水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源日益緊缺已經全(quan)(quan)球(qiu)性的(de)問題(ti)，節(jie)(jie)約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并實(shi)現高(gao)效用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是人類生存與發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求，也(ye)是全(quan)(quan)球(qiu)經濟(ji)社會的(de)需(xu)求。我(wo)國(guo)作(zuo)為(wei)全(quan)(quan)球(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)家之(zhi)(zhi)一，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)不足(zu)已經對我(wo)國(guo)經歷社會發(fa)展(zhan)構成(cheng)了嚴重威脅，甚(shen)至(zhi)成(cheng)為(wei)經濟(ji)社會發(fa)展(zhan)的(de)“瓶頸”，大力發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不僅是一種革命措施，也(ye)是我(wo)國(guo)的(de)基(ji)本策(ce)略(lve)之(zhi)(zhi)一。農(nong)業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)國(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)70%，農(nong)業灌(guan)溉(gai)效率(lv)(lv)(lv)低下和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浪(lang)費的(de)問題(ti)普遍(bian)存在。目(mu)前全(quan)(quan)國(guo)灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)(lv)(lv)約(yue)為(wei)43%，單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生產(chan)率(lv)(lv)(lv)只(zhi)有10公斤左右(you)，大大低于發(fa)達(da)國(guo)家灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)(lv)(lv)70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生產(chan)率(lv)(lv)(lv)2.0公斤以上的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)業、提高(gao)農(nong)業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)效率(lv)(lv)(lv)是我(wo)國(guo)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)戰略(lve)中(zhong)的(de)重要環節(jie)(jie)。

農(nong)(nong)業自動化(hua)灌(guan)(guan)溉系(xi)(xi)統(tong)(tong)由自動控(kong)制技(ji)(ji)(ji)術(shu)和(he)專家系(xi)(xi)統(tong)(tong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，傳感器技(ji)(ji)(ji)術(shu)、通訊技(ji)(ji)(ji)術(shu)、計(ji)算機技(ji)(ji)(ji)術(shu)等于一(yi)體的(de)(de)灌(guan)(guan)溉管理(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。該系(xi)(xi)統(tong)(tong)主要面向農(nong)(nong)田、園林、設施農(nong)(nong)業等領域的(de)(de)日常灌(guan)(guan)溉控(kong)制和(he)管理(li)而(er)設計(ji)，并通過現代化(hua)的(de)(de)科學技(ji)(ji)(ji)術(shu)手段，達到降低人力(li)成本，提高自動化(hua)生(sheng)產效率(lv)，節約(yue)水(shui)資源(yuan)的(de)(de)目的(de)(de)。該系(xi)(xi)統(tong)(tong)具(ju)有實用性(xing)和(he)良好的(de)(de)展示性(xing)，系(xi)(xi)統(tong)(tong)硬件(jian)具(ju)備良好的(de)(de)穩定性(xing)，以及防水(shui)、防潮、抗高溫的(de)(de)能力(li)。

節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動(dong)化(hua)系統采取因地(di)(di)制宜的原則(ze)依據不同地(di)(di)區、不同作物的不同需(xu)求，選擇(ze)不同的灌(guan)(guan)(guan)溉設施(shi)，并利用計算機、無線數據通(tong)訊、采集控(kong)制器(qi)、傳感器(qi)等先進(jin)技術對農田灌(guan)(guan)(guan)溉進(jin)行(xing)監控(kong)管理，保證適時地(di)(di)滿(man)足作物生長所需(xu)要的水(shui)分從而達到節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉及節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動(dong)化(hua)的目的。

系(xi)統架構本方(fang)案給(gei)出了(le)一(yi)個(ge)節水灌溉(gai)自(zi)動化系(xi)統的基本框架，它(ta)主(zhu)要由中心主(zhu)控系(xi)統、采集(ji)控制模塊(kuai)、無線通訊模塊(kuai)、土壤水分(fen)(fen)傳感器(qi)、氣象觀測(ce)站、電磁閥等設備組成，現對各個(ge)部(bu)分(fen)(fen)作進一(yi)步的描述∶

