盛 會(huì)，郭 輝，張學(xué)軍，陳恒峰

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆　烏魯木齊　830052；2.新疆農(nóng)業(yè)工程裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

?

淺談智能灌溉技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

盛 會(huì)1，郭 輝2※，張學(xué)軍1，陳恒峰1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆烏魯木齊830052；2.新疆農(nóng)業(yè)工程裝備創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

摘要：隨著水資源的匱乏和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推廣，農(nóng)業(yè)對(duì)灌溉的要求日益提高，智能灌溉也隨之產(chǎn)生。智能灌溉系統(tǒng)涉及到傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、ZigBee無線通信技術(shù)等多種高新技術(shù)，將土壤濕度、溫度、氣象、水文、以及各種不同作物的特性等因素進(jìn)行融合最終做出灌溉決策。該系統(tǒng)在加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化、信息化的同時(shí)，也提高了農(nóng)業(yè)灌溉的生產(chǎn)效率，可以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源和按需灌溉的要求。

關(guān)鍵詞：智能灌溉；傳感器；ZigBee；節(jié)約水資源

0　引言

我國是一個(gè)水資源緊缺的國家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國人均水資源占有量僅相當(dāng)于世界人均水資源占有量的1/4。專家預(yù)測，我國人口在2030年將達(dá)到16億，屆時(shí)人均水資源占有量僅有1 760 m3，中國將成為嚴(yán)重缺水的國家［1］。21世紀(jì)水資源正在變成一種寶貴的稀缺資源，將對(duì)國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。節(jié)水、節(jié)能型的智能灌溉技術(shù)已經(jīng)成為灌溉發(fā)展的總趨勢，也為緩解水資源壓力和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了可能。目前發(fā)達(dá)國家如：美國、以色列等，利用先進(jìn)的節(jié)水智能灌溉技術(shù)使水資源的利用效率得到了顯著提高。在我國，農(nóng)業(yè)用水約

修回日期：2016-3-2

智能灌溉模式與傳統(tǒng)人工控制相比，具有節(jié)省水肥、人工等顯著特點(diǎn)，并可消除人為因素對(duì)灌溉的不利影響，更有利于灌溉的科學(xué)管理和先進(jìn)灌溉技術(shù)的推廣。智能灌溉模式對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量以及我國家庭牧場的建設(shè)具有促進(jìn)作用，推動(dòng)了我國勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，同時(shí)也有利于環(huán)境保護(hù)。

1　節(jié)水灌溉及智能灌溉技術(shù)

1.1節(jié)水灌溉

目前常用的節(jié)水灌溉方式有噴灌、滴灌等。噴灌是通過管道將水輸送到田間的噴頭，再經(jīng)噴頭噴射到空中散成細(xì)小的水滴，均勻地散布在農(nóng)田上，達(dá)到灌溉的目的，通常有高壓和低壓之分，根據(jù)其是否可移動(dòng)分為固定式和移動(dòng)式［3］。固定式的噴頭安裝在固定的地方，移動(dòng)式噴灌便于機(jī)組的轉(zhuǎn)移。

滴灌是利用低壓管道系統(tǒng)將水成滴、均勻而又緩慢地滴入植物根系發(fā)達(dá)區(qū)域土壤中的灌溉形式，使作物主要根系活動(dòng)區(qū)的土壤始終保持在最優(yōu)含水狀態(tài)［4］。由于滴水的流量小且入土緩慢，可最大限度地減少水份蒸發(fā)，如果再有地膜覆蓋，蒸發(fā)損失將進(jìn)一步減少。在滴灌條件下緊靠滴頭的土壤水分處于飽和狀態(tài)，其它部位的土壤水分均處于非飽和狀態(tài)，土壤水分的入滲和擴(kuò)散主要借助于毛管張力進(jìn)行。

1.2智能灌溉技術(shù)

智能灌溉，是指系統(tǒng)能夠自動(dòng)感測作物的溫度、濕度等生長環(huán)境，并結(jié)合光照、氣象等多種因素進(jìn)行分析判斷，最終做出是否灌溉執(zhí)行的一種灌溉方式。智能灌溉系統(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)、無線通信技術(shù)等多種高新技術(shù)，基本使用噴灌和滴灌等節(jié)水灌溉方式。其系統(tǒng)主要由五個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)采集站，一般有溫濕度傳感器、光照傳感器、以及氣象資料的獲取等組成；傳輸基站，主要由無線傳輸模塊組成；數(shù)據(jù)處理中心，主要通過軟件編程實(shí)現(xiàn)；遠(yuǎn)程監(jiān)測站，通過上位機(jī)組態(tài)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；電磁閥控制站，主要通過繼電器接收信號(hào)進(jìn)行控制。下面以我國常用的智能灌溉系統(tǒng)進(jìn)行分析闡述。系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心來控制繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田自動(dòng)灌溉，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 The block diagram of system structure

