水(shui)(shui)資(zi)源日益緊缺已經(jing)全(quan)球(qiu)性的(de)問題(ti)，節(jie)(jie)約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)并實現高效(xiao)(xiao)用(yong)(yong)水(shui)(shui)是人類生存(cun)與發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)需(xu)求(qiu)，也是全(quan)球(qiu)經(jing)濟社(she)會(hui)的(de)需(xu)求(qiu)。我國(guo)(guo)(guo)(guo)作為(wei)全(quan)球(qiu)13個貧水(shui)(shui)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)之一(yi)，水(shui)(shui)資(zi)源的(de)不足已經(jing)對(dui)我國(guo)(guo)(guo)(guo)經(jing)歷(li)社(she)會(hui)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)構成了嚴重威(wei)脅，甚至成為(wei)經(jing)濟社(she)會(hui)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)“瓶頸”，大力發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)節(jie)(jie)約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)不僅是一(yi)種革命措施，也是我國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)基本策略之一(yi)。農業用(yong)(yong)水(shui)(shui)占據(ju)了我國(guo)(guo)(guo)(guo)總(zong)用(yong)(yong)水(shui)(shui)量(liang)的(de)70%，農業灌(guan)溉效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)下和(he)用(yong)(yong)水(shui)(shui)浪費的(de)問題(ti)普遍(bian)存(cun)在(zai)。目(mu)前全(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)灌(guan)溉水(shui)(shui)利用(yong)(yong)率(lv)約(yue)為(wei)43%，單方水(shui)(shui)糧食(shi)(shi)生產率(lv)只有10公(gong)斤(jin)左右，大大低(di)于發(fa)(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)灌(guan)溉水(shui)(shui)利用(yong)(yong)率(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)糧食(shi)(shi)生產率(lv)2.0公(gong)斤(jin)以上(shang)的(de)水(shui)(shui)平，因此(ci)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)節(jie)(jie)水(shui)(shui)農業、提(ti)高農業用(yong)(yong)水(shui)(shui)利用(yong)(yong)效(xiao)(xiao)率(lv)是我國(guo)(guo)(guo)(guo)節(jie)(jie)水(shui)(shui)戰略中的(de)重要環節(jie)(jie)。

農(nong)業(ye)自動(dong)化灌溉系(xi)統(tong)由自動(dong)控制技(ji)術(shu)(shu)(shu)和專家(jia)系(xi)統(tong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)，傳感器技(ji)術(shu)(shu)(shu)、通(tong)訊技(ji)術(shu)(shu)(shu)、計算機技(ji)術(shu)(shu)(shu)等于一體的(de)(de)(de)(de)灌溉管理系(xi)統(tong)。該(gai)(gai)系(xi)統(tong)主要面向農(nong)田(tian)、園林、設(she)施農(nong)業(ye)等領域的(de)(de)(de)(de)日常灌溉控制和管理而(er)設(she)計，并通(tong)過(guo)現代化的(de)(de)(de)(de)科(ke)學技(ji)術(shu)(shu)(shu)手段，達到降(jiang)低(di)人力成本，提高自動(dong)化生產效率，節(jie)約水資源的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。該(gai)(gai)系(xi)統(tong)具有(you)實用性(xing)和良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)展示性(xing)，系(xi)統(tong)硬件具備良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)，以及防水、防潮、抗高溫的(de)(de)(de)(de)能力。

節水(shui)灌溉(gai)(gai)自(zi)動化系(xi)統采取(qu)因地(di)(di)制(zhi)宜的(de)原(yuan)則依(yi)據不(bu)同(tong)地(di)(di)區、不(bu)同(tong)作物的(de)不(bu)同(tong)需求，選擇不(bu)同(tong)的(de)灌溉(gai)(gai)設施(shi)，并利用(yong)計算(suan)機、無線數據通(tong)訊、采集(ji)控制(zhi)器、傳感器等先進(jin)技術對農田灌溉(gai)(gai)進(jin)行(xing)監控管理，保(bao)證適時(shi)地(di)(di)滿足(zu)作物生長(chang)所需要的(de)水(shui)分從而達到節水(shui)灌溉(gai)(gai)及節水(shui)灌溉(gai)(gai)自(zi)動化的(de)目的(de)。

