以物联网技术为载体的智能农业依靠国家农业发展政策,成为未来我国科技进步的主力。精准灌溉技术是在农业生产措施与高新技术有机结合的基础上发展来的技术,是现代农业发展的新趋势。精准灌溉技术的主要目的就是通过科学技术避免农田因盲目灌溉导致的水资源浪费和农业减产,合理利用水资源,从而达到提高经济效益的目的。茶园微滴灌系统的应用实现了对茶树的精准灌溉和茶园种植的精细化管理,对提高茶园种植的现代化水平、节约水资源、提升茶叶品质具有重要意义。土壤水分含量是茶园是否进行灌溉的重要依据。因此,对土壤墒情的精准把握是实现精准灌溉的前提,土壤中不同深度的含水量是土壤墒情的重要指标。茶树种植密集,多处于山区、坡地,还有影响无线传感器节点的通信距离的树木等通信障碍物,合理布置传感器可靠有效的采集土壤水分温度及养分信息十分重要。为此,本文主要研究内容和研究成果如下:(1)介绍了茶园信息远程监测系统,茶园信息远程监测由两部分组成:信息采集方法和远程传输。基于ZigBee的无线传感网络节点模块、汇聚点模块和路由模块,构建能够覆盖茶园目标信息的多跳、自组织无线传感器网络。信息采集主要通过高精度环境感知设备、无线传感器网络(WSN)网络节点,室外PH自动气象站,以及实时终端控制设备,完成茶园信息的实时获取和远程传输。远程传输采用Welleplus WR200系列控制器。与中央处理器配套的GPRS模块,为RS485通讯,使用Modbus作为通讯协议。(2)监测数据中会出现误差数据,无法直接使用这些数据进行分析和建模,将错误和误差带入到数据分析中将影响结果。采用拉伊达准则进行粗大误差剔除,然后通过小波降噪进行去噪处理。由于茶园环境参数空间分布不均匀,单一传感器数据时间或空间可能存在局部性缺失和不足,采用基于分批估计的数据融合技术对同类传感器数据分别进行时间和空间上的融合,形成对茶园环境参数的统一性的描述。(3)对多深度土壤的水分含量进行预测,对于制定合理科学的灌溉计划安排意义重大。介绍了一种基于ARX模型的可对多深度土壤水分含量进行预测的模型,模型可根据少量层次的土壤含水量的测量结果对其他层次的土壤含水量进行预测。采用相关性分析确定模型输入输出,利用一段时间的土壤含水量数据对模型进行训练,确定模型结构和模型参数。在预测阶段,训练好的模型则可以根据已有数据对其他深度的土壤水分含量进行预测。用相对误差RE、均方根误差RMSE和模型拟合度Fit来评价模型的有效性。(4)构建茶园信息平台,通过土壤水分预测模型预测值与茶树水分指标对比进行预警。构建茶园信息数据库,信息平台通过与信息数据库连接,获取茶园信息。茶园信息平台实现实时数据显示、设备状态显示、种植预警、用户管理、远程控制等功能。信息平台界面简洁,易操作,易扩展。实现了茶园微滴灌系统自动化便捷化控制。