我國(guo)農(nong)業(ye)正處于向現代農(nong)業(ye)轉型(xing)的關(guan)鍵時(shi)期，目前傳統灌溉(gai)方(fang)式存在明顯(xian)短板，水資(zi)源(yuan)利用率僅(jin)為(wei) 45%，而(er)人(ren)力成(cheng)本卻占總(zong)成(cheng)本的 30% 以上(shang)。在此背景(jing)下，借助技術創新推(tui)動(dong)農(nong)業(ye)灌溉(gai)向精準(zhun)化、智(zhi)(zhi)能(neng)化方(fang)向發(fa)展已(yi)成(cheng)為(wei)當務(wu)之急，這也是智(zhi)(zhi)慧農(nong)業(ye)發(fa)展的重要內容。
在國(guo)家 “鄉村振興” 戰略和(he) “智慧(hui)農業(ye)(ye)” 發展規劃的(de)(de)引領下，2025 年兩會提出的(de)(de) “農業(ye)(ye)新(xin)質(zhi)生(sheng)產力” 概(gai)念，為智慧(hui)灌溉(gai)的(de)(de)發展提供了新(xin)的(de)(de)思路。該概(gai)念強調將 AI、區塊鏈、新(xin)能源(yuan)等新(xin)技術融入農業(ye)(ye)生(sheng)產的(de)(de)全過程(cheng)，有(you)助于構建一個涵蓋灌溉(gai)決策、水資源(yuan)管理(li)和(he)能源(yuan)供應的(de)(de)全鏈條(tiao)可持續農業(ye)(ye)灌溉(gai)系統，推動農業(ye)(ye)生(sheng)產方式的(de)(de)根本(ben)性(xing)變革(ge)。
為守護(hu)農(nong)田生態(tai)環境(jing)的穩定(ding)狀態(tai)、提升農(nong)業生產(chan)的效率，卓嵐打造(zao)了一套(tao)以 LoRa 技術為核(he)心的智慧(hui)農(nong)業解決(jue)方(fang)案。這一方(fang)案依托(tuo) LoRa 無(wu)線通信技術，同時(shi)融合物聯網(wang)、云(yun)計算等前沿(yan)技術，對傳統農(nong)業生產(chan)模式進行(xing)全方(fang)位的升級(ji)與改造(zao)。
通過智慧(hui)感(gan)知(zhi)、智能(neng)預(yu)警、自動控制以(yi)及智能(neng)分(fen)析(xi)等一系列手段(duan)，該(gai)方案能(neng)夠讓農業(ye)生(sheng)產的(de)(de)各個環節都處(chu)于可視、可管(guan)、可控的(de)(de)狀態(tai)，進(jin)而有效(xiao)(xiao)提高生(sheng)產效(xiao)(xiao)率與(yu)整體效(xiao)(xiao)益。具體而言，系統(tong)會對(dui)農業(ye)生(sheng)產環境(jing)中的(de)(de)溫度、濕度、光(guang)照(zhao)強度、土壤墑情等關鍵參數進(jin)行實(shi)時監測(ce)(ce)，隨后對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)收集到(dao)的(de)(de)數據信(xin)息(xi)進(jin)行分(fen)析(xi)處(chu)理。當監測(ce)(ce)數據達到(dao)預(yu)設(she)閾值，或是收到(dao)人為干預(yu)指令時，這些(xie)信(xin)息(xi)將作為灌溉設(she)備(bei)運(yun)行的(de)(de)控制依據，最終實(shi)現農業(ye)灌溉的(de)(de)智能(neng)化操(cao)作。
智慧(hui)灌溉系(xi)統(tong)包含(han)了卓嵐LoRa產品的(de)溫濕度(du)、光照(zhao)強度(du)及PH值等多種(zhong)傳(chuan)感器(qi)，以及灌溉閥門，專為農田灌溉管理設計，能在2-3公里的(de)范圍內(nei)精準部署，全面(mian)監控農作(zuo)物(wu)生長的(de)土(tu)壤環境。
