徐振东

（重庆市沙坪坝区公园管理中心 重庆市 400000）

随着社会经济和城市建设的快速发展，人们对周边环境的要求逐步提高。在城市品质提升及节约型园林的大环境下，如何满足人们对公园景观的高要求，同时做到高效与节约是园林人不断探索的方向。我国目前有110 个城市处于缺水状态，水资源利用的高效与节约是园林人要思考的问题。重庆属山地环境及亚热带季风型气候，经多年数据分析，公园用水主要是园林灌溉用水。本文将从园林灌溉的角度探讨智慧化灌溉的构成及应用。

1 传统园林灌溉与智慧型灌溉模式及特点

1.1 传统园林灌溉

传统灌溉灌水量大，灌水不均匀，对土地冲击大，容易造成土地土壤和肥料的流失。作物长期处于水量过多的状态，易引起植物根部的病害或涝死；易造成土壤板结，不利于根系的呼吸和土壤中养分的运输；还可能造成次生盐碱化。同时灌溉使用劳动力约占整个园林生产活动的2/5，需要大量的人力，对于我国这种已过人口红利期的国家而言，意味着巨大的人力投入和成本。随着老龄化的加快和劳动人口的持续减少，人工成本还会加速递增。

1.2 智慧型灌溉

智慧化园林灌溉综合管理系统利用现代计算机控制技术、无线通信技术、传感器技术，并结合园林景观的供水需求建立综合信息化管理平台，以科学合理的灌溉计划及土壤墒情进行自动灌溉，让管理有方利用有度、使用有效，让园林灌溉真正实现全过程的精确管控。通过智慧化园林灌溉综合管理系统的建设，将会显著提升园林灌溉档次，提高灌溉区域内水资源利用的综合管理水平，提高灌溉设备的运行效率，提高管理人员的工作效率，有效降低了区域内的管理成本和生产成本，最终达到节水、节能、增效的管理目标。

2 智慧型灌溉的系统

2.1 系统功能

智慧化园林灌溉综合管理系统能够精确管理灌溉流程，对植物进行合理灌溉，有效提高用水效率；减少人工投入，让管理者从灌溉中解放出来，实现节水增效；实现远程管控，大幅降低管理成本，让全过程的管理成为可能；长期自动记录、统计、分析灌溉数据为实现精细园林提供支持；智能分析植物长势、天气、土壤墒情指导灌溉并逐步实现智能化灌溉。

2.2 系统构成

智慧化园林灌溉综合管理系统由智慧云端服务器、物联网网关和现场智能监控单元三部分组成。智慧云端服务器利用云计算和物联网技术，进行整个系统的数据分配和策略调配，它总览整个自动化灌溉情况，灌溉区域的用水、灌溉实施监管和控制，同时能够进行数据分析和灌溉决策。物联网网关通过internet 网与智慧云端连接，实现数据交互、协议转换，和本地存储（策略和日志）的作用。现场智能监控单元由无线土壤水分传感器和无线灌溉节点（含电磁阀）组成，共同组成一个现场监控的回路，用于实际的墒情感知和操作控制。部分偏远地区可能会选择智能中继设备进行型号放大。系统为B/S 架构，管理者可以通过任何可以连接外网的移动终端或者电脑进行远程查看和操作，实现真正意义上的智慧园林。

图1 智慧化园林灌溉综合管理系统系统结构

2.3 系统平台

智能化园林灌溉控制系统平台的核心单元主要由智能采集，智能控制和智能决策三部分组成，通过完整的体系化架构，实现安全、高效、稳定的业务系统，通过后台数据分析，更能人性化提供给监管人员不同形式的数据展示方式，利于数据统计和场景分析，见图2。

2.4 系统设备

智慧化园林灌溉控制系统的设备构成主要分为：智能网关设备、中继设备（选配）、智能无线土壤水分传感器、无线智能电磁阀控制器、电磁阀以及相应的配套设施构成。

2.5 系统结构

图2 智能化园林灌溉控制系统平台拓扑

采用了可以无限扩展的开放式架构思路，并采用先进的集木式构建。整个系统由多组集群控制单元组成，每组集群控制单元管理一片区域，每一个片区由多台控制器、电磁阀、传感器组成。因此可以根据管理者的需求，方便快速地组建智慧化灌溉系统。管理者只需增加各级控制设备的数量即可实现整个系统的无限扩容。随着系统容量越大，平均投资成本愈低，生产效率也越高。整体系统主要特点：系统模块化、层次化设计，以提高效率，增加可维护性，便于扩展；灵活的硬件配置，管理者可以任意升级、更换被控硬件设备，而不需要更换软件；人机界面友好，实现灌溉过程的无人值守，减少人员的工作强度，提高灌溉效率；抗电磁干扰的能力强，保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能可靠地运行；故障自动检测功能，提高系统的健壮性，各种设备的布局要求美观。

2.6 系统应用

智慧化园林灌溉综合管理系统试点于重庆平顶山公园在玉兰寨片区，该片区共布置9 个电磁阀控制节点，根据取电方便原则就近路灯取电（路灯白天不供电晚上供电，白天设备利用太阳能锂电池供电，晚上用市电，兼顾不饱和锂电池充电），每个电磁阀附近根据地形选择土壤水分采样点进行在线数据采集，形成控制回路。经2 年的实践，该区域数据与历年传统模式同期数据分析后发现，平均用水量下降约40%，节约人工成本约5 万余元。

3 结束语

通过实践发现，智能化园林灌溉系统在园林灌溉中起到的节水效果良好，而且植物的长势也良好，还大大的减少了人力资源。它便捷的操作，直观的数据分析，切实有效的控水节水，是智能化节约型园林的新尝试。