湖）长制平台的数据来源，负责系统数据的采集工作，包括雨量、水质、视频、水位、流量等数据的采集。采集层主要包括监测站、遥感影像、视频等数据采集终端。采集层各监测设备根据既定的要求运行，数据采集后以统一的格式通过网络存储到对应的数据库中。

基础设施层：通过政务云平台实现数据云存储，并运用互联网、政务内网、政务外网、控制专网多种网络类型。

数据中心层：基于大数据基础框架，运用结构化存储、半结构化存储及非结构化存储等框架和离线计算、分布计算存储、内存计算及流式计算等计算框架，构建数据库，包括基础库、汇集库、主题库、产品库、模型库、多媒体库及共享库。通过数据汇集、数据治理、数据管理及数据更新等管理平台为业务应用提供思考与决策的数据基础。

支撑平台层：为系统应用提供信息及软件资源支撑服务，构成数据服务体系，对下汇集数据资源，对上支撑应用服务。支撑层涵盖综合服务、应用集成平台、应用构件平台等。

应用系统层：立足于信息平台的数据资源，以服务于河（湖）长制各项任务的开展和业务的执行为目标，为用户提供综合信息服务，即整个系统管理端、移动APP、微信公众号和门户网站的数据管理、信息展现和决策支撑服务。

门户层：服务河长办、河长、各级监督部门、各级职能部门、社会公众等组织。

 硬件产品

球形摄像头

飞马无人机

 软件产品

管理系统

移动APP

微信公众号

门户网站