安秀芝

摘 要 互联网时代的来临推动着各行各业的变革与生产技术的革新。计算机技术作为互联网时代的技术基础，是解放发展生产力的重要动力，也是推动各个行业发展的技术引擎。目前，计算机技术已逐渐应用于农业生产的整个流程中，提高了农业生产的产量和效率。农业灌溉是实现高效生产、节能减耗的关键一步，将计算机技术应用其中更是重中之重。基于此，对计算机技术在农业灌溉中的应用和发展潜力进行了深入的分析与研究。

关键词 计算机技术;农业灌溉;环保

中图分类号：S275 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.06.109

互联网时代的到来迫使各行各业进行信息化革命，提高行业的生产效率和产量，实现产业的迅速发展。我国自古以来就是一个农业大国，始终把农业的生产和发展作为核心支柱问题。计算机技术作为先进的技术，将其应用在农业生产的整个流程中，可以大大解放农业生产所需的劳动力，提高农业生产效率，增加产量。

传统农业灌溉方式中，大多地区依然延用大水漫灌的方式，这种方式极大地浪费了水资源。如今，将计算机技术应用到农业灌溉中正处于一个起步阶段，主要是将农民的经验知识和相对应的理论知识进行结合，利用计算机技术进行农业灌溉。但这种方式效率并不高，农民自身所具有的计算机知识几乎为零，更加不会使用计算机等智能设备。此外，相对于传感器等设备本身相对落后，对于数据的收集并不及时和准确，因此大多数都是人工自己进行收集和记录，浪费了大量人力和物力。智能化的农业灌溉作为当前最具发展潜力的行业之一，受到了各国政府的重点关注与扶持。智能化的农业灌溉不仅符合低碳经济要求，而且促进了经济的可持续发展。

1 相关技术的应用

1.1 全球定位系统技术

在农业灌溉领域中，地理信息非常重要。不同地区具有不同的农作物，不同农作物对水分的需求量也大不相同。因此，基于计算机技术全球定位系统（Global Positioning System，GPS）技术实现农作物区域位置的定位，对农业灌溉具有重要意义[1]。虽然GPS接收器具有多种多样的种类，但大体结构相一致，如图1所示，GPS接收器主要包含天线单元部分和接收单元部分。GPS接收器可以通过与卫星通信获得其地理位置，然后传输该位置的空间坐标，实现实时的位置信息传输。通过获得的位置信息可以及时了解到该农作物所处地区的实际灌溉情况，从而确定出相应的灌溉用水量，有效减少水资源的浪费。

地理信息不仅包括位置信息还包括与地理环境有关的天气、温度、降水和土壤等信息。利用各种传感器可以收集许多与农作物生长有关的信息数据，然后利用计算机技术对这些收集到的信息数据进行分析，从而制定相应的灌溉方案和病虫害防治策略，实现对农作物生长周期的全监控。除此之外，还可以利用一些计算机软件制作出不同的农作物灌溉需水量的可视化图，通过该可视化图可以实现不同农作物的分区灌溉。

1.2 视觉识别技术

农作物的生长情况与灌溉量息息相关，农作物所处的生长期不同，则本身所需的水量也各不相同。如果可以对农作物的生长阶段进行监控，为其提供合适的灌溉量，那么农作物就可以健康生长，实现丰收。基于计算机技术的视觉技术可以实现该功能，计算机视觉可以借助识别技术识别农作物的种类，识别技术也可以对农作物进行数据分析，得到农作物本身所具有的基础数据。这些数据通过高速的网络传输到计算机的终端，通过计算机的计算得到该区域所需要的灌溉用水量，然后实现精准化的农业灌溉。在农作物生长过程中，经常会受到病虫害以及杂草的危害，这些问题都可以借助计算机技术的视觉技术进行解决。通过视觉技术不仅可以识别出原本属于该区域的农作物，还可以识别出其他的非农作物，并对其所在的位置信息进行标记，提醒农户进行精准的除草工作，或者运用机器人实现自动化除草等。对于病虫害的监控，识别技术可以识别出该农作物本身是否处于监控状态，同时监控可能存在的害虫等，进行数据分析，借助计算机分析出合理的对策[2]。

1.3 系统自动化管控

经过地理信息和生长信息的收集后，已经获取了大量有效的信息数据，收集到的数据需要进行存储。在系统设定中，需要建立一个数据存储中心库，主要用来存储传输过来的大量有效信息数据，方便之后数据的管理和查询等操作。值得注意的是，对于水资源在农业中的应用分析，需要较长时间跨度的农业用水数据，这样才能确保分析后得到的数据范围是准确的、可靠的。系统利用人工智能等技术对农业数据进行分析后，会得到一定范围的指标数据。当得到的指标数据超过预先设定的参数时，系统会进行一系列操作，如控制硬件设备进行灌溉、警示监控人员等[3]。除了系统自动化管控外，监控人员还可以通过人工操作的方法进行一系列操作。该系统主要包括数据存储的模块、数据分析的模块、自动化控制的模块以及人工操作的模块4个部分。通过该系统可以改变传统农业漫灌的灌溉方式，实现水资源的有效节约，节约人力物力的耗费，提高农业产量。

