摘要：智能节水系统涉及到市政园林与信息化技术、通信技术、计算机技术、物联网技术多学科交叉的前沿研究领域，其中的精准灌溉、自动化灌溉，智能控制等技术应用在智能节水系统中，极大的提高了水资源的循环利用率，有利于改善市政园林大幅提高覆盖率带来的灌溉水资源缺乏问题，有利于市政园林的管理和维护。本文主要探讨了市政园林建设中智能节水系统优势及其相关设计技术，以供市政园林的工程设计等人员进行参考。
关键词：市政园林；智能节水；物联网技术
引言：随着我国的国家森林城市建设战略的推进，市政园林的面积不断的扩大，城市中的森林生态化环境的地位越来越高，随之而来的是耗水量的不断增大，严重制约以及局限着市政园林的发展，制约着森林城市战略的展开。因此，如何提高水资源的使用率和水资源的循环利用率越来越成为一个热点问题[1]。如何优化和改善市政园林中的智能节水系统从而带给园林的植物生态良好的生长环境已经成为市政园林领域所关注的重大问题。
一、市政园林建设中智能节水系统优势
自二十世纪九十年代后期，伴随着计算机与网络技术的高速发展，传统的市政园林灌溉的技术有了重大的革新与转变，趋向于智能化、自动化的发展[2]。目前的智能节水系统的技术综合了计算机技术、物联网技术、自动化技术等最新技术[3]，以这些技术为支撑进行开发新型技术发展，进行绿色生态的智能化实时监测以及水资源灌溉的自动化控制，根据各种植物对水的需求将有限的水资源进行个性化的按需合理利用，而且方便了市政园林的管理和维护[4]，具体优势如下：
1、实时对市政园林的植被的空气和土壤中水含量实时监控
近年来，市政园林的信息化不断地随着物联网技术的革新而发展，物联网的各个传感器能够轻易感知到土壤中、空气中的水分的物理量变化，通过对市政园林的智能节水系统进行信息化监控并反馈信息到监控中心，并且下达指令，以这样的方式进行24小时不间断监控和有效管理，进行人工进行控制。此外，智能节水系统还能进行自动化控制，进行自行调节水分含量，从而大大保证了市政园林的绿色生态所需要的水分含量。
2、对市政园林的实时有效集中监控管理与自动控制
依托物联网技术搭载基于土壤水分传感器、湿度传感器的物联网感知系统，根据传感器感知的信息，智能的分析土壤中的水分需求，自动化灌溉控制系统将所需水分量自动传输送达植物的根系部，精准的满足植被的水需求；此外，当监测到水分高于植被的需求时，将土壤中的水通过渗出到管道中的方式进行回收，运送至回收水资源池中供自动化灌溉控制系统再次循环使用。此外，自动化灌溉控制系统还有智能喷水系统，能根据植物在不同气候环境下精确控制控水喷头定时定量的喷洒水分给植被。
二、智能节水系统的相关设计技术
1、智能水含量监测技术
在进行土壤水分传感器、湿度传感器安装的过程中，将土壤水分传感器埋设于植物根部，将湿度传感器架设在喜阴植物与乔木之间。土壤水分传感器主要是对植物的根部的土壤水分含量进行实时的自动采集监测。故在安装过程中，需要注意土壤水分传感器与DDC控制器之间的连接通过有线或者无线的连接方式。此外，在采用土壤水分传感器安装中应该尽量与湿度传感器保持一定的距离，以免造成感知资源冗余与传感数据互相干扰，实现灌溉用水的计量与需求信息自动采集、水含量信息的自动化采集和自动测控，监测网络的组网的网络结构一般采用网状拓扑结构或者星形拓扑结构，智能水含量监测系统的设计为是整个智能水含量监测系统运行的基础，智能水含量监测系统采用基于ZigBee无线通信网络的水含量感知的传感器节点、传感器数据信息采集和电磁阀等结构。ZigBee无线通信网络的各个监测节点是整个水含量监测系统的核心，实现了串口通信、无线数据传输、AD信息采集和DC变换等硬件功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能水含量监测系统通过ZigBee无线通信网络实现大规模覆盖用以完成数据的采集，将数据包通过汇聚节点传输到基站的DDC控制器的控制中心中，监测系统具有良好的防腐蚀、防水、抗低温，抗高温的特性，具备良好的使用寿命。
