董 佳，梅 欢，刘利军，盖素丽

(河北省科学院 应用数学研究所，石家庄 050081)

0 引 言

我国传统灌溉方式较为粗放，水资源利用率较低，灌溉的自动化、信息化程度与农业发达国家有较大差距，推广实施节水节能的智能灌溉，改变当前普遍存在的粗放管理方式，提高灌溉水利用率，已成为我国缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择[1-2]。国外已有发展农业的成功案例，例如：荷兰的文络温室，日本的植物工厂，以色列的滴灌技术，为我国农业的发展提供经验和启发。随着农业与自动控制技术、物联网技术、区块链技术、人工智能技术的深度融合[3-7]，必将形成我国农业发展的新格局。

本研究的智能灌溉系统利用自动控制技术、物联网技术、可视化技术，实现了大面积农田种植的精准灌溉，提升农业种植的自动化和信息化水平，降低劳动强度，提高水资源利用率，为智慧农业的发展奠定坚实基础。

1 系统总体设计

智能灌溉系统根据分布在田间的气象传感器及土壤墒情传感器，采集气象数据及土壤墒情数据，将其转换为数字信号，采用无线通讯方式，将数据存储到云端，并依据这些数据及农作物在不同生长周期的需水量和施肥量，进行专家决策，进而对水泵、计量泵和电磁阀等田间设备进行远程控制，实现农作物的智能灌溉，从而提高农作物的产量及品质，同时提高土壤水分利用率。该系统还可以通过农田现场的人机交互界面，实现系统初始化、灌溉设备的就地控制、灌溉规则的设定等功能。……