系統架(jia)構本方案給(gei)出了一(yi)個節水灌溉自動(dong)化(hua)系統的基本框架(jia)，它主(zhu)(zhu)要(yao)由中心主(zhu)(zhu)控系統、采集控制模(mo)(mo)塊(kuai)、無線(xian)通訊模(mo)(mo)塊(kuai)、土壤水分傳感器、氣(qi)象(xiang)觀測(ce)站、電磁閥(fa)等設備組成，現對各個部分作進一(yi)步(bu)的描(miao)述(shu)∶

1、傳感(gan)(gan)器(qi)與電磁(ci)(ci)閥(fa)：是(shi)(shi)數據的(de)(de)(de)采集(ji)者(zhe)與系(xi)統自動化功能的(de)(de)(de)執行者(zhe)。傳感(gan)(gan)器(qi)是(shi)(shi)能感(gan)(gan)受規定的(de)(de)(de)被測量并按照一定的(de)(de)(de)規律(lv)轉(zhuan)換成可用輸出信號的(de)(de)(de)器(qi)件或裝置。本(ben)系(xi)統中(zhong)(zhong)主要包括測量土壤(rang)水(shui)分(fen)的(de)(de)(de)土壤(rang)水(shui)分(fen)傳感(gan)(gan)器(qi)，測量養分(fen)的(de)(de)(de)養分(fen)儀，測量氣(qi)象要素的(de)(de)(de)雨量傳感(gan)(gan)器(qi)，空氣(qi)溫濕度傳感(gan)(gan)器(qi)、風速傳感(gan)(gan)器(qi)、風向(xiang)傳感(gan)(gan)器(qi)等；電磁(ci)(ci)閥(fa)是(shi)(shi)本(ben)系(xi)統中(zhong)(zhong)自動化的(de)(de)(de)執行設備(bei)，可與水(shui)泵、養分(fen)補充(chong)設備(bei)等相連。

2、采集控(kong)制(zhi)設(she)(she)備∶是指掌控(kong)數(shu)據(ju)采集設(she)(she)備和執行(xing)設(she)(she)備工作的(de)(de)數(shu)據(ju)采集控(kong)制(zhi)模塊，主(zhu)要作用為∶通過作物(wu)決策(ce)灌溉軟件的(de)(de)設(she)(she)置，掌控(kong)數(shu)據(ju)采集設(she)(she)備的(de)(de)運行(xing)狀態；根據(ju)作物(wu)決策(ce)灌溉軟件發(fa)出(chu)的(de)(de)指令，掌控(kong)執行(xing)電磁閥的(de)(de)開(kai)啟/開(kai)關。

3、數據傳(chuan)輸∶本(ben)系統中采用(yong)的為無線傳(chuan)輸模(mo)塊。無線傳(chuan)輸模(mo)塊能(neng)夠通過(guo)GPRS無線網絡將與之(zhi)相連的用(yong)戶設備的數據傳(chuan)輸到(dao)Internet中一臺主機上，可實現數據遠程的透明(ming)傳(chuan)輸。

4、控(kong)制(zhi)中心(xin)主要(yao)由計(ji)算機(ji)和作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)決策灌溉(gai)決策軟件(jian)組成，作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)決策灌溉(gai)軟件(jian)是數(shu)(shu)據(ju)接(jie)收者及指(zhi)令發出(chu)者，是整個系統的(de)(de)(de)靈(ling)魂。主要(yao)有以下(xia)功(gong)(gong)(gong)能∶系統配置(zhi)(zhi)(zhi)、功(gong)(gong)(gong)能設置(zhi)(zhi)(zhi)；設置(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集時間段(duan)、采(cai)集間隔、控(kong)制(zhi)系統執(zhi)行條件(jian)等參數(shu)(shu)；數(shu)(shu)據(ju)存儲(chu)顯示(shi)、打(da)印等操作(zuo)(zuo)(zuo)；將采(cai)集到的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)實時顯示(shi)，可用圖表表達(da)并能執(zhi)行打(da)印等操作(zuo)(zuo)(zuo)；發送指(zhi)令∶將指(zhi)令通(tong)過無(wu)線傳輸(shu)模塊發送給數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集控(kong)制(zhi)模塊，控(kong)制(zhi)電磁閥的(de)(de)(de)開啟或關(guan)閉(bi)：自(zi)動(dong)灌水(shui)功(gong)(gong)(gong)能∶根(gen)據(ju)不同(tong)的(de)(de)(de)地區、不同(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)在不同(tong)生長階(jie)段(duan)對水(shui)分需(xu)求的(de)(de)(de)不同(tong)，設置(zhi)(zhi)(zhi)相應的(de)(de)(de)參數(shu)(shu)，當(dang)值(zhi)低于或超(chao)出(chu)一定(ding)的(de)(de)(de)范圍時，自(zi)動(dong)開啟灌水(shui)功(gong)(gong)(gong)能。自(zi)動(dong)補充(chong)養分功(gong)(gong)(gong)能∶在無(wu)土栽培(pei)中，根(gen)據(ju)不同(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)在不同(tong)生長階(jie)段(duan)對養分需(xu)求的(de)(de)(de)不同(tong)，設置(zhi)(zhi)(zhi)相應的(de)(de)(de)參數(shu)(shu)，當(dang)值(zhi)低于或超(chao)出(chu)一定(ding)的(de)(de)(de)范圍時，自(zi)動(dong)補充(chong)相應的(de)(de)(de)養分。

