智慧农田灌溉系统：引领物联网节水高效灌溉新时代

近期，中国地质大学（北京）的一支大学生创新团队“水彩田园”成功开发出一套智能农田灌溉系统，该系统在农田灌溉领域实现了重大突破，凭借其出色的软硬件产品设计与多项灌溉与检测技术专利，为农田灌溉的管理提供了更节能高效与高度自动化的方案，引发了社会各界的热烈关注。

这套基于物联网的智慧农田灌溉系统融合了平移式灌溉设备、节水灌溉设备、土壤湿度实时检测装置以及多种软硬件设计等多项专利技术。其中，平移式灌溉技术采用了喷头移动辅助设备创新和精准定量灌溉模式创新，整套系统采用了监测、灌溉一体化系统创新。得益于物联网技术和两个创新方向，产品在保证低成本和易操作的前提下大大提高了水电资源节约和粮食产量。

图1 团队主要成员合影

该系统主要依靠光伏发电，以常规发电为辅，为各系统提供足够的能量。物联网模块感知层采集信息并发送到控制系统，控制系统处理信息并操控喷灌系统，喷灌系统采用的传动方法使其可以在空间上自由移动，进行定点定量灌溉，运用电滑轨技术实现轨道内单一喷头大范围喷洒的功效，有效避免多喷头下水资源过度浪费的问题。同时结合湿度临界值、传感器、物联网等技术，有效检测作物需水状况，从而达到精准喷灌，让作物生长及产出尽可能达到最优解。

在软件设计方面，总体软件设计系统包括感知层、传输层、应用层3个层次。感知层包含各类型传感器，用以控制节点数据收集；传输层包括终端节点、网关等；应用层主要包括服务器以及检测软件等。

图2 系统流程

该套系统的独特之处在于，使用了团队发明的一种平移式灌溉设备实用新型专利。该设备采用自主设计的机械辅助设备，利用位矢化分析与曲柄式传动原理，使喷头可以迅速到达可控范围内的任意位置，灌溉的精准性大大提高，且运用少量喷头即可实现大范围灌溉。

该套系统还使用了团队研发的土壤湿度实时监测系统实用新型，通过实时监测各位点土壤湿度，信息采集与喷灌系统一体式运作，实现了操作简便，集成性强，高度自动化的优点。

此外，该智能灌溉系统前瞻性地融入物联网技术，实现远程监控与智能控制。管理人员只需借助手机、电脑等终端设备，即可实时查阅土壤湿度检测报告、设备运行状态及处理效果，远程指挥灌溉系统工作，极大提升了设备的智能化管理水平与操作便利性。

图3 喷灌设备实物图

我们热切期待这款革新系统能够在更广泛的农田灌溉场景展现出其卓越的性能，在农业事业引领节能高效智能灌溉的新篇章。同时，我们鼓励更多热衷于科技创新的大学生，勇敢地站在时代前沿，用智慧和勇气参与科技创新，为社会发展和人类福祉做出贡献。