水(shui)(shui)資源(yuan)日益(yi)緊缺已經(jing)全(quan)球性的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，節(jie)(jie)約用(yong)(yong)水(shui)(shui)并實現高效用(yong)(yong)水(shui)(shui)是(shi)(shi)人類生存與發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求，也是(shi)(shi)全(quan)球經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求。我國(guo)(guo)作為全(quan)球13個(ge)貧水(shui)(shui)國(guo)(guo)家之一，水(shui)(shui)資源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)不足已經(jing)對我國(guo)(guo)經(jing)歷(li)社(she)會(hui)(hui)發(fa)展(zhan)構成了嚴重威(wei)脅，甚至(zhi)成為經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)“瓶頸”，大(da)力發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)約用(yong)(yong)水(shui)(shui)不僅是(shi)(shi)一種革命措(cuo)施(shi)，也是(shi)(shi)我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)策略(lve)之一。農(nong)業用(yong)(yong)水(shui)(shui)占據(ju)了我國(guo)(guo)總用(yong)(yong)水(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)(de)70%，農(nong)業灌(guan)溉效率(lv)(lv)低下和用(yong)(yong)水(shui)(shui)浪費的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)普遍存在。目前全(quan)國(guo)(guo)灌(guan)溉水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)率(lv)(lv)約為43%，單方水(shui)(shui)糧食生產率(lv)(lv)只有10公斤左右，大(da)大(da)低于(yu)發(fa)達國(guo)(guo)家灌(guan)溉水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)糧食生產率(lv)(lv)2.0公斤以上的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平，因(yin)此發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)水(shui)(shui)農(nong)業、提高農(nong)業用(yong)(yong)水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)效率(lv)(lv)是(shi)(shi)我國(guo)(guo)節(jie)(jie)水(shui)(shui)戰略(lve)中的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)環節(jie)(jie)。

農業(ye)自(zi)動化(hua)灌溉系統由自(zi)動控(kong)制技(ji)(ji)(ji)(ji)術和(he)專家系統技(ji)(ji)(ji)(ji)術，傳感器技(ji)(ji)(ji)(ji)術、通訊技(ji)(ji)(ji)(ji)術、計算機技(ji)(ji)(ji)(ji)術等(deng)于一體(ti)的(de)灌溉管理系統。該系統主要面向農田、園林(lin)、設施農業(ye)等(deng)領域的(de)日常灌溉控(kong)制和(he)管理而(er)設計，并(bing)通過現(xian)代(dai)化(hua)的(de)科學技(ji)(ji)(ji)(ji)術手段，達到降(jiang)低人力成(cheng)本(ben)，提高自(zi)動化(hua)生產效(xiao)率，節約(yue)水(shui)資源的(de)目的(de)。該系統具有實用性(xing)和(he)良(liang)好的(de)展示性(xing)，系統硬件具備良(liang)好的(de)穩定性(xing)，以(yi)及防水(shui)、防潮、抗高溫(wen)的(de)能力。

節(jie)水灌(guan)溉(gai)(gai)自動化(hua)(hua)系統采取因(yin)地制(zhi)(zhi)宜的(de)原則依據(ju)不同(tong)地區(qu)、不同(tong)作物(wu)的(de)不同(tong)需(xu)求，選擇不同(tong)的(de)灌(guan)溉(gai)(gai)設(she)施(shi)，并利用計算機、無(wu)線數據(ju)通訊、采集控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)、傳感器(qi)(qi)等先進技術對農田灌(guan)溉(gai)(gai)進行(xing)監(jian)控(kong)管理，保(bao)證(zheng)適時地滿足作物(wu)生長(chang)所需(xu)要的(de)水分(fen)從而達到節(jie)水灌(guan)溉(gai)(gai)及節(jie)水灌(guan)溉(gai)(gai)自動化(hua)(hua)的(de)目的(de)。

