水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)日益緊缺已經(jing)(jing)全(quan)球性的問(wen)題(ti)，節(jie)(jie)約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)并(bing)實現高(gao)效用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)人類生存與發(fa)展(zhan)的需求(qiu)，也(ye)是(shi)全(quan)球經(jing)(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)的需求(qiu)。我國(guo)作為全(quan)球13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)家(jia)之一，水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)的不(bu)足已經(jing)(jing)對我國(guo)經(jing)(jing)歷社(she)會(hui)(hui)發(fa)展(zhan)構(gou)成了嚴重(zhong)威脅(xie)，甚至成為經(jing)(jing)濟(ji)社(she)會(hui)(hui)發(fa)展(zhan)的“瓶頸”，大(da)力發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)僅(jin)是(shi)一種革命措施，也(ye)是(shi)我國(guo)的基本策略之一。農業(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)占據了我國(guo)總(zong)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量的70%，農業(ye)灌(guan)溉(gai)(gai)效率低下和用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的問(wen)題(ti)普遍存在。目前全(quan)國(guo)灌(guan)溉(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)率約(yue)為43%，單方(fang)(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生產率只有(you)10公斤左右(you)，大(da)大(da)低于發(fa)達(da)國(guo)家(jia)灌(guan)溉(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)率70%~80%、單方(fang)(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生產率2.0公斤以(yi)上的水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)，因此發(fa)展(zhan)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)農業(ye)、提高(gao)農業(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)效率是(shi)我國(guo)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中(zhong)的重(zhong)要環(huan)節(jie)(jie)。

農業自動化灌溉系(xi)(xi)統(tong)由自動控制(zhi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)(he)專家系(xi)(xi)統(tong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，傳(chuan)感(gan)器技(ji)(ji)術(shu)(shu)、通(tong)訊技(ji)(ji)術(shu)(shu)、計算(suan)機技(ji)(ji)術(shu)(shu)等于一體的(de)灌溉管理系(xi)(xi)統(tong)。該系(xi)(xi)統(tong)主要面向農田、園林、設(she)施農業等領域的(de)日常灌溉控制(zhi)和(he)(he)管理而設(she)計，并通(tong)過現代化的(de)科學(xue)技(ji)(ji)術(shu)(shu)手段，達(da)到降低(di)人力(li)成本(ben)，提高自動化生(sheng)產效率(lv)，節約(yue)水資源的(de)目的(de)。該系(xi)(xi)統(tong)具有實用性和(he)(he)良(liang)好的(de)展示性，系(xi)(xi)統(tong)硬件具備良(liang)好的(de)穩定性，以及(ji)防水、防潮、抗高溫的(de)能力(li)。

節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動化系統采取因地(di)(di)制宜的(de)(de)原(yuan)則依據(ju)(ju)不同(tong)地(di)(di)區、不同(tong)作物的(de)(de)不同(tong)需(xu)求，選擇不同(tong)的(de)(de)灌(guan)(guan)(guan)溉設施，并利(li)用計算(suan)機(ji)、無線數(shu)據(ju)(ju)通訊、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)行監控(kong)管(guan)理(li)，保證適(shi)時地(di)(di)滿足(zu)作物生長所需(xu)要(yao)的(de)(de)水(shui)分從而達(da)到節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉及(ji)節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動化的(de)(de)目的(de)(de)。

系統(tong)架(jia)構本(ben)方案給出了一個(ge)節水(shui)灌溉(gai)自動(dong)化系統(tong)的基本(ben)框架(jia)，它主(zhu)要由中(zhong)心主(zhu)控系統(tong)、采集控制模(mo)塊(kuai)(kuai)、無線(xian)通訊(xun)模(mo)塊(kuai)(kuai)、土壤(rang)水(shui)分傳感器、氣象觀(guan)測站、電(dian)磁(ci)閥(fa)等(deng)設備組成，現對各個(ge)部分作進一步的描述(shu)∶