在2-3公里農田范圍內，利用LoRa技術結(jie)合云(yun)平臺(tai)，實現了(le)土壤墑情實時(shi)監測與精(jing)準(zhun)灌溉(gai)控(kong)制(zhi)，確保農作物健康生長(chang)。云(yun)平臺(tai)作為數(shu)(shu)據處理(li)的核心，每隔2分(fen)鐘就會自(zi)動下(xia)發(fa)MODBUS指令(ling)，從傳感器中采集最新的環境(jing)數(shu)(shu)據，實現對農作物生長(chang)環境(jing)的實時(shi)監控(kong)。一旦環境(jing)參數(shu)(shu)達到預設的閾值，云(yun)平臺(tai)會立即響應，通過MODBUS指令(ling)向(xiang)相應的LoRa終端(duan)發(fa)送控(kong)制(zhi)信號。LoRa終端(duan)接收到信號后，通過RS485接口(kou)與閥門(men)進行通信，實現對灌溉(gai)系統(tong)的精(jing)準(zhun)控(kong)制(zhi)，包(bao)括啟動和停止灌溉(gai)。
同時，還可以通過(guo)LoRa終端的IO口連接閥(fa)門(men)中的無源開關量(liang)，用于指示閥(fa)門(men)的開關狀態，平臺可在(zai)開/關閥(fa)門(men)之后再下發指令采集IO狀態信息(xi)，以確(que)保開到(dao)位(wei)、關到(dao)位(wei)，避免由于丟包(bao)等因(yin)素導致(zhi)缺乏灌溉或灌溉過(guo)渡，以達到(dao)預期控制效果。
圖1
LoRa無(wu)線產品主要用(yong)于傳(chuan)感(gan)器，比(bi)較(jiao)集中，空(kong)曠等環境。射頻(pin)無(wu)法覆蓋(gai)的位(wei)置(zhi)，可(ke)以采用(yong)LoRa模塊轉(zhuan)以太網通信設備等等。大型項(xiang)目(mu)中還有很多模擬(ni)量，數字量等設備，此時就可(ke)以采用(yong)各種網絡IO控制器。
監測土壤濕度(du)、溫度(du)、pH 值、光照強(qiang)度(du)、降雨量等參數(shu)(shu)，數(shu)(shu)據(ju)更新頻率(lv)可自定(ding)義。集成(cheng)氣(qi)象(xiang)站，獲(huo)取風(feng)速、溫濕度(du)、氣(qi)壓等外部環(huan)境(jing)數(shu)(shu)據(ju)。
基(ji)于(yu)作物(wu)生長周(zhou)期和土(tu)壤水分閾值，自(zi)動(dong)生成灌(guan)(guan)溉計劃（如滴灌(guan)(guan)、噴灌(guan)(guan)時長）。
通過云平臺遠(yuan)程開關閥門、調節灌溉量(liang)，支持定時(shi)任務(wu)與異常觸發模式。與水泵、電磁閥等設備聯動，實現(xian)無人化灌溉。
實時監測設備狀態（如電池電量、信號強度(du)），自動報(bao)警故(gu)障。對土壤過濕 / 過干、設備離線(xian)等(deng)異常情況推送通知。
低功耗(hao)，超長續(xu)航：LoRa模組采(cai)用(yong)(yong)低功耗(hao)模塊，可使用(yong)(yong)電(dian)池供電(dian)，使用(yong)(yong)壽命長久，避免頻繁更換
無線(xian)組網(wang)，優(you)化成本：數據傳輸層(ceng)通過無線(xian)方式傳輸，減少了(le)布線(xian)聯網(wang)的施工成本，縮(suo)短(duan)施工周期，大(da)大(da)提高了(le)工程效率。
通信(xin)可靠，降低誤(wu)差：LoRa模(mo)塊采用(yong)的是天線定點通訊(xun)(xun)，按技術要求安裝完(wan)畢(bi)后，即可進(jin)行24小時的通訊(xun)(xun)，且(qie)不受(shou)電網波動的影響。讀取數據精確。
節點獨立，便于(yu)擴(kuo)展和維護：通過自組網絡將數據(ju)傳輸至中心(xin)，各節點可靈活增減。
