水(shui)(shui)(shui)(shui)資源日益(yi)緊缺已經全球(qiu)性的(de)問題，節約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)并實現高效用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)是人類(lei)生(sheng)存(cun)與發展(zhan)的(de)需(xu)求(qiu)，也(ye)(ye)是全球(qiu)經濟(ji)社會(hui)的(de)需(xu)求(qiu)。我國(guo)(guo)作(zuo)為全球(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)(guo)家之一(yi)，水(shui)(shui)(shui)(shui)資源的(de)不(bu)足已經對(dui)我國(guo)(guo)經歷社會(hui)發展(zhan)構成(cheng)了嚴(yan)重(zhong)威(wei)脅，甚至成(cheng)為經濟(ji)社會(hui)發展(zhan)的(de)“瓶(ping)頸”，大(da)(da)力(li)發展(zhan)節約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)僅是一(yi)種(zhong)革命措施，也(ye)(ye)是我國(guo)(guo)的(de)基(ji)本策略之一(yi)。農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)占據(ju)了我國(guo)(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)70%，農業灌溉(gai)(gai)效率(lv)(lv)低下和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的(de)問題普(pu)遍存(cun)在。目(mu)前全國(guo)(guo)灌溉(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)率(lv)(lv)約為43%，單方水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產率(lv)(lv)只有10公(gong)斤左(zuo)右，大(da)(da)大(da)(da)低于發達國(guo)(guo)家灌溉(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產率(lv)(lv)2.0公(gong)斤以(yi)上(shang)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此發展(zhan)節水(shui)(shui)(shui)(shui)農業、提(ti)高農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)效率(lv)(lv)是我國(guo)(guo)節水(shui)(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中(zhong)的(de)重(zhong)要(yao)環節。

農(nong)(nong)業(ye)自(zi)動(dong)化灌溉系(xi)統(tong)(tong)(tong)由(you)自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)技(ji)術和專家系(xi)統(tong)(tong)(tong)技(ji)術，傳感器技(ji)術、通訊(xun)技(ji)術、計算機技(ji)術等(deng)于一體(ti)的(de)灌溉管理(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)。該系(xi)統(tong)(tong)(tong)主要(yao)面向農(nong)(nong)田、園林、設施農(nong)(nong)業(ye)等(deng)領域的(de)日常(chang)灌溉控(kong)制(zhi)和管理(li)而設計，并通過現代化的(de)科學技(ji)術手段，達到降低(di)人力成本，提高(gao)(gao)自(zi)動(dong)化生產效率，節約水(shui)資源的(de)目(mu)的(de)。該系(xi)統(tong)(tong)(tong)具有實用性(xing)和良好的(de)展示(shi)性(xing)，系(xi)統(tong)(tong)(tong)硬件具備良好的(de)穩定(ding)性(xing)，以(yi)及防(fang)水(shui)、防(fang)潮、抗高(gao)(gao)溫的(de)能力。

節水灌溉(gai)自(zi)動化系統(tong)采(cai)取因地制(zhi)宜的(de)原則依據不同(tong)(tong)(tong)地區、不同(tong)(tong)(tong)作(zuo)物的(de)不同(tong)(tong)(tong)需求，選擇不同(tong)(tong)(tong)的(de)灌溉(gai)設施，并利用計(ji)算機(ji)、無線數(shu)據通(tong)訊、采(cai)集控制(zhi)器(qi)、傳(chuan)感(gan)器(qi)等先(xian)進技術(shu)對農(nong)田灌溉(gai)進行監控管理，保證適時(shi)地滿足作(zuo)物生長所需要的(de)水分(fen)從而達到節水灌溉(gai)及(ji)節水灌溉(gai)自(zi)動化的(de)目的(de)。

系統(tong)架構本方(fang)案給出了一個節水(shui)灌溉(gai)自(zi)動化系統(tong)的(de)基(ji)本框架，它主(zhu)要由(you)中心主(zhu)控系統(tong)、采集(ji)控制模(mo)(mo)塊(kuai)、無線通訊模(mo)(mo)塊(kuai)、土壤水(shui)分(fen)傳感器、氣象觀測(ce)站(zhan)、電磁閥(fa)等設備組成，現對各(ge)個部分(fen)作進一步的(de)描(miao)述∶

