水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)日益緊缺已經(jing)全球性(xing)的(de)(de)問題，節約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并實現高效(xiao)(xiao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是人類(lei)生(sheng)存與發展(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)需(xu)求(qiu)，也(ye)是全球經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)的(de)(de)需(xu)求(qiu)。我國作為全球13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國家(jia)之一，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)的(de)(de)不(bu)足已經(jing)對我國經(jing)歷社(she)會(hui)(hui)發展(zhan)(zhan)(zhan)構成了(le)嚴重(zhong)威脅，甚至(zhi)成為經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)發展(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)“瓶頸(jing)”，大(da)力發展(zhan)(zhan)(zhan)節約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)僅(jin)是一種(zhong)革命措(cuo)施，也(ye)是我國的(de)(de)基本策(ce)略(lve)之一。農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)占據了(le)我國總用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)70%，農業灌(guan)溉效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)低下和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浪費(fei)的(de)(de)問題普遍存在。目(mu)前全國灌(guan)溉水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)(lv)約(yue)為43%，單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產(chan)(chan)率(lv)(lv)只(zhi)有10公斤(jin)左(zuo)右，大(da)大(da)低于(yu)發達(da)國家(jia)灌(guan)溉水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產(chan)(chan)率(lv)(lv)2.0公斤(jin)以上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此(ci)發展(zhan)(zhan)(zhan)節水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農業、提高農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)是我國節水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)戰略(lve)中的(de)(de)重(zhong)要環節。

農業自(zi)動(dong)化灌(guan)(guan)溉系統由(you)自(zi)動(dong)控(kong)制技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和專家系統技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，傳感器技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、通訊技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、計算機技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)等于(yu)一體的(de)(de)(de)(de)灌(guan)(guan)溉管理系統。該系統主要面向(xiang)農田、園林(lin)、設(she)施(shi)農業等領域的(de)(de)(de)(de)日常灌(guan)(guan)溉控(kong)制和管理而設(she)計，并(bing)通過現代(dai)化的(de)(de)(de)(de)科(ke)學技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)手段，達到降低人力(li)成本(ben)，提高自(zi)動(dong)化生產效率，節約水資源(yuan)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。該系統具有實(shi)用性(xing)和良好的(de)(de)(de)(de)展示性(xing)，系統硬件具備良好的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)，以(yi)及防水、防潮、抗高溫(wen)的(de)(de)(de)(de)能力(li)。

節(jie)水灌溉(gai)自動化(hua)系統采取因(yin)地制(zhi)宜的(de)(de)原則(ze)依據(ju)(ju)不同地區(qu)、不同作(zuo)物的(de)(de)不同需求，選擇不同的(de)(de)灌溉(gai)設施，并利用計算機、無線(xian)數據(ju)(ju)通訊、采集控制(zhi)器、傳感器等先進技(ji)術對農(nong)田灌溉(gai)進行監控管理(li)，保證適時地滿足作(zuo)物生長(chang)所需要的(de)(de)水分從而達到節(jie)水灌溉(gai)及節(jie)水灌溉(gai)自動化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)。

系統(tong)架構本(ben)方案(an)給(gei)出了一個節水(shui)(shui)灌溉(gai)自動化系統(tong)的基本(ben)框架，它主要由中心(xin)主控系統(tong)、采集控制模塊、無(wu)線通訊模塊、土壤水(shui)(shui)分(fen)傳感(gan)器、氣象(xiang)觀測站(zhan)、電磁閥等設備組(zu)成，現對各個部分(fen)作(zuo)進一步的描(miao)述∶

1、傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)與電磁(ci)(ci)閥：是(shi)數據(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)集者與系統自(zi)動(dong)化(hua)功(gong)能的(de)(de)(de)(de)(de)執行者。傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)能感(gan)(gan)(gan)受規定的(de)(de)(de)(de)(de)被(bei)測(ce)量(liang)并按照一定的(de)(de)(de)(de)(de)規律轉換成(cheng)可用輸出信號的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)(qi)件或裝置。本系統中主要包(bao)括(kuo)測(ce)量(liang)土壤水(shui)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)土壤水(shui)分(fen)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，測(ce)量(liang)養分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)養分(fen)儀，測(ce)量(liang)氣(qi)(qi)象要素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)雨量(liang)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，空氣(qi)(qi)溫濕度傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風速傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風向傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)等；電磁(ci)(ci)閥是(shi)本系統中自(zi)動(dong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)執行設備(bei)(bei)，可與水(shui)泵、養分(fen)補充設備(bei)(bei)等相連。

2、采集(ji)(ji)控制設(she)(she)備(bei)(bei)∶是指掌(zhang)控數(shu)據(ju)采集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)(bei)和執行設(she)(she)備(bei)(bei)工作(zuo)的數(shu)據(ju)采集(ji)(ji)控制模塊，主要作(zuo)用為∶通過作(zuo)物(wu)決策灌溉軟件(jian)(jian)的設(she)(she)置，掌(zhang)控數(shu)據(ju)采集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)(bei)的運行狀態；根據(ju)作(zuo)物(wu)決策灌溉軟件(jian)(jian)發出(chu)的指令，掌(zhang)控執行電磁(ci)閥的開(kai)啟/開(kai)關。

