水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)日益緊缺已(yi)經(jing)(jing)(jing)全(quan)球性的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，節(jie)(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并(bing)實現(xian)高(gao)效(xiao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)(shi)人類生(sheng)存與(yu)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)，也(ye)是(shi)(shi)全(quan)球經(jing)(jing)(jing)濟社(she)會的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)。我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)作為(wei)全(quan)球13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)(guo)家(jia)之(zhi)一，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)不足已(yi)經(jing)(jing)(jing)對我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)經(jing)(jing)(jing)歷社(she)會發(fa)展構(gou)成(cheng)(cheng)了(le)嚴(yan)重(zhong)威脅，甚至成(cheng)(cheng)為(wei)經(jing)(jing)(jing)濟社(she)會發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)“瓶頸”，大(da)力(li)發(fa)展節(jie)(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不僅是(shi)(shi)一種革(ge)命措施，也(ye)是(shi)(shi)我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本策略之(zhi)一。農(nong)(nong)業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)占(zhan)據了(le)我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)(de)70%，農(nong)(nong)業灌溉(gai)效(xiao)率低下(xia)和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)普遍(bian)存在。目前全(quan)國(guo)(guo)灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)率約為(wei)43%，單(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生(sheng)產率只有10公斤左(zuo)右，大(da)大(da)低于發(fa)達國(guo)(guo)家(jia)灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)率70%~80%、單(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生(sheng)產率2.0公斤以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此發(fa)展節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)(nong)業、提高(gao)農(nong)(nong)業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)效(xiao)率是(shi)(shi)我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)戰略中的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要環節(jie)(jie)。

農業自(zi)(zi)動化(hua)灌(guan)溉系(xi)(xi)統由(you)自(zi)(zi)動控制(zhi)(zhi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)專(zhuan)家系(xi)(xi)統技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，傳(chuan)感器(qi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、通訊技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、計算機技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)等于(yu)一體的灌(guan)溉管(guan)理(li)系(xi)(xi)統。該系(xi)(xi)統主(zhu)要面向農田、園林(lin)、設(she)施(shi)農業等領域的日常灌(guan)溉控制(zhi)(zhi)和(he)管(guan)理(li)而設(she)計，并(bing)通過現(xian)代化(hua)的科學技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段，達到(dao)降低人力(li)成本(ben)，提高自(zi)(zi)動化(hua)生產(chan)效率，節約水(shui)資(zi)源的目的。該系(xi)(xi)統具有實(shi)用性(xing)(xing)和(he)良好的展示性(xing)(xing)，系(xi)(xi)統硬件具備良好的穩(wen)定性(xing)(xing)，以及防水(shui)、防潮、抗高溫的能力(li)。

節水(shui)(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)自動(dong)化(hua)系統采取因地制宜的(de)原(yuan)則依(yi)據不(bu)同地區、不(bu)同作物(wu)的(de)不(bu)同需求，選擇(ze)不(bu)同的(de)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)設施，并(bing)利用計算機、無線數據通訊、采集控制器(qi)、傳感器(qi)等先進技術對(dui)農田灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)進行監控管理，保證適時地滿足作物(wu)生長(chang)所需要的(de)水(shui)(shui)分從而達到節水(shui)(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)及節水(shui)(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)自動(dong)化(hua)的(de)目的(de)。

系統架構本方案給出(chu)了一個節水灌溉(gai)自動(dong)化(hua)系統的基本框架，它主(zhu)要由中心主(zhu)控(kong)(kong)系統、采集控(kong)(kong)制(zhi)模塊、無線通訊模塊、土壤水分傳感(gan)器、氣象觀測站(zhan)、電磁閥等設備組(zu)成，現對(dui)各個部分作(zuo)進一步的描(miao)述∶

1、傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)與(yu)電(dian)磁閥(fa)：是(shi)數(shu)據的(de)采集者(zhe)與(yu)系(xi)統(tong)自動化功能(neng)的(de)執行者(zhe)。傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)能(neng)感(gan)(gan)受規(gui)定(ding)的(de)被測(ce)(ce)(ce)量并按照一定(ding)的(de)規(gui)律(lv)轉換成可(ke)用輸(shu)出信號的(de)器(qi)(qi)件或裝(zhuang)置。本系(xi)統(tong)中主要包括測(ce)(ce)(ce)量土(tu)壤水(shui)分(fen)的(de)土(tu)壤水(shui)分(fen)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，測(ce)(ce)(ce)量養分(fen)的(de)養分(fen)儀(yi)，測(ce)(ce)(ce)量氣象要素的(de)雨量傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，空氣溫濕度傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風向傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)等；電(dian)磁閥(fa)是(shi)本系(xi)統(tong)中自動化的(de)執行設備(bei)，可(ke)與(yu)水(shui)泵、養分(fen)補(bu)充設備(bei)等相(xiang)連。

2、采集(ji)控制設備(bei)∶是指(zhi)掌控數據(ju)采集(ji)設備(bei)和執行(xing)設備(bei)工作(zuo)的數據(ju)采集(ji)控制模塊，主要作(zuo)用為∶通過作(zuo)物(wu)決(jue)策灌(guan)溉軟(ruan)(ruan)件(jian)的設置，掌控數據(ju)采集(ji)設備(bei)的運行(xing)狀(zhuang)態；根據(ju)作(zuo)物(wu)決(jue)策灌(guan)溉軟(ruan)(ruan)件(jian)發出的指(zhi)令，掌控執行(xing)電(dian)磁閥的開(kai)啟/開(kai)關。