1、傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)與電磁(ci)閥(fa)：是數據(ju)的(de)(de)采集者(zhe)與系統(tong)自動化功(gong)能(neng)的(de)(de)執(zhi)行(xing)者(zhe)。傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是能(neng)感(gan)(gan)受(shou)規定的(de)(de)被測(ce)量并按照一定的(de)(de)規律轉換(huan)成(cheng)可用輸(shu)出信號的(de)(de)器(qi)件或裝置。本系統(tong)中主要包括測(ce)量土壤(rang)水(shui)分(fen)的(de)(de)土壤(rang)水(shui)分(fen)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，測(ce)量養(yang)(yang)分(fen)的(de)(de)養(yang)(yang)分(fen)儀，測(ce)量氣(qi)象(xiang)要素的(de)(de)雨量傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，空(kong)氣(qi)溫濕(shi)度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風(feng)速傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風(feng)向傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等；電磁(ci)閥(fa)是本系統(tong)中自動化的(de)(de)執(zhi)行(xing)設備(bei)，可與水(shui)泵、養(yang)(yang)分(fen)補充(chong)設備(bei)等相連。

2、采集控(kong)(kong)制設備(bei)∶是指掌控(kong)(kong)數據采集設備(bei)和執行(xing)設備(bei)工作的(de)(de)(de)數據采集控(kong)(kong)制模塊，主要作用(yong)為∶通(tong)過作物決策(ce)灌溉軟件(jian)的(de)(de)(de)設置，掌控(kong)(kong)數據采集設備(bei)的(de)(de)(de)運行(xing)狀態；根據作物決策(ce)灌溉軟件(jian)發(fa)出的(de)(de)(de)指令，掌控(kong)(kong)執行(xing)電磁閥的(de)(de)(de)開啟/開關(guan)。

3、數據傳(chuan)輸∶本系統中采用(yong)的(de)為無線(xian)傳(chuan)輸模塊(kuai)。無線(xian)傳(chuan)輸模塊(kuai)能夠通過(guo)GPRS無線(xian)網絡(luo)將與之(zhi)相連的(de)用(yong)戶設備的(de)數據傳(chuan)輸到Internet中一臺(tai)主機上，可實現數據遠程的(de)透明傳(chuan)輸。

4、控(kong)制中(zhong)心主要(yao)由計算(suan)機和作(zuo)(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉(gai)決(jue)策(ce)軟(ruan)件(jian)組成，作(zuo)(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉(gai)軟(ruan)件(jian)是數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)接收者及指(zhi)令(ling)發(fa)出(chu)者，是整(zheng)個系統的(de)靈魂(hun)。主要(yao)有(you)以(yi)下功(gong)能(neng)∶系統配置(zhi)(zhi)、功(gong)能(neng)設置(zhi)(zhi)；設置(zhi)(zhi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集(ji)時(shi)(shi)間(jian)段(duan)、采(cai)集(ji)間(jian)隔、控(kong)制系統執行條件(jian)等(deng)參數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)存儲(chu)顯(xian)示、打印等(deng)操作(zuo)(zuo)；將采(cai)集(ji)到的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)實時(shi)(shi)顯(xian)示，可用圖表(biao)(biao)表(biao)(biao)達并(bing)能(neng)執行打印等(deng)操作(zuo)(zuo)；發(fa)送指(zhi)令(ling)∶將指(zhi)令(ling)通過無(wu)線傳輸模(mo)塊發(fa)送給數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集(ji)控(kong)制模(mo)塊，控(kong)制電(dian)磁閥的(de)開啟(qi)或(huo)(huo)關閉：自(zi)動灌(guan)水功(gong)能(neng)∶根據(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)地區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階段(duan)對水分(fen)(fen)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值低(di)于(yu)或(huo)(huo)超(chao)出(chu)一定的(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)動開啟(qi)灌(guan)水功(gong)能(neng)。自(zi)動補(bu)充養(yang)分(fen)(fen)功(gong)能(neng)∶在(zai)無(wu)土栽培中(zhong)，根據(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階段(duan)對養(yang)分(fen)(fen)需(xu)求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值低(di)于(yu)或(huo)(huo)超(chao)出(chu)一定的(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)動補(bu)充相(xiang)應(ying)的(de)養(yang)分(fen)(fen)。