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

4、控(kong)制(zhi)(zhi)中(zhong)心主要(yao)(yao)由計算機(ji)和作(zuo)物(wu)決策(ce)灌(guan)溉(gai)決策(ce)軟件組成，作(zuo)物(wu)決策(ce)灌(guan)溉(gai)軟件是數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)接收者(zhe)及指令發(fa)出(chu)者(zhe)，是整個(ge)系統(tong)的(de)靈魂。主要(yao)(yao)有以下功能(neng)∶系統(tong)配置(zhi)(zhi)、功能(neng)設置(zhi)(zhi)；設置(zhi)(zhi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)采集時(shi)間段、采集間隔、控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)執行條件等(deng)(deng)參(can)數(shu)；數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)存儲顯(xian)(xian)示、打印(yin)等(deng)(deng)操作(zuo)；將采集到(dao)的(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)實(shi)時(shi)顯(xian)(xian)示，可用圖表表達(da)并能(neng)執行打印(yin)等(deng)(deng)操作(zuo)；發(fa)送(song)指令∶將指令通過無線傳輸模(mo)塊(kuai)發(fa)送(song)給數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)采集控(kong)制(zhi)(zhi)模(mo)塊(kuai)，控(kong)制(zhi)(zhi)電磁(ci)閥的(de)開啟或關閉：自(zi)動(dong)(dong)灌(guan)水(shui)功能(neng)∶根據(ju)(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)地(di)區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階(jie)段對水(shui)分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)參(can)數(shu)，當值低于(yu)或超(chao)出(chu)一定的(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)(dong)開啟灌(guan)水(shui)功能(neng)。自(zi)動(dong)(dong)補充養(yang)(yang)分(fen)功能(neng)∶在(zai)無土栽培中(zhong)，根據(ju)(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)作(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階(jie)段對養(yang)(yang)分(fen)需求(qiu)的(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)參(can)數(shu)，當值低于(yu)或超(chao)出(chu)一定的(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)(dong)補充相應(ying)(ying)的(de)養(yang)(yang)分(fen)。

自動(dong)報警∶可(ke)設置設備的(de)正常運(yun)行參(can)數、農(nong)田氣(qi)象因(yin)子(zi)范圍，實現設備故(gu)障(zhang)或氣(qi)象因(yin)子(zi)劇(ju)烈變化的(de)報警功能。結論節水灌(guan)溉(gai)自動(dong)化系(xi)統將(jiang)傳統的(de)充(chong)分(fen)(fen)灌(guan)溉(gai)向非充(chong)分(fen)(fen)灌(guan)溉(gai)發(fa)展，對(dui)灌(guan)區用(yong)水進行監測預報，實現動(dong)態管理(li)。該系(xi)統采用(yong)傳感(gan)器采集土壤墑情(qing)信息(xi)、氣(qi)象信息(xi)和作(zuo)物的(de)生(sheng)長狀況，通(tong)過(guo)無線網絡(luo)對(dui)農(nong)田灌(guan)溉(gai)用(yong)水量實時遠程監控，按(an)照作(zuo)物的(de)需求實施灌(guan)水、補給養分(fen)(fen)的(de)操作(zuo)。

農業自(zi)動化灌(guan)溉系統功能

數據采集功能

可自(zi)動采集，處理溫度、濕度、風速、雨量、光照等環境參數(shu)。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)溉(gai)、定時灌(guan)溉(gai)、周(zhou)期灌(guan)溉(gai)、手(shou)動灌(guan)溉(gai)等多(duo)種模式(shi)，用戶(hu)可根據需要(yao)靈活選用灌(guan)溉(gai)模式(shi)。

（2）可實(shi)現(xian)中(zhong)控室(shi)控制，手機短信、現(xian)場遙控及現(xian)場手動(dong)等多種方式(shi)控制。

參數設置功能

（1）系統可以對現(xian)場的溫、濕度限值進(jin)行設置和(he)修(xiu)改。

（2）系(xi)統可(ke)通過控(kong)制器或后臺監控(kong)系(xi)統完成灌溉起始時(shi)間、停止(zhi)時(shi)間、噴灌時(shi)間等參(can)數(shu)設置(zhi)。

顯示功能

（1）控制器上配(pei)有(you)液(ye)晶屏，以(yi)中(zhong)文菜單方式顯示(shi)(shi)，現場采(cai)集數據顯示(shi)(shi)在(zai)液(ye)晶屏上。

（2）后臺監(jian)控系統可配大屏幕顯示器，圖形(xing)(xing)、表格等(deng)多種(zhong)形(xing)(xing)式(shi)動(dong)態顯示整(zheng)個(ge)灌溉區運行情況(kuang)，準確、直觀、明了(le)。

報警功能

當灌(guan)溉系統出現故障。如水管破裂等，立即停(ting)止(zhi)水泵運行，并報警(jing)。

通信功能

（1）通過后臺機查看(kan)、設置、修改參(can)數(shu)。

（2）采取數(shu)據(ju)上(shang)傳后臺機(ji)，供后臺機(ji)進行數(shu)據(ju)處理和顯示(shi)。

（3）接(jie)收后臺機發出的控制命令(ling)。

數據處理功能

后臺機可(ke)(ke)完成用(yong)戶提出(chu)的統(tong)計、貯(zhu)存、查詢等各(ge)種數據處(chu)理功能，并可(ke)(ke)打(da)印用(yong)戶要求(qiu)的報(bao)表。

（1）電磁閥門開啟次數和時間統(tong)計。

（2）通過(guo)電(dian)磁閥門的水流量統計。

（3）系(xi)統故(gu)障次數統計，系(xi)統使用率統計。

（4）用戶(hu)要求的其(qi)它統計功能(neng)。