3、數(shu)據傳(chuan)輸(shu)∶本系(xi)統中采用的為無線(xian)傳(chuan)輸(shu)模塊(kuai)(kuai)。無線(xian)傳(chuan)輸(shu)模塊(kuai)(kuai)能夠通(tong)過GPRS無線(xian)網絡將(jiang)與之相(xiang)連的用戶設備的數(shu)據傳(chuan)輸(shu)到Internet中一(yi)臺主機上，可實現(xian)數(shu)據遠(yuan)程(cheng)的透明傳(chuan)輸(shu)。

4、控(kong)制(zhi)中心(xin)主要由計(ji)算機(ji)和(he)作(zuo)(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉決策(ce)軟(ruan)件組(zu)成，作(zuo)(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉軟(ruan)件是數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)接收者(zhe)及指令(ling)發(fa)出(chu)者(zhe)，是整個系(xi)統的(de)靈魂(hun)。主要有以下功能∶系(xi)統配置、功能設(she)(she)置；設(she)(she)置數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采集(ji)時間段、采集(ji)間隔(ge)、控(kong)制(zhi)系(xi)統執(zhi)行(xing)條件等參(can)數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)存儲顯示(shi)、打印(yin)等操作(zuo)(zuo)；將(jiang)采集(ji)到(dao)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)實時顯示(shi)，可用圖表表達(da)并能執(zhi)行(xing)打印(yin)等操作(zuo)(zuo)；發(fa)送(song)(song)指令(ling)∶將(jiang)指令(ling)通過無線傳(chuan)輸模塊發(fa)送(song)(song)給數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采集(ji)控(kong)制(zhi)模塊，控(kong)制(zhi)電磁閥的(de)開(kai)啟或關(guan)閉：自動灌水(shui)功能∶根據(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)地區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在不(bu)同(tong)(tong)生長階段對水(shui)分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置相應(ying)的(de)參(can)數(shu)(shu)(shu)，當(dang)值(zhi)低(di)于或超(chao)(chao)出(chu)一定的(de)范(fan)圍時，自動開(kai)啟灌水(shui)功能。自動補充養(yang)(yang)分(fen)功能∶在無土(tu)栽培中，根據(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在不(bu)同(tong)(tong)生長階段對養(yang)(yang)分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置相應(ying)的(de)參(can)數(shu)(shu)(shu)，當(dang)值(zhi)低(di)于或超(chao)(chao)出(chu)一定的(de)范(fan)圍時，自動補充相應(ying)的(de)養(yang)(yang)分(fen)。

自動報警∶可設(she)置設(she)備的正常運行(xing)參數、農田氣象(xiang)因子范圍，實(shi)(shi)現設(she)備故障或氣象(xiang)因子劇烈變化(hua)的報警功能。結論節水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)自動化(hua)系統將傳(chuan)統的充分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)向非充分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)發展，對灌(guan)(guan)區用(yong)(yong)水(shui)進行(xing)監測預報，實(shi)(shi)現動態(tai)管理。該系統采(cai)用(yong)(yong)傳(chuan)感器采(cai)集土(tu)壤墑情信息(xi)、氣象(xiang)信息(xi)和作物的生長(chang)狀況，通過(guo)無線網絡對農田灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)用(yong)(yong)水(shui)量實(shi)(shi)時(shi)遠程監控，按(an)照作物的需(xu)求實(shi)(shi)施(shi)灌(guan)(guan)水(shui)、補(bu)給(gei)養分的操(cao)作。

農(nong)業自動化(hua)灌溉系統功(gong)能

數據采集功能

可自動(dong)采集(ji)，處理溫度、濕度、風速、雨量、光照等環境參(can)數。

灌溉控制功能

（1）具有自(zi)動(dong)灌溉(gai)、定時灌溉(gai)、周期灌溉(gai)、手動(dong)灌溉(gai)等多種(zhong)模(mo)(mo)式(shi)，用(yong)戶(hu)可根據(ju)需要靈(ling)活選用(yong)灌溉(gai)模(mo)(mo)式(shi)。

（2）可(ke)實現中控室控制(zhi)，手(shou)機(ji)短信、現場(chang)遙控及現場(chang)手(shou)動等多種方式(shi)控制(zhi)。

參數設置功能

（1）系統可(ke)以(yi)對現場(chang)的(de)溫、濕度限值(zhi)進行設置和修改。

（2）系(xi)統可通過控制器或后(hou)臺監(jian)控系(xi)統完成(cheng)灌溉起始(shi)時間(jian)(jian)、停(ting)止時間(jian)(jian)、噴灌時間(jian)(jian)等參(can)數設置。

顯示功能

（1）控(kong)制器上(shang)配有液(ye)晶(jing)屏，以中文(wen)菜單方式顯示，現場采集數據(ju)顯示在液(ye)晶(jing)屏上(shang)。

（2）后臺監控系統可配大屏幕顯(xian)示器(qi)，圖形(xing)、表格等多種形(xing)式(shi)動(dong)態顯(xian)示整個(ge)灌溉區運行情況，準確、直觀、明了。

報警功能

當(dang)灌(guan)溉系統出(chu)現故障。如水管破裂(lie)等，立即停止水泵運(yun)行，并報警。

通信功能

（1）通(tong)過后臺機查看(kan)、設置(zhi)、修(xiu)改參數(shu)。

（2）采取(qu)數據上傳后(hou)臺機，供后(hou)臺機進行數據處理(li)和顯示。

（3）接收后臺(tai)機發出(chu)的控制命令。

數據處理功能

后臺機可完成用戶提出(chu)的統(tong)計(ji)、貯存、查詢(xun)等(deng)各種數據處理功能，并可打印用戶要求的報表。

（1）電(dian)磁閥門開啟次(ci)數和時(shi)間統計。

（2）通過電磁(ci)閥門(men)的水流量統(tong)計。

（3）系統故障(zhang)次數統計，系統使用率統計。

（4）用戶(hu)要求的其(qi)它統(tong)計(ji)功能。