自動報警∶可設(she)置設(she)備的(de)(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)參數、農田(tian)氣象(xiang)因(yin)子(zi)范圍(wei)，實現設(she)備故障(zhang)或氣象(xiang)因(yin)子(zi)劇烈變化的(de)(de)報警功能。結論節水灌(guan)溉(gai)自動化系統將傳統的(de)(de)充分灌(guan)溉(gai)向非(fei)充分灌(guan)溉(gai)發展，對(dui)灌(guan)區(qu)用水進行(xing)監測預報，實現動態管理。該系統采用傳感器采集(ji)土壤墑情信(xin)息(xi)、氣象(xiang)信(xin)息(xi)和(he)作物的(de)(de)生(sheng)長狀況，通過無線網絡對(dui)農田(tian)灌(guan)溉(gai)用水量(liang)實時遠程(cheng)監控(kong)，按照作物的(de)(de)需求實施灌(guan)水、補(bu)給養分的(de)(de)操作。

農業自動化灌溉(gai)系統功能

數據采集功能

可(ke)自動(dong)采(cai)集，處理溫度(du)、濕度(du)、風(feng)速、雨量、光照等環(huan)境參(can)數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)溉、定時灌(guan)溉、周期(qi)灌(guan)溉、手(shou)動灌(guan)溉等(deng)多種模(mo)式，用戶可(ke)根(gen)據需要(yao)靈活(huo)選用灌(guan)溉模(mo)式。

（2）可實現中控(kong)室(shi)控(kong)制，手(shou)機短信、現場(chang)遙控(kong)及現場(chang)手(shou)動(dong)等多種方(fang)式控(kong)制。

參數設置功能

（1）系統可(ke)以對現場(chang)的(de)溫、濕(shi)度限值進行設置和修(xiu)改。

（2）系統可通(tong)過控制器或后臺監控系統完成灌溉(gai)起始時(shi)間(jian)、停(ting)止時(shi)間(jian)、噴灌時(shi)間(jian)等參數設置(zhi)。

顯示功能

（1）控(kong)制器上配有液晶(jing)(jing)屏(ping)，以中文(wen)菜單方式顯示，現場采集數據顯示在液晶(jing)(jing)屏(ping)上。

（2）后(hou)臺監控系統可配大(da)屏(ping)幕顯示器(qi)，圖(tu)形、表(biao)格等多種(zhong)形式動態顯示整(zheng)個灌溉(gai)區(qu)運行情況，準(zhun)確、直觀(guan)、明了。

報警功能

當灌溉系統出現故障。如(ru)水(shui)管破裂等，立即停止水(shui)泵運(yun)行，并報警(jing)。

通信功能

（1）通過后臺(tai)機查看、設(she)置、修改參(can)數。

（2）采(cai)取數(shu)據上傳后(hou)臺機，供后(hou)臺機進行(xing)數(shu)據處理和顯示。

（3）接收(shou)后臺機發出的(de)控制命令。

數據處理功能

后臺機可完成用(yong)戶提出(chu)的統計、貯存、查詢等各(ge)種數(shu)據(ju)處理功能(neng)，并可打印用(yong)戶要求的報表(biao)。

（1）電磁閥(fa)門開啟次數和時間統計。

（2）通過電磁閥門的水流量統計。

（3）系(xi)統故障次(ci)數統計，系(xi)統使用(yong)率統計。

（4）用(yong)戶(hu)要求的其它統計功(gong)能。