1.2.1首先要做的是通過溫濕度傳感器對(duì)作物土壤溫度和濕度進(jìn)行檢測。溫度和濕度是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素，也是影響植物生長的關(guān)鍵環(huán)境因素。對(duì)其進(jìn)行適時(shí)準(zhǔn)確的檢測可以幫助我們及時(shí)了解作物的生長情況，以便于及時(shí)對(duì)作物采取措施，這對(duì)于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及對(duì)農(nóng)作物的管理和灌溉都具有十分重要的意義。其實(shí)現(xiàn)方式主要通過溫濕度傳感器進(jìn)行。

1.2.2其次是對(duì)光照和氣象資料的獲取。通過光敏電阻進(jìn)行光照強(qiáng)度的檢測，如果中午光線較強(qiáng)烈，無論土壤干燥與否均不對(duì)其進(jìn)行灌溉。因?yàn)橹形绻庹諒?qiáng)烈時(shí)溫度較高，作物土壤溫度也很高，而水溫一般較低，此時(shí)灌溉，可使土壤溫度驟然下降，使根部細(xì)胞代謝減弱，作物根的吸水能力明顯降低。同時(shí)，外界氣溫較高，葉片為了散熱氣孔大開，作物的葉面蒸騰量增加，植物中的水份將會(huì)出現(xiàn)“入不敷出”的現(xiàn)象，產(chǎn)生生理性缺水，部分細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離而萎蔫，嚴(yán)重的可導(dǎo)致作物死亡。

通過對(duì)氣象資料的獲取可以使灌溉更加的智能化和節(jié)約用水，當(dāng)獲得的氣象資料顯示未來幾天將有降雨的情況下，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉量。

1.2.3再次就是將感測和獲取的信息經(jīng)過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給控制器。目前，智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)對(duì)信息的傳輸方式大體分為兩種。一種是充分利用現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將GSM或者GPRS模塊與單片機(jī)、傳感器進(jìn)行結(jié)合，將采集到的土壤墑情信息通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為信號(hào)傳輸媒介的不足之處：

（1）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)屬于商用通信網(wǎng)絡(luò)，每次通訊都會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用，因此在一次性的安裝投入后，還需要相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用。

（2）方案所采用的GSM或者GPRS模塊費(fèi)用也較昂貴。通過傳感器采集的大量數(shù)據(jù)，還需人工處理和判斷，配套的軟件工具與算法還不夠完善，從一定角度來講，還不能算是真正意義上的智能控制系統(tǒng)。

另一種是采用ZigBee技術(shù)。ZigBee是一種無線自組網(wǎng)，由ZDO所定義的Coordinater發(fā)起網(wǎng)絡(luò)，其他設(shè)備會(huì)自動(dòng)搜尋網(wǎng)絡(luò)并加入其中，同時(shí)ZigBee網(wǎng)絡(luò)還具有較強(qiáng)的自愈能力，抗擊毀能力，具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性［5］；同時(shí)避免了布線的巨大工程量，并且布設(shè)靈活?；谏鲜龇治?，可以將ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)歸納如下：

（1）低功耗。ZigBee技術(shù)主要應(yīng)用于近距離通信，因此收發(fā)信息的功率不高，再加上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)使用的是休眠喚醒工作模式，最終使得其功耗較低。

（2）低成本。通過大幅簡化協(xié)議，降低了對(duì)通信控制器的要求，而且ZigBee免協(xié)議專利費(fèi)。

（3）無線自組網(wǎng)。由ZDO所定義的Coordinater發(fā)起網(wǎng)絡(luò)，其他設(shè)備會(huì)自動(dòng)搜尋網(wǎng)絡(luò)并加入其中，同時(shí)具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

1.2.4最后控制器接收到田間信息后經(jīng)過不同的算法對(duì)其進(jìn)行處理，獲得是否灌溉和灌溉量的多少，再通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將灌溉信息傳送給繼電器，由繼電器控制電磁閥進(jìn)行灌溉執(zhí)行。對(duì)于不同的灌溉區(qū)域可以通過控制不同的電磁閥實(shí)施針對(duì)性灌溉，避免了過量灌溉的風(fēng)險(xiǎn)。