1、傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)與電磁閥(fa)：是(shi)數據的(de)(de)采集者與系統(tong)自動(dong)化功能(neng)的(de)(de)執行(xing)者。傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)能(neng)感(gan)(gan)受規定的(de)(de)被測量并按照(zhao)一定的(de)(de)規律(lv)轉換成可用輸出信號(hao)的(de)(de)器(qi)(qi)件或裝(zhuang)置(zhi)。本系統(tong)中主要包括測量土(tu)壤水分(fen)的(de)(de)土(tu)壤水分(fen)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，測量養分(fen)的(de)(de)養分(fen)儀，測量氣象(xiang)要素的(de)(de)雨量傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，空氣溫濕度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風向傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)等；電磁閥(fa)是(shi)本系統(tong)中自動(dong)化的(de)(de)執行(xing)設備(bei)，可與水泵、養分(fen)補(bu)充設備(bei)等相連。

2、采(cai)集(ji)控(kong)制(zhi)設(she)(she)備∶是指掌(zhang)控(kong)數(shu)據采(cai)集(ji)設(she)(she)備和執行設(she)(she)備工作(zuo)的(de)(de)數(shu)據采(cai)集(ji)控(kong)制(zhi)模塊，主(zhu)要作(zuo)用為∶通過作(zuo)物決策(ce)灌溉軟件的(de)(de)設(she)(she)置(zhi)，掌(zhang)控(kong)數(shu)據采(cai)集(ji)設(she)(she)備的(de)(de)運(yun)行狀態；根(gen)據作(zuo)物決策(ce)灌溉軟件發出(chu)的(de)(de)指令，掌(zhang)控(kong)執行電磁閥的(de)(de)開啟/開關。

3、數據(ju)傳(chuan)輸(shu)∶本系統中采用的為(wei)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)模(mo)塊(kuai)。無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)模(mo)塊(kuai)能夠通過GPRS無(wu)線(xian)網絡將(jiang)與(yu)之相(xiang)連的用戶(hu)設備(bei)的數據(ju)傳(chuan)輸(shu)到(dao)Internet中一臺主機上，可實現數據(ju)遠程的透(tou)明(ming)傳(chuan)輸(shu)。

4、控(kong)制中(zhong)心主(zhu)要由計算機和作物(wu)(wu)決策灌(guan)(guan)溉決策軟(ruan)件(jian)組(zu)成，作物(wu)(wu)決策灌(guan)(guan)溉軟(ruan)件(jian)是(shi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)接(jie)收者(zhe)及指令發出者(zhe)，是(shi)整(zheng)個系統的(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)∶系統配置(zhi)(zhi)、功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)設(she)置(zhi)(zhi)；設(she)置(zhi)(zhi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)集時(shi)間(jian)段、采(cai)集間(jian)隔、控(kong)制系統執行條件(jian)等參數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)存儲顯示、打(da)印等操(cao)作；將采(cai)集到的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)實時(shi)顯示，可用圖表表達并能(neng)(neng)執行打(da)印等操(cao)作；發送指令∶將指令通過無線傳(chuan)輸模塊發送給數(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)集控(kong)制模塊，控(kong)制電磁閥(fa)的(de)(de)開啟或(huo)(huo)關閉(bi)：自(zi)動灌(guan)(guan)水(shui)(shui)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)∶根據(ju)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)地區、不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)作物(wu)(wu)在不(bu)(bu)(bu)同(tong)生(sheng)長(chang)階段對水(shui)(shui)分需求(qiu)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，設(she)置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值低(di)于或(huo)(huo)超出一定的(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動開啟灌(guan)(guan)水(shui)(shui)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)。自(zi)動補(bu)充(chong)(chong)養(yang)分功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)∶在無土(tu)栽培中(zhong)，根據(ju)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)作物(wu)(wu)在不(bu)(bu)(bu)同(tong)生(sheng)長(chang)階段對養(yang)分需求(qiu)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，設(she)置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值低(di)于或(huo)(huo)超出一定的(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動補(bu)充(chong)(chong)相應(ying)(ying)的(de)(de)養(yang)分。