1、傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)與(yu)(yu)電(dian)磁(ci)(ci)閥：是(shi)數(shu)據的(de)(de)(de)(de)采集者(zhe)(zhe)與(yu)(yu)系(xi)統自(zi)動化(hua)功(gong)能的(de)(de)(de)(de)執(zhi)行(xing)(xing)者(zhe)(zhe)。傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)是(shi)能感(gan)(gan)(gan)受規定(ding)的(de)(de)(de)(de)被測量并按(an)照一定(ding)的(de)(de)(de)(de)規律轉換(huan)成可用(yong)輸(shu)出(chu)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)器(qi)件或裝置。本(ben)系(xi)統中(zhong)主(zhu)要包括測量土(tu)壤(rang)水(shui)(shui)分的(de)(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)水(shui)(shui)分傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)，測量養(yang)(yang)分的(de)(de)(de)(de)養(yang)(yang)分儀，測量氣象要素(su)的(de)(de)(de)(de)雨(yu)量傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)，空(kong)氣溫濕度傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、風速傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、風向傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)等；電(dian)磁(ci)(ci)閥是(shi)本(ben)系(xi)統中(zhong)自(zi)動化(hua)的(de)(de)(de)(de)執(zhi)行(xing)(xing)設備，可與(yu)(yu)水(shui)(shui)泵、養(yang)(yang)分補充設備等相連。

2、采集(ji)(ji)(ji)控制設(she)(she)備∶是指掌控數據采集(ji)(ji)(ji)設(she)(she)備和執行設(she)(she)備工作(zuo)的(de)(de)數據采集(ji)(ji)(ji)控制模塊，主要作(zuo)用(yong)為(wei)∶通過作(zuo)物決策灌(guan)溉軟(ruan)件的(de)(de)設(she)(she)置(zhi)，掌控數據采集(ji)(ji)(ji)設(she)(she)備的(de)(de)運行狀態(tai)；根據作(zuo)物決策灌(guan)溉軟(ruan)件發出的(de)(de)指令，掌控執行電磁閥的(de)(de)開啟(qi)/開關(guan)。

3、數(shu)據(ju)(ju)傳輸∶本系統中(zhong)(zhong)采用的(de)(de)為無線傳輸模塊。無線傳輸模塊能夠通(tong)過GPRS無線網絡將(jiang)與之相連的(de)(de)用戶設備的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)傳輸到Internet中(zhong)(zhong)一(yi)臺主機上(shang)，可實現(xian)數(shu)據(ju)(ju)遠程的(de)(de)透明傳輸。

4、控制(zhi)(zhi)中心主(zhu)要(yao)由(you)計算機和(he)作物決策(ce)灌溉決策(ce)軟件組成(cheng)，作物決策(ce)灌溉軟件是數(shu)據(ju)接(jie)收者及(ji)指令(ling)發出者，是整個系統(tong)的(de)(de)(de)(de)靈(ling)魂。主(zhu)要(yao)有以下功(gong)能∶系統(tong)配置(zhi)、功(gong)能設(she)(she)置(zhi)；設(she)(she)置(zhi)數(shu)據(ju)采(cai)集時(shi)間段、采(cai)集間隔、控制(zhi)(zhi)系統(tong)執行條件等參(can)數(shu)；數(shu)據(ju)存儲顯示、打印等操作；將(jiang)采(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)實(shi)時(shi)顯示，可(ke)用圖(tu)表表達并能執行打印等操作；發送(song)指令(ling)∶將(jiang)指令(ling)通過無(wu)線傳(chuan)輸模塊(kuai)發送(song)給數(shu)據(ju)采(cai)集控制(zhi)(zhi)模塊(kuai)，控制(zhi)(zhi)電(dian)磁(ci)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟或關閉：自動灌水(shui)功(gong)能∶根據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)地區、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)作物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長階(jie)段對水(shui)分需求的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)，當值低于或超出一定的(de)(de)(de)(de)范圍時(shi)，自動開(kai)啟灌水(shui)功(gong)能。自動補充養(yang)分功(gong)能∶在無(wu)土栽培中，根據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)作物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長階(jie)段對養(yang)分需求的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)，當值低于或超出一定的(de)(de)(de)(de)范圍時(shi)，自動補充相應(ying)的(de)(de)(de)(de)養(yang)分。