2　國內(nèi)外智能灌溉的研究現(xiàn)狀

2.1國外現(xiàn)狀

灌溉自動(dòng)化始于20世紀(jì)30年代，首先由法國提出一套較為完整的自動(dòng)化灌溉理論，并研制可以實(shí)用的自動(dòng)化水力溝渠閘門系統(tǒng)。50年代以來，由于電子科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使灌排工程自動(dòng)化變成可能。自動(dòng)灌溉控制模式由早期的現(xiàn)場分項(xiàng)分散控制發(fā)展到可以實(shí)現(xiàn)遙測、遙控的集中控制模式，并在西方發(fā)達(dá)國家得到先行應(yīng)用和發(fā)展［6～11］。

Phena和Howell（1984年）、Phene（1989年）將土壤濕度傳感器引入到灌溉系統(tǒng)的控制中，通過傳感器獲得土壤濕度數(shù)據(jù)，并傳給控制系統(tǒng)進(jìn)行灌溉決策，使作物根部水分總能滿足自身生長需求。1990 年Fangmerier等人研制了將紅外線熱電偶與空氣濕度器、土壤濕度傳感器進(jìn)行整合的自動(dòng)化灌溉控制器。Phene等人于1992年將作物蒸騰量引入滴灌系統(tǒng)計(jì)算。Ismail和Alshooshan（1996年）將電子張力計(jì)測量土壤濕度引入到灌溉反饋系統(tǒng)。同期澳大利亞的HARDIE IRRIGATION公司研發(fā)出為控制大面積灌概使用的MICRO-RGATIONTM系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用主分機(jī)的雙向通信技術(shù)，使用微機(jī)對(duì)其進(jìn)行編程控制，并能對(duì)灌概系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控［12］。ZigBee無線通信技術(shù)的應(yīng)用可以及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)生態(tài)環(huán)境、城市交通以及工業(yè)控制等進(jìn)行監(jiān)測。在農(nóng)業(yè)方面，2002年英特爾公司率先在俄勒丙州葡萄園中建立了第一個(gè)無線傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過傳感器節(jié)點(diǎn)間歇性的對(duì)土壤溫度、濕度及該區(qū)域有害物的數(shù)量進(jìn)行檢測，以確保葡萄生長品質(zhì)，進(jìn)而獲得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益［13］；2008年葡萄牙UTAD的Raur等人研究了將ZigBee技術(shù)用于葡萄園的精密栽培，并將太陽能、水動(dòng)能和風(fēng)能引入到電源管理中解決了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的電能供應(yīng)問題［14，15］；同年西班牙的Ruiz等人對(duì)水果的冷藏運(yùn)輸進(jìn)行改進(jìn)引入ZigBee實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)［16］；2009年西班牙Riquelme等人結(jié)合802.15.4協(xié)議和GIS技術(shù)研究了適用于設(shè)施環(huán)境精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，通過INTERNET使用筆記本電腦或PDA可隨時(shí)隨地了解作物環(huán)境情況。

國外智能灌溉技術(shù)起步較早，發(fā)展較為完善。隨著傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日趨成熟以及灌溉用水管理軟件的開發(fā)和應(yīng)用，使得智能灌溉得到較大程度的發(fā)展?；旧弦呀?jīng)達(dá)到了信息化、自動(dòng)化、多功能化的水平［17］?？傮w來講，國外智能節(jié)水灌溉技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

（1）根據(jù)實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)按需灌溉。氣象條件的波動(dòng)及植株的不同生長階段，作物的蒸散量會(huì)發(fā)生變化。智能灌溉可以根據(jù)采集的氣象數(shù)據(jù)和不同作物系數(shù)確定作物的需水量，然后調(diào)整灌溉量以達(dá)到按需灌溉的目的。

（2）避免過量灌溉。土壤對(duì)水的保持能力是有限的，超過此上限時(shí)植物根區(qū)以下水份會(huì)滲透流失。智能控制可以通過調(diào)解設(shè)定量，使灌溉深度控制在植物根系周圍，同時(shí)為了避免徑流損失，還可進(jìn)行間歇灌溉。

