《DB32T 4140-2021稻田智慧灌溉技术规程》

ICS65.020.20

CCSB11

DB32

江苏省地方标准

DB32/T4140—2021

稻田智慧灌溉技术规程

Technicalregulationforsmartirrigationofricefield.

2021-11-04发布2021-12-04实施

江苏省市场监督管理局发布

DB32/T4140-2021

I

DB32/T4140-2021

稻田智慧灌溉技术规程

1范围

本文件规定了稻田智慧灌溉的稻田灌溉基本条件、设备、软件、设备安装、平台测试、设备维护

等。

本文件适用于稻田智慧灌溉。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2900.90电工术语电工电子测量和仪器仪表

GB4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T6593电子测量仪器质量检测规则

GB11463电子测量仪器可靠性试验

GB18802.1低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法

GB/T19064家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法

GB/T24670节水灌溉设备词汇

GA/T711信息安全技术应用软件系统安全等级保护通用技术指南

BSEN55016-1-1无线电干扰和抗扰测量仪和方法用规范无线电干扰和抗扰测量仪测量仪

DB32/T2950水稻节水灌溉技术规范

3术语

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

稻田智慧灌溉技术smartirrigationtechnologyforricefield

基于稻田水分信息的可靠感知与大范围实时获取，结合水稻需水规律进行灌溉智能化决策，提高水

分利用效率，节约水资源，促进高产优质水稻生产的智能灌溉技术。

4稻田灌溉基本条件

4.1田块条件

田块应平整，平整度不大于3cm，排灌通畅，无渗漏，集中连片。

1

DB32/T4140-2021

4.2设施条件

具有水泵、泵房和灌溉管道等配套设施，并有稳定且充足的水源。

4.3人员条件

操作人员应具备安装电工和维修电工等电工知识。

5设备

5.1设备组成

稻田智慧灌溉作业设备应包括稻田土壤剖面水分传感器、水稻冠层水分传感器、田间水位信息传感

器、稻田水分信息感知节点、汇聚节点、稻田灌溉无线控制终端、用户终端及其他附属设备，具体组成

见图1。

图1稻田灌溉系统示意图

5.2土壤剖面水分传感器

5.2.1组成

土壤剖面水分传感器在结构上由5组传感器敏感探头、数据组处理器及附属组件组成。其中5组传感

器敏感探头是由两个环形电极构成的电容器，分别用于测量水层、空气层、20cm壤层、30cm壤层和50

cm壤层，空气层和水层电容器可以动态地对每个传感器进行标定。

5.2.2性能参数

通道数量为3通道，传输线（标准）为RVVP屏蔽电缆，工作温度0~65oC，工作湿度0~85%RH，

土壤剖面体积含水率测量精度为±10%。

2

DB32/T4140-2021

5.3水稻冠层水分传感器

5.3.1组成

水稻冠层水分传感器从结构上分为上行光传感器和下行光传感器。上行光传感器用于接收太阳辐射

光信息，下行光传感器用于接收作物冠层反射光信息。

5.3.2性能参数

上行光传感器为余弦接收（具有太阳光入射天顶角余弦校正），平板型毛玻璃余弦校正，透过率

≥75%，下行光传感器视场角30o，通道数量4通道，反应波段为681nm、815nm、900nm和970nm，光谱

带宽≤10nm，光学感应器为1.6mm2硅光二极管，传输线（标准）为RVVP屏蔽电缆，接头（标准）为小

型3针母头，工作温度0~65oC，工作湿度0~85%RH，冠层水分含量测量精度为±10%。

5.4田间水位信息传感器

5.4.1作用

田间水位信息传感器适用于普通液体液位测量，可在0~15cm的量程范围测试。

5.4.2性能参数

分辨率12位，采样频率50Hz，工作功耗80mW，数据格式二进制，工作温度0~65oC，工作湿度0~

85%RH，材质为ABS工程塑料，防水等级IP65，田间水位信息测量精度：±10%。

5.5稻田水分信息感知节点

5.5.1组成

稻田水分信息感知节点与稻田土壤剖面水分传感器、作物冠层水分传感器、田间水位信息传感