自(zi)動報(bao)警(jing)∶可設(she)置(zhi)設(she)備的正(zheng)常運行(xing)參數、農(nong)田氣(qi)象因子范圍，實現設(she)備故(gu)障或氣(qi)象因子劇烈變化的報(bao)警(jing)功能。結論節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)自(zi)動化系統(tong)將傳統(tong)的充(chong)(chong)分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)向非(fei)充(chong)(chong)分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)發展，對(dui)灌(guan)(guan)區用水(shui)進(jin)行(xing)監(jian)測預報(bao)，實現動態(tai)管理。該系統(tong)采用傳感器采集土壤墑情信息、氣(qi)象信息和作物的生(sheng)長狀況，通過無線(xian)網(wang)絡對(dui)農(nong)田灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)用水(shui)量實時(shi)遠程監(jian)控，按照作物的需求(qiu)實施灌(guan)(guan)水(shui)、補給養分的操作。

農業(ye)自(zi)動化灌溉(gai)系(xi)統功能

數據采集功能

可自動采(cai)集，處(chu)理溫(wen)度、濕度、風速、雨量、光照等環(huan)境(jing)參數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)、定(ding)時灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)、周期灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)、手動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)等多種模式(shi)，用戶可根據需(xu)要(yao)靈活選用灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)模式(shi)。

（2）可實現(xian)中控(kong)室(shi)控(kong)制，手機短信、現(xian)場遙(yao)控(kong)及(ji)現(xian)場手動等多種方式控(kong)制。

參數設置功能

（1）系統可以(yi)對現場的(de)溫、濕度限值進(jin)行設(she)置和修改(gai)。

（2）系(xi)(xi)統可通(tong)過控(kong)(kong)制器或(huo)后臺監控(kong)(kong)系(xi)(xi)統完成灌(guan)溉起始時(shi)(shi)間、停止(zhi)時(shi)(shi)間、噴灌(guan)時(shi)(shi)間等參(can)數設置。

顯示功能

（1）控制器上配有液(ye)晶屏(ping)，以中文菜單方(fang)式顯示，現(xian)場(chang)采集數據顯示在液(ye)晶屏(ping)上。

（2）后臺監控系(xi)統可(ke)配大屏幕顯示器，圖形、表格等多種形式動態顯示整個灌溉區(qu)運(yun)行情況，準確、直觀、明了(le)。

報警功能

當灌(guan)溉系統出現(xian)故(gu)障(zhang)。如(ru)水管破裂等(deng)，立(li)即停止水泵運行，并報警。

通信功能

（1）通(tong)過后臺機查看(kan)、設置(zhi)、修改參數。

（2）采取(qu)數據上傳后(hou)臺機，供后(hou)臺機進(jin)行數據處理和(he)顯示。

（3）接收后臺機發(fa)出的控制命令。

數據處理功能

后(hou)臺機可(ke)完(wan)成用戶(hu)提出的(de)(de)統計、貯存(cun)、查詢等各(ge)種數據(ju)處理(li)功能，并可(ke)打印用戶(hu)要求的(de)(de)報(bao)表。

（1）電磁閥門開啟(qi)次數和時間統計。

（2）通過(guo)電磁閥門的水流量統計。

（3）系(xi)統故(gu)障次數統計(ji)，系(xi)統使(shi)用率統計(ji)。

（4）用戶要(yao)求(qiu)的其它統計功能。

其主要優點為：

1、可以(yi)根據(ju)系(xi)統(tong)建設(she)區域的(de)具體(ti)情況(kuang)選(xuan)擇(ze)不同的(de)灌溉方式，較大限度的(de)提高了灌溉用(yong)水(shui)的(de)利用(yong)率(lv)；

2、采用了(le)(le)無(wu)線網絡技術(shu)，真正實(shi)現了(le)(le)農田灌溉的遠程監控(kong)，減小了(le)(le)勞動強度(du)；

3、作物(wu)灌溉決策軟件中可引入專家(jia)決策系統，對不(bu)(bu)同地區(qu)的不(bu)(bu)同作物(wu)在不(bu)(bu)同生(sheng)長階(jie)段的需水信息做定量評估。