系(xi)統(tong)架(jia)構本(ben)方案給(gei)出(chu)了一個(ge)(ge)節水(shui)灌(guan)溉(gai)自動化系(xi)統(tong)的基本(ben)框架(jia)，它主要由中心主控系(xi)統(tong)、采集控制模(mo)塊、無線通訊模(mo)塊、土壤水(shui)分傳感(gan)器、氣象觀測站、電磁(ci)閥(fa)等設備(bei)組成，現對(dui)各個(ge)(ge)部分作進(jin)一步(bu)的描述∶

1、傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)與電磁(ci)閥：是數(shu)據的(de)采集者與系(xi)統(tong)(tong)自動(dong)化功能(neng)(neng)的(de)執(zhi)行者。傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是能(neng)(neng)感(gan)受規定(ding)的(de)被測量(liang)并(bing)按照一定(ding)的(de)規律(lv)轉換成可(ke)(ke)用輸出信(xin)號(hao)的(de)器(qi)(qi)件或裝(zhuang)置。本(ben)系(xi)統(tong)(tong)中主要包(bao)括測量(liang)土壤水分(fen)的(de)土壤水分(fen)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，測量(liang)養分(fen)的(de)養分(fen)儀，測量(liang)氣(qi)象要素的(de)雨量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，空氣(qi)溫濕度傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、風向傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)等；電磁(ci)閥是本(ben)系(xi)統(tong)(tong)中自動(dong)化的(de)執(zhi)行設(she)備，可(ke)(ke)與水泵(beng)、養分(fen)補(bu)充設(she)備等相連。

2、采(cai)集(ji)(ji)控制設(she)(she)備(bei)∶是指掌控數據(ju)采(cai)集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)和執行設(she)(she)備(bei)工作(zuo)的(de)(de)數據(ju)采(cai)集(ji)(ji)控制模塊(kuai)，主要作(zuo)用為∶通(tong)過(guo)作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件(jian)的(de)(de)設(she)(she)置(zhi)，掌控數據(ju)采(cai)集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)運(yun)行狀態；根據(ju)作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件(jian)發出的(de)(de)指令(ling)，掌控執行電(dian)磁閥(fa)的(de)(de)開(kai)啟/開(kai)關。

3、數(shu)(shu)(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)∶本系統中采用的(de)(de)(de)為無(wu)線(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)模塊。無(wu)線(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)模塊能夠通過GPRS無(wu)線(xian)網絡(luo)將與之相連(lian)的(de)(de)(de)用戶設備(bei)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)到Internet中一臺主機(ji)上(shang)，可實現數(shu)(shu)(shu)據(ju)遠程的(de)(de)(de)透明(ming)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)。

4、控(kong)(kong)制中心主(zhu)要(yao)由計(ji)算機(ji)和(he)作(zuo)物決策(ce)灌溉決策(ce)軟件(jian)(jian)組(zu)成，作(zuo)物決策(ce)灌溉軟件(jian)(jian)是(shi)數據(ju)接收者(zhe)及(ji)指(zhi)令發(fa)出(chu)者(zhe)，是(shi)整個系統的(de)靈(ling)魂。主(zhu)要(yao)有(you)以下(xia)功(gong)能∶系統配置、功(gong)能設置；設置數據(ju)采集時(shi)(shi)間(jian)段(duan)、采集間(jian)隔(ge)、控(kong)(kong)制系統執行(xing)條件(jian)(jian)等參(can)數；數據(ju)存儲(chu)顯示(shi)、打(da)印等操作(zuo)；將采集到的(de)數據(ju)實時(shi)(shi)顯示(shi)，可用圖表表達并(bing)能執行(xing)打(da)印等操作(zuo)；發(fa)送(song)指(zhi)令∶將指(zhi)令通過無線(xian)傳(chuan)輸模塊發(fa)送(song)給數據(ju)采集控(kong)(kong)制模塊，控(kong)(kong)制電磁閥的(de)開(kai)啟或關閉：自(zi)動(dong)灌水功(gong)能∶根據(ju)不(bu)同(tong)的(de)地區、不(bu)同(tong)的(de)作(zuo)物在不(bu)同(tong)生長(chang)(chang)階段(duan)對水分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)，設置相應的(de)參(can)數，當值(zhi)低于或超出(chu)一定(ding)的(de)范(fan)圍(wei)時(shi)(shi)，自(zi)動(dong)開(kai)啟灌水功(gong)能。自(zi)動(dong)補(bu)充養分(fen)功(gong)能∶在無土栽培中，根據(ju)不(bu)同(tong)的(de)作(zuo)物在不(bu)同(tong)生長(chang)(chang)階段(duan)對養分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)，設置相應的(de)參(can)數，當值(zhi)低于或超出(chu)一定(ding)的(de)范(fan)圍(wei)時(shi)(shi)，自(zi)動(dong)補(bu)充相應的(de)養分(fen)。