器连接，能够自动完成稻田土壤剖面水分、作物冠层水分、田间水位信息的数据采集，无线通信模

块将处理后的田间水分信息发送到汇聚节点，实现数据的传输，结构见图2。

5.5.2性能参数

稻田水分信息感知节点应使用太阳能电池，在连续阴雨天条件下连续工作时间应不低于10天，太阳

能电池应符合GB/T19064的规定。

数据采集点宜使用无线数据传输方式。

防护标准应符合GB4208的规定，防护等级IP65，绝缘等级Y级，允许工作温度-20℃～70℃，

抗干扰性应满足BSEN55016-1-1的规定。

3

DB32/T4140-2021

图2稻田水分信息感知节点

5.6汇聚节点

汇聚节点应实现稻田无线传感网的组网初始化和控制功能，接收感知节点发来的数据并处理，

之后通过TCP/IP协议将数据传输到网络，根据需求回复控制指令状态。

5.7稻田灌溉无线控制终端

稻田灌溉无线控制终端由中央处理器模块、ZigBee无线通信模块、光伏供电模块、流量监测模块及

继电器模块构成，该终端的功能是完成稻田远程实时自动灌溉控制。

5.8用户终端

应安装稻田智慧灌溉多媒体信息采集与传输模块、专家咨询模块。

应采用基于J2ME技术的移动终端和固定终端，图像采集设备分辨率应大于200万像素，内存大于

50M。

4

DB32/T4140-2021

5.9附属设备

5.9.1组成

附属设备包括水平横梁、支撑杆、套管和采集器连接件。水平横梁用于固定多光谱传感器，支撑杆

用于连接水平横梁和固定套管，方便操作，套管用于感知节点。

5.9.2性能参数

支撑杆规格：长度1500mm~2100mm，为空心，外径24mm，壁厚2.5mm~3mm，化学氧化处理；

横梁规格：长度270mm，宽度40mm，化学氧化处理。

6软件

6.1稻田智慧灌溉软件能提供农业疾病图、文信息实时采集、上传，提供自主分类的具备农业知识库

支持的专家诊断的功能。网络端诊断与知识库模块、后台管理模块应兼容.NET技术和基于WEB的用户

界面形式。功能如下：

a）具有远程通信服务功能。能根据通信协议远程接收终端设备远程上报的水质和设备相关数据信

息，并可以下发各种控制指令。

b）具有数据实时监控、远程设备控制功能。提供实时数据查询，能通过无线传输调控现场设备。

c）具有信息预处理与存储功能。能根据模型对数据进行过滤、计算、矫正和存储。设备故障导致

错误数据可以自动去除，错误数据量小于0.5%，数据存储时间应超过1年。

d）具有信息查询、预警与发布功能。提供历史数据查询，1万条以内信息数据量查询时间小于3s，

20万条以内信息数据量查询时间小于20s，能根据设定的阈值发送数据和预警信息。

e）具有设备运行管理与维护功能。可在平台上实时对设备进行监控和管理，查看设备的工作状态，

可以监视终端设备的通信连接状态，在通信连接故障时，能够报警并通知用户。

6.2软件平台运维稳定可靠，平均无故障工作时间应大于3000小时，故障修复时间应小于12小时。安

全标准应符合GA/T711的规定，软件应定期更新，一个月进行一次系统维护。

7设备安装

7.1总体要求

现场安装点的选取应方便维护管理，采集终端和智能控制单元之间应无障碍物遮挡，保障现场短距

离通讯和远程无线通讯的质量，螺栓、螺钉等紧固件应紧固，联接可靠，不应松动。

7.2稻田水分信息感知节点安装

7.2.1一个标准化田块（20亩）设置一个稻田水分信息感知节点。

7.2.2安装支撑杆。将支撑杆插在稻田中心位置，支撑杆应垂直插入稻田，且牢固不易晃动。

7.2.3安装水平横梁。在支撑杆的顶端安装螺丝并旋转固定，安装水平横梁，使横梁朝向正南方向。

7.2.4安装感知节点采集器连接件。将采集器连接件通过螺丝固定在支撑杆上距离顶端800mm位置

处。

7.2.5安装水稻冠层水分传感器。将上、下行光传感器分别放置于水平横梁上下方。

7.2.6安装土壤剖面水分传感器。先用专用取土器，打出深100cm、直径50mm～70mm的圆孔，将

土壤剖面水分传感器埋入土中，使第一个环形电极在距土壤上表面10cm处。

7.2.7安装田间水位传感器。将水位传感器竖直向下插入土中，使测试口底部与土壤上表面平齐。

5

DB32/T4140-2021

7.2.8安装太阳能板。使太阳能板朝向正南偏约12度，并与地平面成一约45度夹角，保证太阳能板可

以充分接收阳光。

7.3汇聚节点安装

7.3.1固定电控箱，电控箱顶部应安装防水罩。连接好电路，安装天线，天线安装位置应高于地面2000

mm。

7.3.2汇聚节点应布设在通讯信号