ICS65.020.20

CCSB11

DB32

江蘇省地方標準

DB32/T4140—2021

稻田智慧灌溉技術規程

Technicalregulationforsmartirrigationofricefield.

2021-11-04發布2021-12-04實施

江蘇省市場監督管理局發布

DB32/T4140-2021

I

DB32/T4140-2021

稻田智慧灌溉技術規程

1范圍

本文件規定了稻田智慧灌溉的稻田灌溉基本條件、設備、軟件、設備安裝、平臺測試、設備維護

等。

本文件適用于稻田智慧灌溉。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.90電工術語電工電子測量和儀器儀表

GB4208外殼防護等級（IP代碼）

GB/T6593電子測量儀器質量檢測規則

GB11463電子測量儀器可靠性試驗

GB18802.1低壓電涌保護器（SPD）第1部分：低壓配電系統的電涌保護器性能要求和試驗方法

GB/T19064家用太陽能光伏電源系統技術條件和試驗方法

GB/T24670節水灌溉設備詞匯

GA/T711信息安全技術應用軟件系統安全等級保護通用技術指南

BSEN55016-1-1無線電干擾和抗擾測量儀和方法用規范無線電干擾和抗擾測量儀測量儀

DB32/T2950水稻節水灌溉技術規范

3術語

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

稻田智慧灌溉技術smartirrigationtechnologyforricefield

基于稻田水分信息的可靠感知與大范圍實時獲取，結合水稻需水規律進行灌溉智能化決策，提高水

分利用效率，節約水資源，促進高產優質水稻生產的智能灌溉技術。

4稻田灌溉基本條件

4.1田塊條件

田塊應平整，平整度不大于3cm，排灌通暢，無滲漏，集中連片。

1

DB32/T4140-2021

4.2設施條件

具有水泵、泵房和灌溉管道等配套設施，并有穩定且充足的水源。

4.3人員條件

操作人員應具備安裝電工和維修電工等電工知識。

5設備

5.1設備組成

稻田智慧灌溉作業設備應包括稻田土壤剖面水分傳感器、水稻冠層水分傳感器、田間水位信息傳感

器、稻田水分信息感知節點、匯聚節點、稻田灌溉無線控制終端、用戶終端及其他附屬設備，具體組成

見圖1。

圖1稻田灌溉系統示意圖

5.2土壤剖面水分傳感器

5.2.1組成

土壤剖面水分傳感器在結構上由5組傳感器敏感探頭、數據組處理器及附屬組件組成。其中5組傳感

器敏感探頭是由兩個環形電極構成的電容器，分別用于測量水層、空氣層、20cm壤層、30cm壤層和50

cm壤層，空氣層和水層電容器可以動態地對每個傳感器進行標定。

5.2.2性能參數

通道數量為3通道，傳輸線（標準）為RVVP屏蔽電纜，工作溫度0~65oC，工作濕度0~85%RH，

土壤剖面體積含水率測量精度為±10%。

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DB32/T4140-2021

5.3水稻冠層水分傳感器

5.3.1組成

水稻冠層水分傳感器從結構上分為上行光傳感器和下行光傳感器。上行光傳感器用于接收太陽輻射

光信息，下行光傳感器用于接收作物冠層反射光信息。

5.3.2性能參數

上行光傳感器為余弦接收（具有太陽光入射天頂角余弦校正），平板型毛玻璃余弦校正，透過率

≥75%，下行光傳感器視場角30o，通道數量4通道，反應波段為681nm、815nm、900nm和970nm，光譜

帶寬≤10nm，光學感應器為1.6mm2硅光二極管，傳輸線（標準）為RVVP屏蔽電纜，接頭（標準）為小

型3針母頭，工作溫度0~65oC，工作濕度0~85%RH，冠層水分含量測量精度為±10%。

5.4田間水位信息傳感器

5.4.1作用

田間水位信息傳感器適用于普通液體液位測量，可在0~15cm的量程范圍測試。

5.4.2性能參數

分辨率12位，采樣頻率50Hz，工作功耗80mW，數據格式二進制，工作溫度0~65oC，工作濕度0~

85%RH，材質為ABS工程塑料，防水等級IP65，田間水位信息測量精度：±10%。

5.5稻田水分信息感知節點

5.5.1組成

稻田水分信息感知節點與稻田土壤剖面水分傳感器、作物冠層水分傳感器、田間水位信息傳感

器連接，能夠自動完成稻田土壤剖面水分、作物冠層水分、田間水位信息的數據采集，無線通信模

塊將處理后的田間水分信息發送到匯聚節點，實現數據的傳輸，結構見圖2。