2、自动化灌溉控制系统技术
所述的自动化灌溉控制系统为通过布设在市政园林中的土壤水分传感器、湿度传感器网络等相关设备采集土壤中水分的变化情况信息，并将监测到的数据包通过网络传输到DDC控制器的控制中心，通过相应的技术方案进行水含量大数据分析，对灌溉终端、喷头等灌溉设备智能的发出相应的输水指令。
自动化灌溉控制系统一般通过对植被的根部的蓄水土壤的湿度进行实时监测，对比计算植被根系的需水量与当前监测值进行智能判断，将计算的结果作为自动化灌溉的阈值。自动化灌溉控制系统可实现对于土壤湿度的精准实时的管理，是保证市政园林的植被生态平衡稳定的重要措施。伴随着传感器技术、自动化控制技术的推广普及，自动化灌溉控制系统在节水灌溉中有了新的发展，通过灌溉控制器适时、适量精准的提供水分，在节水环保、园林的生态稳定、管理方面取得了巨大的成效，可显著提升水循环利用的精准度，提升了水的使用效率和便利于园艺人员的管理。
3、智能节水系统的发展与展望
智能节水系统通过应用智能水含量监测技术和自动化灌溉控制系统技术对市政园林的水分含量进行实时的监测与控制，按照植物的实际需求进行智能的按需输水灌溉。更进一步的，智能节水系统将按照植被的生长时期差异，土层差异、地点土壤信息差异的、结合地区气候的差异信息智能的自动精准的进行按时按量的灌溉。
智能节水系统的技术包括物联网通信方式和自动化控制。智能节水系统不仅包括输水灌溉设备，还能够应用先进的自动化控制技术、物联网技术、云计算技术、人工智能技术到智能节水灌溉技术中，从早期的人工控制到半自动化控制，再到后来的机械化自动控制，至今发展为数字化控制、人工智能控制和模糊控制。
根据智能节水系统的发展，可以得出以下结论：
（1）将来的智能节水系统必将朝着智能化、自动化的方向发展。这种发展不仅仅在监控方面，而且还朝着智能化的方向发展。
（2）将来的智能节水系统，通过远程的有线或者无限网络之间的连接，实现大范围的规模性精准园林灌溉，使城市生态更加适宜植被的生态演化，城市更加宜居、更好的调节水和空气的质量。
（3）智能节水系统的各项技术虽已相对成熟，但是由于所需的各种设备价格昂贵，而且不能适应我国城市中复杂的园林、气候、土地资源等复杂多样的情况，并不适用于大规模推广普及。
（4）智能节水系统已经开始融合物联网技术、人工智能技术、自动化控制、云计算技术等新技术。
结束语
随着我国的国家森林城市建设战略的推进，目前的智能节水系统的技术综合了计算机技术、物联网技术、自动化技术等最新技术，以智能节水系统通过应用智能水含量监测技术和自动化灌溉控制系统技术对市政园林的水分含量进行实时的监测与控制，按照植物的实际需求进行智能的按需输水灌溉，进行绿色生态的智能化实时监测以及水资源灌溉的自动化控制，根据各种植物对水的需求将有限的水资源进行个性化的按需合理利用，而且方便了市政园林的管理和维护。
参考文献：
[1]毕峻玮.节水智能灌溉系统施工技术[J].城市住宅，2016.
[2]王小丽.谈谈园林工程的节水灌溉系统[J].建筑工程技术与设计，2017.
[3]王晓坡.试论园林灌溉系统设计与施工[J].工程技术：全文版，2016.
[4]林庆潮.园林精准灌溉的系统设计及自动化控制探究[J].现代园艺，2017.
论文作者:关嘉华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签：智能论文; 园林论文; 技术论文; 市政论文; 系统论文; 水分论文; 传感器论文; 《基层建设》2018年第24期论文;