据统计，全球33％的人口遭受着水资源短缺的困扰。到2030年，这个数字很可能上升到50％，这显然突显了缺水形势的日趋严峻。而这这其中，有约70％的取水量用于灌溉，传统的方式使大约60％用于灌溉的水资源过度流失。可见，智能灌溉迫在眉睫。

一.认识自动灌溉的重要性

智能灌溉是精准农业的重要组成部分。我们一般会从以下三个方面着重发力：在正确的时间灌溉；较大限度地减少径流和其他浪费；确定土壤水分含量。

精准理解灌溉需求，帮助农民避免水资源浪费，提高田间作物生长质量。用自动阀和系统代替手动灌溉来消除人为误差因素，相对其他物联网实施项目而，智能灌溉系统的安装和配置没有那么复杂。

二、基于物联网的灌溉架构系统

智能微控制器是自动化灌溉较为核心的基础设施。布控在田间的土壤湿度传感器和温度传感器将实时数据发送到微控制器。我们需要确定“湿度和温度范围的需求范围”，一旦实际值超出此范围，微控制器就会自动打开水泵。微控制器需要配备伺服电机，以确保管道能够均匀地浇灌，以免某些区域堵塞或者过于干燥。用户可以通过客制化的移动应用程序对整个系统进行管理，从而进行远程监控和灌溉。

三、互联网

进出集中式网关的信息流需要稳定的互联网服务支持。无线低功率网络比如LoRaWAN，Sigfox等，可以方便地用于为传感器供电。这些传感器将字段信息发送到用户的本地计算机或云网络。系统可以将信息与第三方服务比如地区气象预报平台的其他输入信息结合起来，以实现“智能灌溉决策”。例如，如果预报中有雨，则不会释放水 ，哪怕实时数据表明该田地需要灌溉。

你也许不会相信，智能灌溉系统可以在旱季节省高达45％的水，在雨季节约将近80％的水。厉害！

四、成本优势

通过全自动操作的灌溉系统来取代传统的灌溉系统，由于不当浇水造成的作物枯萎的可能性很小，所以用户不必担心频繁更换作物。此外，由于智能农业和智能灌溉都有助于作物更快，更健康地生长，从而缩短生长周期。这将有助于年产量的增加。当然，物联网动力灌溉工具也可用于其他相近领域，比如园林业。

五、选择传感器类型

头一个单元是土壤湿度传感器（SMS），它用来检查土壤表面的介电常数，以估算表面的体积水含量。该湿度水平与介电常数读数成正比。SMS控制器可以是“按需”或“旁路”（具有允许灌溉会话在预先确定的阈值水平内的能力）。其次是温度传感器，它通常使用先进的电阻温度检测器组件来准确跟踪土壤温度水平。

六、气候参数的结合

虽然智能土壤湿度传感器有许多优点，但它们并没有以任何方式考虑与天气有关的因素，这是一个局限性。由于蒸发蒸腾而损失了大量的水分。因此，客户有必要考虑使用“更智能”的蒸发蒸腾控制器或基于天气的灌溉控制器（WBIC）。这些工作使用高质量的气象传感器，可以接收实时天气更新，并使用相同的方法来定制灌溉事件。

WBIC还可以处理历史天气信息和/或从卫星接收的数据，比如特定农田的其他特征，从植物类型和土壤性质，到地面坡度和可用的阳光量。实现真正的“因地制宜”。

七、LED灯的使用

当现场传感器报告湿度水平低于推荐/阈值水平时，灯发光，表明必须启动灌溉事件。LED灯也是“油箱溢流控制模型”的重要组成部分，它与强大的超声波传感器配合使用。只要泵电机正在运行且水箱中的水位低于阈值水平，灯就会发光。LED灯可作为便携式工具随时指示泵和洒水喷头的状态。SMS-es或超声波水箱传感器的读数可以在移动应用程序上显示，以方便用户。

八、传感器的放置

合理地布置传感器直接关系到智能灌溉网络所做“决定”的正确性。项目实施过程中，我们需要确保传感器始终与土壤表面保持接触，避免“气隙”。为获得好的效果，应将传感器放置在接收较大阳光的区域内以及植物的根区域内。土壤湿度传感器必须用土壤覆盖，但周围的压力也不能太高。

九、智能洒水器

切换到智能灌溉制度的主要优势之一是节约了大量的水资源。通过放弃过时的喷水系统并使用可以在多个轨道中喷射旋转水流的喷嘴，可以节约20％。这些旋转头洒水喷头释放的水大部分被土壤所浸泡，从而较大限度地减少了径流和其他形式的浪费。

十、故障检测

传统灌溉系统（如水箱，水库等）的泄漏和裂缝可能导致大量的水损失，而且，人工排查这些问题的根源很繁琐。通过物联网支持，这些控制器可以实时检测任何灌溉单元中存在的问题，从而使用户可以轻松地开展必要的维修。支持互联网的灌溉系统可以“监督”水箱，水泵和其他设备的状况。

十一、成本

虽然需要一些投资来在实施智能灌溉解决方案，但传感器成本远没高到令人望而却步。平旋转喷头是灌溉斜坡的理想选择。鉴于升级到智能工厂浇水系统的潜在好处，成本也算相对合理。SoCal WaterSmart是灌溉控制器系统的世界范围内领先的制造商之一。对于具有较低技术专长的客户而言，像CropX这样的物联网灌溉设备可以减少水的浪费并有助于提高产量，属于非常理想的选择。

十二、挑战

“智能灌溉”仍然是一个相对较新的概念。大多数现有的智能灌溉控制器具有许多复杂的特征和功能。物联网显然是这一领域的理想的解决方案。其中，用户输入（例如，作物类型，土壤，表面坡度等）对这些系统的性能表现至关重要 。此外，必须记住，“智能系统”中的错误容忍性远低于传统方式，因此我们必须严控项目交付质量，以避免机械和网络故障的发生，将客户利益始终至于首位。