自動(dong)報警∶可設(she)置設(she)備的正常運行參數(shu)、農田氣象(xiang)因子范圍，實現設(she)備故障或氣象(xiang)因子劇烈變化(hua)的報警功(gong)能。結論節水(shui)灌溉(gai)(gai)自動(dong)化(hua)系(xi)統將傳(chuan)統的充(chong)分灌溉(gai)(gai)向(xiang)非充(chong)分灌溉(gai)(gai)發展，對灌區用(yong)水(shui)進(jin)行監(jian)測預報，實現動(dong)態管理。該系(xi)統采用(yong)傳(chuan)感器(qi)采集(ji)土壤墑情(qing)信(xin)息(xi)、氣象(xiang)信(xin)息(xi)和(he)作物的生長狀況(kuang)，通過無(wu)線(xian)網絡對農田灌溉(gai)(gai)用(yong)水(shui)量實時(shi)遠程監(jian)控(kong)，按照作物的需求實施(shi)灌水(shui)、補(bu)給養分的操作。

農業自動化灌溉系統功(gong)能

數據采集功能

可自動采集，處理溫(wen)度、濕度、風(feng)速、雨量、光照等環境(jing)參數(shu)。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)(guan)溉(gai)、定時(shi)灌(guan)(guan)溉(gai)、周期灌(guan)(guan)溉(gai)、手動灌(guan)(guan)溉(gai)等多種模式，用戶可(ke)根據需要(yao)靈活選用灌(guan)(guan)溉(gai)模式。

（2）可實現中控室控制，手(shou)機短(duan)信、現場遙控及現場手(shou)動等多種方式控制。

參數設置功能

（1）系統可以對(dui)現(xian)場的溫、濕度(du)限值進(jin)行設(she)置和修改。

（2）系(xi)統可通過控制器或(huo)后臺監控系(xi)統完成灌溉起始時間(jian)、停止時間(jian)、噴灌時間(jian)等(deng)參數(shu)設置(zhi)。

顯示功能

（1）控制器上配有液(ye)晶(jing)屏，以中文菜單方式顯(xian)示(shi)(shi)，現(xian)場采集數據顯(xian)示(shi)(shi)在液(ye)晶(jing)屏上。

（2）后臺(tai)監控(kong)系統可配大屏幕顯示(shi)器，圖形、表格(ge)等多種形式(shi)動態顯示(shi)整個灌溉區(qu)運行(xing)情況，準確、直觀、明了。

報警功能

當灌溉系統出現故(gu)障。如水管破裂等，立即停止(zhi)水泵(beng)運行，并(bing)報警。

通信功能

（1）通(tong)過(guo)后臺機查看、設置(zhi)、修改(gai)參數。

（2）采取數據上傳后(hou)臺機，供后(hou)臺機進行數據處理和顯示。

（3）接收后臺(tai)機發出的控制命(ming)令。

數據處理功能

后臺機可(ke)完成用(yong)戶提出的統計、貯存、查詢(xun)等各種數據處(chu)理功(gong)能，并可(ke)打印用(yong)戶要求的報(bao)表。

（1）電磁閥門開啟次數和時間統計。

（2）通過電磁閥(fa)門的水(shui)流(liu)量統計。

（3）系(xi)統(tong)故障次數(shu)統(tong)計，系(xi)統(tong)使用率統(tong)計。

（4）用戶(hu)要(yao)求(qiu)的(de)其它統(tong)計功能。