综上所述，随着计算机技术的日益发展，在农业灌溉领域中应用计算机技术的未来发展空间非常广阔。

2 农业智能灌溉系统

农业智能灌溉系统可以做到不依靠人工操作进行农业灌溉，系统通过传感器和视觉技术能够及时地检测到当前土地状况，从而判断何时进行灌溉及停止灌溉时间，實现智能化的农业灌溉。农业智能灌溉系统需要多种计算机技术的使用，这些技术的发展与应用显著提高了我国农业的技术含量。

2.1 农业智能灌溉系统的设计与开发要遵守以下几点要求

1）系统要由多个模块组成，进行层次化设计，在该标准下设计的系统具有很高的维护性和扩展性。2）系统所需的计算机配置要求要尽可能的低，不需要昂贵的硬件设备。软件的每次升级都不需要更换硬件，降低系统的成本[4]。3）系统要设计人性化的交互界面。管理人员在使用系统时，操作简单，减少工作强度。4）系统要适应复杂恶劣的野外环境。农田这种野外环境下经常存在恶劣的环境，电磁干扰强度大，系统要保证在这种环境下能够正常运行。

2.2 农业智能灌溉系统具有的功能

1）数据收集功能。该系统能够接收各种传感器传输过来的信息，如湿度传感器等。系统通过这些传感器可以收集到各种各样的土壤信息，从而判定当前是否需要进行对农田进行灌溉。

2）控制功能。该系统具有各种各样的控制功能，如定时控制和循环控制等。管理人员通过设置不同的控制功能，使得系统可以灵活运行，甚至可以在无人值守时智能进行灌溉操作。

3）恶劣天气自动停止功能。由于农业智能灌溉系统的硬件设施大多都放置在农田野外的环境下。在该环境下，经常遭遇暴雨、大风等恶劣天气，因此当传感器传输的某项指标数据超标时，要及时自动停止系统，防止恶劣天气下运行产生故障。

4）节能功能。农田中设备的运行需要电源为其提供动力。但是，野外电源十分宝贵，农业智能灌溉系统要做到对电源的准确控制。在需要进行灌溉时，要定时开启电源，使农业灌溉正常运行;在不需要进行灌溉时，要关闭电源，节约用电。

5）故障检测功能。农田野外环境下，会存在各种各样的意外发生，如灌溉管的破裂和传感器故障等，因此农业智能灌溉系统有对设备进行故障检测的功能。当检测到故障发生时，系统会响起报警声警示后台管理人员，同时会自动关闭发生故障的设备，当后台管理人员进行仔细检查后按下关闭按钮，才会消除报警声。

2.3 系统控制的灌溉方式

1）喷灌。与传统漫灌方式相比，喷灌可以大幅度节约用水。喷管主要被用于紧密种植的区域化的农作物。这种灌溉方式可以有效提高耕地利用效率。与此同时，喷灌也存在一些缺点，例如，其能耗很大且需要充足的供水量，对于风速也有很高的要求。

2）微灌。微灌方式是目前最先进的一种灌溉技术，其可以精確化对农作物需水位置提供水分。微灌具有明显的优势，例如，其可以适用于每一种农作物和每一种地形环境，可以真正实现节约用水的目标，且灌溉均匀。值得注意的是，微灌的灌溉方式对于设备要求较高，因此设备维护费用非常大。

农业智能灌溉系统可以根据不同的农作物和不同的地理环境有针对性地选择最好的一种灌溉方式，实现真正的智能化灌溉，降低灌溉成本。

3 结语

现阶段，农业和水资源的矛盾越来越明显，计算机技术应用到农业灌溉领域中是解决这一矛盾的有效办法。鉴于此，主要研究了计算机技术在农业灌溉甚至农业生产整个领域中的意义，简单阐述了农业灌溉领域中相关计算机技术的有效应用，然后介绍了农业智能灌溉系统的设计标准、实现功能以及灌溉方式。目前，我国农业灌溉的现代化水平仍落后于发达国家，但只要坚持农业发展，主动追求技术的更新与迭代，就一定能完成中国式的弯道超车。

参考文献：

[1] 张莉莉，武艳.无线传感器网络在山区精细农业中的应用探索[J].信息与电脑（理论版），2020，32（23）：203-205.

[2] 赵洋.计算机技术在农业节水灌溉中的应用方法浅谈[J].现代农业研究，2019（11）：67.

[3] 章浩.无线传感器网络中节点定位及其在农业上的应用[D].镇江：江苏大学，2007.

[4] 向模军，邹承俊.无线传感器网络在农业应用中的特点和前景[J].中国沼气，2018，36（04）：54-60.

（责任编辑：赵中正）