（3）系統(tǒng)流量管理和分區(qū)灌溉。首先根據(jù)不同作物需水量的不同，將灌溉分成若干區(qū)域，再根據(jù)每個(gè)主管或干管的流量設(shè)定開啟閥門的數(shù)量，以保持正常工作壓力和泵站的高效運(yùn)行。

（4）合理利用天然降水。灌溉中央控制系統(tǒng)可根據(jù)季節(jié)和氣象變化調(diào)整灌溉制度，使?jié)B入到土壤中的有效降雨充分利用。

2.2國內(nèi)現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代，特別是90年代以后，節(jié)水灌溉在我國得到了迅速推廣，并從國外引進(jìn)了大量灌概設(shè)備。同時(shí)也存在著較為突出的問題，首先是國外引進(jìn)設(shè)備沒有考慮到我國的氣候、土壤條件、作物類型等因素，并不符合我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況；其次就是引進(jìn)的設(shè)備價(jià)格太過昂貴［18］。目前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉裝備應(yīng)用（指農(nóng)業(yè)方面的節(jié)水灌溉的利用）總體呈現(xiàn)西快東慢、中部遲緩的狀況，如新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙、山西等省已經(jīng)把節(jié)水灌溉成功應(yīng)用在棉花、玉米、馬鈴薯等大田作物上，而中東部節(jié)水灌溉應(yīng)用只限于目前的蔬菜、瓜果等設(shè)施農(nóng)業(yè)種植方面［19］。北方地區(qū)如北京、天津、山東和河南低壓輸水灌溉技術(shù)應(yīng)用的較好，主要在山區(qū)重點(diǎn)發(fā)展噴灌技術(shù)［20］。近年來黑龍江省對(duì)節(jié)水灌溉的投入不斷增加，但問題也十分明顯。選擇的灌溉方式?jīng)]能和農(nóng)村單家獨(dú)戶的耕作現(xiàn)狀進(jìn)行有效結(jié)合，又加上運(yùn)行費(fèi)用高和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整不到位，使得灌溉設(shè)備基本上處于閑置狀態(tài)［21］。寧夏通過對(duì)引黃灌區(qū)水費(fèi)的調(diào)節(jié)，使其在2000年基本杜絕了“大水漫灌”、“洪水入溝”、“漫灘漫流”的傳統(tǒng)灌溉方式，實(shí)施了如小洼灌、水稻控制灌、噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉［22］。新疆屬于世界上著名的干旱地區(qū)，具有典型的大陸干旱性氣候。全疆灌溉面積占耕地面積的90%以上。新疆地區(qū)的膜下滴灌施肥技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平［23］。南疆地區(qū)降水少，主要應(yīng)用渠道防滲、噴灌技術(shù)以及低成本的滴灌技術(shù)等［24］。福建省不斷引進(jìn)推廣國內(nèi)外先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備，在渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌技術(shù)和微灌技術(shù)等方面不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備、新材料［25］。甘肅農(nóng)墾區(qū)土地資源豐富，地形平坦，土壤肥沃，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)相對(duì)較發(fā)達(dá)，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期受到干旱、風(fēng)沙、鹽堿三大自然災(zāi)害的威脅，灌溉大部分依靠渠道，地下水的開采過量，造成防護(hù)林帶和地下水位的破壞。經(jīng)過多年努力，甘肅農(nóng)墾現(xiàn)已成為全國最大的滴灌工程示范基地［26］。

雖然節(jié)水灌溉技術(shù)得到大面積的推廣和應(yīng)用，但針對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的智能節(jié)水灌溉控制技術(shù)起步較晚。方旭杰等，針對(duì)麗水黑木耳的種植模式，研究設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的無線智能灌概系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性良好［27］。王益祥等研制了由嵌入式測控終端和中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成，采用ZigBee和GPRS技術(shù)進(jìn)行通信的微灌監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了辦公室內(nèi)對(duì)灌溉現(xiàn)場的控制［28］。何龍等在杭州美人紫葡萄培養(yǎng)基地安裝了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，通過對(duì)土壤水分、養(yǎng)分、溫度、濕度和光照等信息的實(shí)時(shí)采集分析，并根據(jù)葡萄不同生長階段的供水需求進(jìn)行自動(dòng)控制灌溉，取得較好灌溉效果［29］。高峰等利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)作物水分監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究。實(shí)現(xiàn)了信息采集節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)部署以及數(shù)據(jù)自組織傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程作物需水信息的監(jiān)測［30］。韓華峰等針對(duì)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)信息監(jiān)控特點(diǎn)，進(jìn)行了基于ZigBee協(xié)議的傳感器節(jié)點(diǎn)技術(shù)的開發(fā)，并在此基礎(chǔ)上組成現(xiàn)場監(jiān)控?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)與無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（GPRS/CDMA）和INTERNET的無縫連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸至指定數(shù)據(jù)庫服務(wù)器［31］。