自動(dong)報(bao)警∶可設置設備的(de)正常運行參數、農田(tian)氣象(xiang)因(yin)子范圍，實(shi)現設備故(gu)障或氣象(xiang)因(yin)子劇(ju)烈變化的(de)報(bao)警功能。結(jie)論節水灌(guan)(guan)溉自動(dong)化系(xi)統(tong)將傳統(tong)的(de)充分灌(guan)(guan)溉向非充分灌(guan)(guan)溉發展，對(dui)灌(guan)(guan)區用(yong)水進(jin)行監測(ce)預(yu)報(bao)，實(shi)現動(dong)態管理。該系(xi)統(tong)采用(yong)傳感器(qi)采集土壤墑情信息、氣象(xiang)信息和作(zuo)物(wu)的(de)生長狀況(kuang)，通(tong)過無線網絡(luo)對(dui)農田(tian)灌(guan)(guan)溉用(yong)水量(liang)實(shi)時遠程(cheng)監控，按照(zhao)作(zuo)物(wu)的(de)需求實(shi)施灌(guan)(guan)水、補給(gei)養分的(de)操(cao)作(zuo)。

農業(ye)自動化灌溉系(xi)統功能

數據采集功能

可自動采集，處理溫度(du)、濕度(du)、風速、雨量、光照等(deng)環境(jing)參數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)、定時(shi)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)、周期灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)、手動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)等多種模(mo)(mo)式，用(yong)戶(hu)可(ke)根據需要靈活(huo)選用(yong)灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)模(mo)(mo)式。

（2）可實現中(zhong)控(kong)室控(kong)制(zhi)，手機短(duan)信、現場遙控(kong)及現場手動等多種方式(shi)控(kong)制(zhi)。

參數設置功能

（1）系統(tong)可(ke)以(yi)對現場的溫(wen)、濕度限(xian)值(zhi)進行設置(zhi)和修改。

（2）系統可通過控(kong)制器或后(hou)臺監控(kong)系統完成灌溉起始時間(jian)、停止時間(jian)、噴灌時間(jian)等參數設置(zhi)。

顯示功能

（1）控制器上(shang)配(pei)有液晶屏，以中(zhong)文菜單方式顯示，現場采集(ji)數(shu)據顯示在液晶屏上(shang)。

（2）后臺監控系(xi)統可配大屏(ping)幕(mu)顯示器，圖形、表格(ge)等(deng)多種形式動態(tai)顯示整個灌(guan)溉區運行(xing)情況，準(zhun)確、直觀、明了。

報警功能

當灌(guan)溉系統(tong)出現故障。如水(shui)管破裂(lie)等，立即停止水(shui)泵運行，并報警。

通信功能

（1）通過后(hou)臺機查(cha)看、設(she)置、修改參數(shu)。

（2）采(cai)取數據上傳后臺機，供后臺機進行數據處理和顯示。

（3）接收后臺(tai)機發出的控(kong)制命令。

數據處理功能

后臺機(ji)可完(wan)成(cheng)用戶提出的統計、貯存、查詢等各種(zhong)數據處理功能(neng)，并可打印用戶要求(qiu)的報表。

（1）電磁閥門(men)開(kai)啟次數和時間統計。

（2）通過電磁閥門(men)的(de)水流量統計。

（3）系統故障次數統計，系統使用率統計。

（4）用戶要求的其它統計功能。