5.5.2性能參數

稻田水分信息感知節點應使用太陽能電池，在連續陰雨天條件下連續工作時間應不低于10天，太陽

能電池應符合GB/T19064的規定。

數據采集點宜使用無線數據傳輸方式。

防護標準應符合GB4208的規定，防護等級IP65，絕緣等級Y級，允許工作溫度-20℃～70℃，

抗干擾性應滿足BSEN55016-1-1的規定。

3

DB32/T4140-2021

圖2稻田水分信息感知節點

5.6匯聚節點

匯聚節點應實現稻田無線傳感網的組網初始化和控制功能，接收感知節點發來的數據并處理，

之后通過TCP/IP協議將數據傳輸到網絡，根據需求回復控制指令狀態。

5.7稻田灌溉無線控制終端

稻田灌溉無線控制終端由中央處理器模塊、ZigBee無線通信模塊、光伏供電模塊、流量監測模塊及

繼電器模塊構成，該終端的功能是完成稻田遠程實時自動灌溉控制。

5.8用戶終端

應安裝稻田智慧灌溉多媒體信息采集與傳輸模塊、專家咨詢模塊。

應采用基于J2ME技術的移動終端和固定終端，圖像采集設備分辨率應大于200萬像素，內存大于

50M。

4

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5.9附屬設備

5.9.1組成

附屬設備包括水平橫梁、支撐桿、套管和采集器連接件。水平橫梁用于固定多光譜傳感器，支撐桿

用于連接水平橫梁和固定套管，方便操作，套管用于感知節點。

5.9.2性能參數

支撐桿規格：長度1500mm~2100mm，為空心，外徑24mm，壁厚2.5mm~3mm，化學氧化處理；

橫梁規格：長度270mm，寬度40mm，化學氧化處理。

6軟件

6.1稻田智慧灌溉軟件能提供農業疾病圖、文信息實時采集、上傳，提供自主分類的具備農業知識庫

支持的專家診斷的功能。網絡端診斷與知識庫模塊、后臺管理模塊應兼容.NET技術和基于WEB的用戶

界面形式。功能如下：

a）具有遠程通信服務功能。能根據通信協議遠程接收終端設備遠程上報的水質和設備相關數據信

息，并可以下發各種控制指令。

b）具有數據實時監控、遠程設備控制功能。提供實時數據查詢，能通過無線傳輸調控現場設備。

c）具有信息預處理與存儲功能。能根據模型對數據進行過濾、計算、矯正和存儲。設備故障導致

錯誤數據可以自動去除，錯誤數據量小于0.5%，數據存儲時間應超過1年。

d）具有信息查詢、預警與發布功能。提供歷史數據查詢，1萬條以內信息數據量查詢時間小于3s，

20萬條以內信息數據量查詢時間小于20s，能根據設定的閾值發送數據和預警信息。

e）具有設備運行管理與維護功能。可在平臺上實時對設備進行監控和管理，查看設備的工作狀態，

可以監視終端設備的通信連接狀態，在通信連接故障時，能夠報警并通知用戶。

6.2軟件平臺運維穩定可靠，平均無故障工作時間應大于3000小時，故障修復時間應小于12小時。安

全標準應符合GA/T711的規定，軟件應定期更新，一個月進行一次系統維護。

7設備安裝

7.1總體要求

現場安裝點的選取應方便維護管理，采集終端和智能控制單元之間應無障礙物遮擋，保障現場短距

離通訊和遠程無線通訊的質量，螺栓、螺釘等緊固件應緊固，聯接可靠，不應松動。

7.2稻田水分信息感知節點安裝

7.2.1一個標準化田塊（20畝）設置一個稻田水分信息感知節點。

7.2.2安裝支撐桿。將支撐桿插在稻田中心位置，支撐桿應垂直插入稻田，且牢固不易晃動。

7.2.3安裝水平橫梁。在支撐桿的頂端安裝螺絲并旋轉固定，安裝水平橫梁，使橫梁朝向正南方向。

7.2.4安裝感知節點采集器連接件。將采集器連接件通過螺絲固定在支撐桿上距離頂端800mm位置

處。

7.2.5安裝水稻冠層水分傳感器。將上、下行光傳感器分別放置于水平橫梁上下方。

7.2.6安裝土壤剖面水分傳感器。先用專用取土器，打出深100cm、直徑50mm～70mm的圓孔，將

土壤剖面水分傳感器埋入土中，使第一個環形電極在距土壤上表面10cm處。

7.2.7安裝田間水位傳感器。將水位傳感器豎直向下插入土中，使測試口底部與土壤上表面平齊。

5

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7.2.8安裝太陽能板。使太陽能板朝向正南偏約12度，并與地平面成一約45度夾角，保證太陽能板可

以充分接收陽光。

7.3匯聚節點安裝

7.3.1固定電控箱，電控箱頂部應安裝防水罩。連接好電路，安裝天線，天線安裝位置應高于地面2000

mm。

7.3.2匯聚節點應布設在通訊信號