3　結(jié)論

3.1實(shí)現(xiàn)智能灌溉的難點(diǎn)

3.1.1作為通信協(xié)議的一種，ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)同樣存在通信的有效性與可靠性問題。如何通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及冗余的路由方式來提高ZigBee節(jié)點(diǎn)的鏈接可靠性是ZigBee技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)。

3.1.2當(dāng)農(nóng)場面積較大時(shí)，工程布線將成為一個(gè)繁瑣的問題，因此應(yīng)用中采用干電池或者太陽能板對(duì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電。ZigBee技術(shù)無線射頻信號(hào)的收發(fā)對(duì)于能耗的要求較為嚴(yán)格，因此如何在保證通信的基礎(chǔ)上，盡可能的減少通訊次數(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生命周期的最大化，也是ZigBee技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)。

3.1.3如何利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算處理能力對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波與自適應(yīng)加權(quán)運(yùn)算，并在數(shù)據(jù)的最終匯集點(diǎn)通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)融合方法對(duì)土壤濕度、溫度、氣象、水文、以及各種不同作物的特性等因素進(jìn)行融合，進(jìn)而做出灌溉決策，以達(dá)到真正意義上的智能灌溉控制，同樣是智能灌溉的一個(gè)難點(diǎn)。

3.2智能灌溉的發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，以及各類傳感器的系統(tǒng)化。再加上我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整要堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益相統(tǒng)一的原則。使得我國智能灌溉的發(fā)展趨勢為：

（1）集成化及智能化程度越來越高。

（2）新的控制理論和多功能傳感器逐步得到應(yīng)用。

（3）走規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營的道路以及精準(zhǔn)灌溉。

多功能、低能耗、低成本、智能化、精準(zhǔn)化、綠色化的節(jié)水灌溉裝備，以及農(nóng)業(yè)工藝和生物節(jié)約水措施將逐步應(yīng)用于灌溉農(nóng)業(yè)［32］。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉昌明，陳志凱．中國水資源現(xiàn)狀評(píng)價(jià)和供需發(fā)展趨勢分析［M］．北京：中國水利水電出版社，2001：3～6.

［2］張磊.智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)［C］.大連：大連理工大學(xué)，2009.

［3］趙振霞．基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉適宜技術(shù)優(yōu)選模型研究及系統(tǒng)開發(fā)［C］．山東：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010：23.

［4］姚振憲，王三建.我國滴灌發(fā)展歷程及建議［J］.農(nóng)業(yè)工程，2011，（1）.54.

［5］薛利娟.基于ZigBee技術(shù)的無線自組織的研究與設(shè)計(jì)［C］.西安：西安電子科技大學(xué)，2011：11～12.

［6］史愛克.節(jié)水灌溉在中國的發(fā)展與機(jī)遇［J］.四川農(nóng)機(jī)，2001，（5）：26～27.

［7］川陳莉.淺談節(jié)水灌溉技術(shù)［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，（10）：43～44.

［8］王長德，張禮衛(wèi)，馮曉波.灌溉自動(dòng)化的基本原理與技術(shù)發(fā)展［J］.中國農(nóng)村水利水電，2002，（2）：11～15.

［9］綜業(yè)室.以色列特色節(jié)水灌溉［J］.宜賓科技，2002，（4）：16.

［10］唐黎標(biāo).充滿活力的以色列農(nóng)業(yè)［J］.農(nóng)村工作通訊，2002，（11）：50～51.

［11］馬學(xué)良.國內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.節(jié)水灌溉，1999（2）：4～6.

［12］屈英.基于大田自動(dòng)控制的滴灌系統(tǒng)模式研究［D］.陜西:西北農(nóng)林科技大學(xué).2007，5.

［13］蔡義華，劉剛，李莉等.基I1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田信息、采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（4）：176～178.

［14］Raul M，Samuel G M，Miguel A F.Sun，wind and water flow as energy supply for small stationary data acquisition platforms［J］.Computers and electronics in agriculture，2008，（64）:120～132.

