摘要：阐述了农业灌溉系统中一体化智能阀门应用要求以及农业灌溉系统优化的具体内容。

　　关键词：农业灌溉系统；一体化智能阀门控制器；节水；物联网

　　1农业灌溉系统中一体化智能阀门应用要求总览

　　在农业生产中，针对灌溉系统的优化需要从农业生产实际出发，思考系统优化的实际需求。在农业灌溉系统的优化中，合理利用输水管道中的水资源，避免农业灌溉中水资源的无序浪费是系统优化最根本的目标方向。为此，灌溉系统的优化要确保系统各个输水管道阀门能够进行自主决策，根据农田实际用水需求自行控制管道阀门的开合，对农田进行科学化供水。

　　2农业灌溉系统优化的具体内容

　　2.1系统中的一体化智能阀门控制器设计

　　2.1.1基于一体化智能阀门控制器的农业灌溉系统总体结构

　　在我国的农业生产中，现阶段大部分农业输水管道都使用简易阀门，所采用的方式、形式各不一致。有些阀门的止水效果不合格，有些阀门无法对管道流量进行精确的控制，还有一部分阀门虽然在实际应用中有着很好的控水效果，但这些阀门的售价往往要高于其他的阀门，很多农户出于自身的经济利益考虑，不愿意使用这一类阀门。

　　2.1.2农业灌溉系统中智能阀门结构设计

　　灌溉系统中使用的一体化智能阀门由太阳能供电系统、阀门内部的物联网测控模块、无线网络通信模块、传感器节点、指令执行模块等构成。由此，可以让阀门在无线连接的情况下进行工作，精准执行系统终端发布的动作指令。

　　2.1.3农业灌溉系统中智能阀门无线监控网络设计
       阀门的无线监控网络设计由阀门上的智能传感器、路由器的节点、记忆物联网的网关构成。阀门的无线监控网络负责对农田区域的环境温度、地块土壤的温湿度以及农田所在地区的气象预报数据的检测。在这一模块的设计中，根据物联网系统的运行原理，采用模块化设计思路，针对农田灌溉的不同要求配置专门的传感器，并为其设置专门的系统通讯接口，实现系统终端与阀门硬件设备的智能互联。

　　2.1.4农业灌溉系统中智能阀门调节控制方式设计

　　一体化智能阀门是农业节水智能灌溉物联网重要的节点，这一个节点具体负责接受系统中发出的农业灌溉作业相关的各项指令，进行管道阀门开合状态与开合状态的自主调节，以此达到控制灌溉用水流量的目的，提高农业灌溉用水的利用率。以往农业灌溉系统中对阀门的控制，通常都是通过有线控制的形式，在系统硬件设置的过程中需要为此进行大规模的线缆铺设工作，不仅会增加系统架设的工作量，后续的管线维护也需要投入大量的人力、物力。基于此，在系统优化中，针对一体化智能阀门供电控制的设计采用光伏电池供电的方式。

　　系统中的一体化智能阀门在系统的实际运行中，最重要的功能是对管道内水流的流量进行精确的控制，所以阀门开合角度控制精度就显得尤为重要。对此，在阀门控制器设计中，通常会采用霍尔传感器、光电编码器、测速发电机等传感器对阀门控制器中的直流电机的转速进行测量与反馈，以此进行阀门开合状态的判定，并根据此作为阀门动作的进一步指令。这一类传感器件在农业灌溉系统中的应用很容易就能够实现对阀门控制器中直流电机的闭环控制，但这一类型的传感器在实际应用中也存在一定的缺陷。

　　2.2农业灌溉作业决策软件设计

　　通过物联网技术的应用，优化后的农业灌溉系统能够实现对系统覆盖区域内各个地块灌溉情况的实时监测，而这就为一体化智能阀门的开合状态与角度控制，以及阀门流量的调节提供了需要的参考数据。而真正实现这一点，需要在系统优化设计中根据一体化智能阀门的实际应用情况，进行农业灌溉作业决策软件的开发，由这一软件对系统覆盖的各个地块的实际用水需求进行科学判定，根据判定结果，向系统中的一体化智能阀门发布相应的操作指令，精确控制一体化智能阀门的开合状态与开合角度。

　　在实际工作的过程中，农业灌溉作业决策软件会将区域内农作物的实际生长情况以及农业专家对该区域农作物的灌溉作业意见充分结合，以区域内种植农业的水分需求与灌溉作业的科学规定作为决策的根本性基础，进行农业灌溉作业的决策。农业灌溉作业决策软件为系统决策的科学性提供了充分的保证，能够充分实现对一体化智能阀门开合状态与角度的精确控制，有效节约了农业灌溉作业中水资源的使用量，避免了农业灌溉用水的无序浪费。

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