自動(dong)報(bao)(bao)警(jing)∶可設(she)置設(she)備的(de)(de)正常運行參數、農田氣(qi)象(xiang)因(yin)子范圍，實(shi)現設(she)備故障或(huo)氣(qi)象(xiang)因(yin)子劇(ju)烈(lie)變化(hua)的(de)(de)報(bao)(bao)警(jing)功能。結(jie)論節水灌溉自動(dong)化(hua)系統將傳統的(de)(de)充分灌溉向非(fei)充分灌溉發展，對灌區用水進行監(jian)測預報(bao)(bao)，實(shi)現動(dong)態管理(li)。該系統采用傳感器采集土壤墑情信(xin)(xin)息、氣(qi)象(xiang)信(xin)(xin)息和(he)作(zuo)物的(de)(de)生長(chang)狀況，通過無(wu)線網絡對農田灌溉用水量實(shi)時遠程監(jian)控(kong)，按(an)照作(zuo)物的(de)(de)需求實(shi)施(shi)灌水、補給養分的(de)(de)操作(zuo)。

農業(ye)自動(dong)化灌溉系統功能

數據采集功能

可自(zi)動采集，處理溫度、濕度、風速、雨量(liang)、光照等環境參數。

灌溉控制功能

（1）具有(you)自動(dong)灌(guan)溉(gai)、定時灌(guan)溉(gai)、周期灌(guan)溉(gai)、手動(dong)灌(guan)溉(gai)等(deng)多種模(mo)(mo)式，用(yong)戶(hu)可(ke)根據(ju)需要靈活選用(yong)灌(guan)溉(gai)模(mo)(mo)式。

（2）可實現中(zhong)控(kong)室控(kong)制(zhi)，手機短信、現場遙控(kong)及現場手動等多(duo)種(zhong)方式控(kong)制(zhi)。

參數設置功能

（1）系統(tong)可以對現(xian)場的溫、濕度限值進行設置和修改。

（2）系統(tong)可(ke)通過控(kong)制器或后臺監控(kong)系統(tong)完(wan)成(cheng)灌(guan)溉起始時間、停止時間、噴(pen)灌(guan)時間等(deng)參數設置。

顯示功能

（1）控(kong)制(zhi)器上配有液晶屏(ping)(ping)，以中(zhong)文菜單方式顯示，現場采集(ji)數據顯示在(zai)液晶屏(ping)(ping)上。

（2）后臺(tai)監(jian)控(kong)系統可配(pei)大屏幕顯示器，圖形、表格等多(duo)種形式動態(tai)顯示整個(ge)灌溉區運行情況(kuang)，準確、直觀、明了(le)。

報警功能

當(dang)灌溉系統(tong)出現故障。如水管(guan)破(po)裂(lie)等，立即停止水泵(beng)運行(xing)，并報警。

通信功能

（1）通過后臺機查看、設置(zhi)、修(xiu)改(gai)參數。

（2）采取數據上傳后臺(tai)機(ji)，供后臺(tai)機(ji)進行數據處(chu)理和顯(xian)示。

（3）接收后(hou)臺機(ji)發出的控制命(ming)令。

數據處理功能

后(hou)臺機可完(wan)成用戶提出的(de)統計、貯存、查詢等(deng)各(ge)種數據處理功能，并可打印用戶要求的(de)報表(biao)。

（1）電磁(ci)閥(fa)門開啟(qi)次數(shu)和時(shi)間統(tong)計。

（2）通過電磁閥門的(de)水(shui)流(liu)量統計。

（3）系統(tong)(tong)(tong)故(gu)障次數統(tong)(tong)(tong)計，系統(tong)(tong)(tong)使(shi)用(yong)率統(tong)(tong)(tong)計。

（4）用戶要求(qiu)的其它(ta)統計(ji)功能。