［15］Raul M，Miguel A F，Samuel G M.A ZigBee multi-powered wireless acquisition device for remote sensing applications in precision viticulture［J］.Computers and electronics in agriculture，2008，（62）:94～106.

［16］Ruiz G L，Barreiro P，Robla J I.Performance of ZigBee-Based wireless sensor nodes for real-time monitoring of fruit logistics［J］.JURNAL OF FOOD ENGINEERING，2009，（97）:405～415.

［17］沙加.國外智能節(jié)水灌溉控制技［J/OL］.現(xiàn)代花卉.（2011-8-25）.［2015-9-2］http://www.312green.com/information/% D6%C7%C4%DC/detail-72411.html.

［18］楊婷.基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)［C］.南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009：4～5.

［19］張賀增，張春平.淺析我國節(jié)水灌溉發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢［J］.農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2015.41（2）:11.

［20］陳維垣.北京市噴灌技術(shù)的推廣與發(fā)展［J］.噴灌技術(shù)，1996，（2）.23～25.

［21］楊培.黑龍江省中西部農(nóng)業(yè)開發(fā)旱田項(xiàng)目區(qū)灌溉方式探討［J］.黑龍江水利科技，2004，32（3）:85～86.

［22］李林燕，魏霄，王海濤.寧夏引黃灌區(qū)節(jié)水灌溉的現(xiàn)狀及對(duì)策［J］.市場經(jīng)濟(jì)研究，2004，（2）：72～73.

［23］任國玉，郭軍，徐銘志等.近50年中國地面氣候變化基本特征［J］.氣象學(xué)報(bào)，2005，63（6）:942～952.

［24］金萍.南疆發(fā)展節(jié)水灌溉應(yīng)注意的幾個(gè)問題［J］.新疆農(nóng)業(yè)科技，2004，（4）.41.

［25］董國華.福建省節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用研究及其發(fā)展趨勢［J］.水利科技，2002，（1）.23～24.

［26］傅林霞.甘肅農(nóng)墾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)節(jié)水灌溉前景淺析［J］.甘肅農(nóng)業(yè)，2004，（7）.47.

［27］方旭杰，周益明，程文亮等.基于ZigBee技術(shù)的無線智能灌溉系統(tǒng)的研制［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2009，1（1）:114～118.

［28］王益祥，吳林，段俊麗.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的微灌監(jiān)控系統(tǒng)研究［J］.測控技術(shù)，2009，28（3）:64～67.

［29］何龍，聞?wù)湎迹瑮詈Ｇ?，何?無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2010，12:236～239.

［30］高峰，俞立，張文安，徐青香，于莉潔.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作物水分狀況監(jiān)測系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（2）:107～111.

［31］韓華峰，杜克明，孫忠富，趙偉，陳冉，梁聚寶.基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（7）:158～163.

［32］袁壽其，李紅，王新坤.中國節(jié)水灌溉裝備發(fā)展現(xiàn)狀、問題、趨勢與建議［J］.排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào).2015（1）:78.

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2016.01.008

中圖分類號(hào):S275

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-7782（2016）01-0023-05

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)機(jī)局新機(jī)具研發(fā)項(xiàng)目（2015011）

通訊作者：郭 輝占用水總量的63%，由于渠道滲漏、大水漫灌等多種原因，使得我國農(nóng)業(yè)用水的有效利用率僅為45%左右，遠(yuǎn)低于美國等發(fā)達(dá)國家70%～80%的水平［2］。

The application status of Intelligent Irrigation Technology

Sheng-hui1，Guo-hui2※，ZHANGXue-jun1，CHENGHen-feng1
（1.Mechanical and Traffic College，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，XinJiang China；2.Key Laboratory of Xinjiang Agricultural Equipment Innovation Design Laboratory）

Abstract:With the shortage of water resourcesand the promotion of agricultural mechanization，the requirementsof agricultural irrigation are increasingly improved.The intelligent irrigation is produced.Intelligent irrigation system involves many new technologies，such as sensor technology，automatic control technology，ZigBee wireless communication technology，etc. It makes the soil moisture，temperature，weather，hydrology，and the characteristics of different crops and other factors for the integration of the final decision to make irrigation.In accelerating the agricultural production digitization，informationization，it also improvesthe production efficiency of agricultural irrigation to better realize the saving water resourcesand the demand for irrigation.

Key words:Intelligent irrigation；Sensor；ZigBee；Water-saving