隨著農業現代化進程加速，傳統灌溉方式因水資源浪費嚴重等問題，已難以滿足現代農業發展需求。智能灌溉系統憑藉精準決策與自動化灌溉優勢，成為提高農業生產效益、實現節水灌溉的關鍵技術。在此背景下，基於分級路由的農田智能化灌溉系統網絡布局研究，為智能灌溉產業發展帶來新的突破與方向。

  一、智能灌溉系統網絡布局的創新設計

  智能灌溉系統網絡布局以實現信息高效傳輸與精準控制為目標。該網絡依據農田灌溉管路分布和無線網絡有效傳輸距離，將灌溉區域分割成獨立的控制單元。每個單元內設有數據採集傳輸節點和數據傳輸節點，前者負責採集土壤濕度、環境及作物生長狀態等參數，並將數據發送至後者。數據傳輸節點對數據進行打包、聚類分析和二級融合，初步判斷灌溉需求後，將結果傳至數據處理中心。數據處理中心進一步分析數據，通過無線路由網絡將結果傳至遠程監測控制中心，該中心據此生成灌溉控制指令，發送至灌溉驅動機構，完成從數據採集到指令執行的完整智能灌溉流程。

  二、智能灌溉系統網絡的硬體支撐體系

  在智能灌溉系統中，數據採集節點與數據傳輸節點硬體結構相似，軟體功能各有側重。土壤濕度傳感器採用串口輸出，信號強度為 4 - 20mA，與晶片接口連接，減少測量誤差與干擾，同時晶片還連接多種功能模塊。數據傳輸網絡節點採用太陽能電池與普通乾電池結合供電，太陽能電量充足時優先使用，不足時切換至乾電池，通過二極體實現供電方式切換。數據處理中心作為系統核心，需具備強大的數據處理、存儲能力，能與路由網絡節點及外部網絡通信，支持嵌入式作業系統，確保系統穩定運行。

  三、智能灌溉系統的分級路由算法優化

  智能灌溉系統應用場景面積大、環境複雜，無法依賴有線網絡，對通信網絡覆蓋範圍、節點數量和數據包長度等提出嚴格要求。為此，系統採用分級式無線路由和星型分布，形成全覆蓋網絡拓撲結構。同時，採用應答方式的通信協議，避免數據傳輸異常，實時監控通信節點。基於分級路由改進網絡通信協議，提高傳輸協議可靠性，確保數據在複雜環境下準確傳輸。

  四、智能灌溉系統網絡的性能測試驗證

  《2025-2030年全球及中國智能灌溉行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，智能灌溉系統通信網絡設計完成後，通過通信監測軟體測試其工作流程，結果顯示各節點工作正常可靠，故障節點不影響其他節點網絡修復，具備良好魯棒性。在 0 - 40m 距離範圍內，對不同發送功率(3、10、15、20dBm)下的接收信號功率進行檢測，繪製曲線表明，隨著通信距離增加，分級路由通信網絡傳輸信號功率逐漸降低，驗證了網絡性能與傳輸距離的關係。

  綜上所述，基於分級路由建立的智能灌溉系統通信網絡，有效放大信號功率，增加數據傳輸距離，提升信號傳輸可靠性，為智能灌溉系統的穩定運行提供有力保障。在2025年智能灌溉產業布局中，這種創新的網絡布局與技術應用，將為農業智能化發展注入新動力，助力實現高效節水灌溉，推動農業生產效益與生態環境的協同發展，對智能灌溉產業的推廣與普及具有重要的參考價值和實踐意義。