（1.新疆琪晟环保科技有限公司 新疆乌鲁木齐 830000；2.新疆农业大学机械交通学院；3.新疆永舸清洁能源科技有限公司）
摘要：利用3G技术，将远程控制与农田灌溉自动化结合起来，把从农田中采集到的图片、视频和数据信息等实时传递给管理者，管理者通过3G手机或电脑等各类移动设备接收和发送指令，实现农田浇灌远程控制的目的。此项技术可提高农田浇灌效率，节约水资源，改善农民的劳动强度，优化各种农业资源的配置，在农业现代化进程中有很大的应用前景。
关键词：远程监控；农田灌溉；节约水资源
0 引言
新疆是我国最著名的干旱地区，全年平均降水量仅有147毫米，年平均蒸发确高达2000毫米左右，农业用水占总用水量的90%以上，农业生产主要依赖于灌溉，没有灌溉就没有新疆的农业【1】。新疆还是我国粮棉等农产品主产区，而大部分农作物都分布在新疆生产建设兵团，由于南北疆气候差异较大，90% 以上的农田地处干旱半干旱地区，只有实施智能化节水灌溉才能充分利用有效的水资源【2】。
1 远程监控系统组成及工作原理
该远程监控系统由四大系统组成即: 农作物现场网格化实时监测系统；3G远程实时信息传递和报警系统；农田远程控制系统和管理员操作系统【3】。
1.1 农作物现场网格化实时监测系统
因为农作物生长主要与其温度、湿度、光照强度、土壤含水率等主要因素有关，为此，该系统采用深圳拓扑公司远程监控的农业灌溉系统平台，在农田网格化区域内点阵式安装网络摄像机，部署所需的温度传感器、湿度传感器、光照传感器和土壤水分传感器等设备。各设备节点通过太阳能电池进行供电，实时将采集到的数据发送给无线路由器，利用GSM 远程控制设备通过3G技术把视频和监测数据信息传递给管理员，便于用户远程监控管理【4】。
1.2 3G远程实时信息传递和报警系统
通过系统参数设置，将温度传感器、湿度传感器、光照传感器和土壤水分传感器的参数及控制装置的电压进行上下限报警设置，一旦达到设定的限值后GSM 远程控制监控系统将报警信息发送到管理员手机中。管理员可以通过3G 手机或电脑等移动设备随时随地接收和发送数据，要登录3G 网络，只需输入网络摄像机的地址、用户名、密码进入系统平台，即可获取农田的实时监测视频，了解农作物生长状况，现场的气温、湿度和土壤水分及灌溉情况等参数。达到对农业灌溉系统远程监控、工作状态查询以及实现报警、传输数据和接收命令指示的目的。
1.3 农田远程控制系统
远程控制系统是由GSM 远程控制设备组成。此系统主要是根据终端现场安装的各种传感设备、视频监控设备和报警设备等现场采集到的一系列参数，并将这些参数信息传递给主控系统，主控系统对这些参数进行分析处理，将相关信息通过GSM 远程控制装置发送到管理员手机中或可移动终端平台上，管理员可根据这些报警参数决策并实现远程节水灌溉系统电磁阀的自动控制操作，使传统的灌溉系统实现了精准化、自动化和智能化。
1.4 管理员操作系统
该系统包括管理人员和3G手机接收器及移动电脑，所有现场农田采集的信息参数最终通过GSM 远程控制装置汇集到远程监控的农业灌溉系统平台上，该系统平台可以接收远程监控、报警系统相关信息以及网络摄像机发送的作物生长视频。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，管理员在接收各类参数及监测系统的报警信息同时，还可以利用3G 手机上网查询所在地区当天的天气情况，结合气象指标、作物形态指标和群体动态情况等，综合分析作物生长情况，进行各类检测数据分析和判断，作出相应决策，并将指令短信发送到控制系统的接收器上。
2 远程监控系统在新疆农田灌溉中的应用
据资料统计，新疆农业高效节水灌溉面积从1999年的87万亩增加到2013年的2470万亩，已占全区灌溉面积的35%，仅2013年就新增农业高效节水灌溉面积320万亩，15年间面积增加了28倍，发展速度很快，引领了全国高效节水灌溉的推广。目前，高效节水灌溉技术已从棉花、番茄等经济作物向玉米、小麦、水稻及核桃、红枣、葡萄等特色林果业规模化推广应用，截至2015年新疆80%以上耕地和果园实现田间高新节水灌溉，农业灌溉水有效利用系数达到0.55，争取到2020年，新疆农业高效节水面积累计达到4300万亩以上。预计在“十三五”初，智能滴灌技术应用面积在新疆也将超过200万亩。
该系统相比以往的农业灌溉系统，首先可以根据季节天气不同，实现对农田进行规定时间的准确灌溉，免去了以往的人力频繁奔波；其次能够实时的监测灌溉系统的当前运行状态；在安全性能方面，保障了现场设备的安全运行，可避免盗窃等现象，能够节约大量的人力、物力及财力。
3 远程监控系统在新疆农田灌溉中的发展趋势
目前，国外发达国家在农田灌溉区域普遍使用了计算机管理系统，并通过专用的滴灌智能控制系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势，取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性，为人们充分利用现代化仪器设备在农田灌溉智能控制系统中提供了巨大的应用潜力。
近年来新疆经常遭遇春季强沙尘暴侵袭，由于地处欧亚大陆腹地的干旱和半干旱区域，受这种地理环境和气候条件制约，一直以来，新疆农业用水资源匮乏且使用效率不高，传统灌溉水利用率仅为40%，单位产出耗水量是全国水平的6倍，面临水资源紧缺与消耗过大的双重挑战。新疆又是我国粮棉等农产品主产区，这对新疆农业生产造成极大危害。引进和开发先进的远程智能化灌溉技术，充分发挥网络通信技术优势，采用先进系统平台技术与传统农业生产相结合，规模推广以智能灌溉控制技术为核心的高效农业灌溉，有效解决了新疆农田饮水难的问题。
4 结论
本文研究设计的GSM 农业灌溉远程监控系统集成了现场控制终端，通过GSM 模块实现远程数据实时通信。该系统在低成本和高可靠性的前提下实现了农业灌溉系统无人值守和远程控制、工作状态实时监控查询和防盗报警等功能，实现了农业灌溉系统的远程管理和维护。通过云计算和大数据分析，为农业科研部门和广大农业用户提供精准有效的理论数据和实施方案，使得新疆远程监控智能化灌溉走向规模化、精准化、多功能、低能耗、低成本、智能化的节水灌溉，完善经济效益、社会效益、生态效益相统一的绿色农业。
参考文献：
[1]钱翌，李君，赵华．新疆节水农业面临的主要问题及发展对策[J] ．新疆农业科学，2002，39： 128-130．
[2]丁新利．新疆干旱区节水灌溉工程技术发展模式研究[J] ．灌溉排水学报，2006，25（5）：53-56．
[3]万松峰，黄惟公． 基于ARM &Linux 的网络化监控系统的设计[ J] ． 西华大学学报:自然科学版，2005，24(3)：4-6．
[4]周升科，谢斌，顾健荣．基于GSM 网短消息的无线数据传输系统［J］．冶金自动化，2002( 2) ： 67．
作者简介：
王伟强（1967-）男，河南平顶山人，研究生，研究方向：机电一体化
论文作者:王伟强1,董丹华2,郭春园3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/28
标签：新疆论文; 系统论文; 农业论文; 农田论文; 农田灌溉论文; 实时论文; 高效论文; 《电力设备》2017年第2期论文;