水(shui)(shui)資(zi)源日益緊缺已經(jing)全(quan)球(qiu)性的(de)問題，節(jie)約(yue)用(yong)水(shui)(shui)并實(shi)現高效用(yong)水(shui)(shui)是(shi)人類生(sheng)(sheng)存與發(fa)展(zhan)的(de)需求，也是(shi)全(quan)球(qiu)經(jing)濟(ji)社會(hui)的(de)需求。我(wo)(wo)國(guo)(guo)作為全(quan)球(qiu)13個(ge)貧水(shui)(shui)國(guo)(guo)家(jia)(jia)之一(yi)(yi)，水(shui)(shui)資(zi)源的(de)不(bu)足已經(jing)對我(wo)(wo)國(guo)(guo)經(jing)歷(li)社會(hui)發(fa)展(zhan)構(gou)成了嚴重威(wei)脅(xie)，甚至(zhi)成為經(jing)濟(ji)社會(hui)發(fa)展(zhan)的(de)“瓶頸”，大(da)力發(fa)展(zhan)節(jie)約(yue)用(yong)水(shui)(shui)不(bu)僅是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)革(ge)命措施，也是(shi)我(wo)(wo)國(guo)(guo)的(de)基(ji)本策略之一(yi)(yi)。農業用(yong)水(shui)(shui)占據了我(wo)(wo)國(guo)(guo)總用(yong)水(shui)(shui)量的(de)70%，農業灌溉效率(lv)(lv)低下和用(yong)水(shui)(shui)浪費的(de)問題普遍存在。目前全(quan)國(guo)(guo)灌溉水(shui)(shui)利用(yong)率(lv)(lv)約(yue)為43%，單方(fang)水(shui)(shui)糧(liang)食(shi)生(sheng)(sheng)產率(lv)(lv)只有10公斤左右，大(da)大(da)低于發(fa)達國(guo)(guo)家(jia)(jia)灌溉水(shui)(shui)利用(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)糧(liang)食(shi)生(sheng)(sheng)產率(lv)(lv)2.0公斤以(yi)上(shang)的(de)水(shui)(shui)平(ping)，因此發(fa)展(zhan)節(jie)水(shui)(shui)農業、提高農業用(yong)水(shui)(shui)利用(yong)效率(lv)(lv)是(shi)我(wo)(wo)國(guo)(guo)節(jie)水(shui)(shui)戰略中(zhong)的(de)重要環節(jie)。

農(nong)業自(zi)動化灌溉系(xi)統(tong)由自(zi)動控(kong)制技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)(he)專(zhuan)家系(xi)統(tong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，傳感器技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、通訊技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、計算(suan)機技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)于一體的(de)(de)(de)(de)灌溉管理系(xi)統(tong)。該系(xi)統(tong)主要(yao)面向農(nong)田(tian)、園(yuan)林、設(she)施農(nong)業等(deng)領域的(de)(de)(de)(de)日常灌溉控(kong)制和(he)(he)管理而設(she)計，并通過現(xian)代化的(de)(de)(de)(de)科學技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段，達到降(jiang)低人(ren)力成(cheng)本，提高自(zi)動化生產效率(lv)，節(jie)約水(shui)資源(yuan)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。該系(xi)統(tong)具(ju)有實用性(xing)和(he)(he)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)展示性(xing)，系(xi)統(tong)硬件具(ju)備良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)，以及防水(shui)、防潮、抗高溫的(de)(de)(de)(de)能力。

節水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)自(zi)動化(hua)系統采取(qu)因地(di)(di)制(zhi)宜的原則依據(ju)不(bu)同(tong)(tong)地(di)(di)區、不(bu)同(tong)(tong)作物的不(bu)同(tong)(tong)需(xu)求(qiu)，選擇不(bu)同(tong)(tong)的灌(guan)(guan)溉(gai)設施，并利(li)用計算機(ji)、無線數據(ju)通(tong)訊、采集(ji)控(kong)制(zhi)器、傳(chuan)感器等(deng)先進技術對農田灌(guan)(guan)溉(gai)進行(xing)監控(kong)管(guan)理，保(bao)證適時地(di)(di)滿(man)足作物生長所需(xu)要的水(shui)分從(cong)而達到節水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)及節水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)自(zi)動化(hua)的目的。

系統架構本(ben)方(fang)案給(gei)出了一(yi)個節水灌(guan)溉自動化(hua)系統的基本(ben)框架，它(ta)主要由中心主控系統、采集控制模(mo)塊(kuai)、無線(xian)通訊模(mo)塊(kuai)、土壤水分傳感器(qi)、氣象觀測(ce)站、電磁閥等設(she)備組成，現(xian)對各個部分作進一(yi)步的描述∶

1、傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)與電磁閥(fa)：是(shi)數(shu)據的(de)采集者(zhe)與系統(tong)自動化功(gong)能的(de)執行者(zhe)。傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)能感(gan)(gan)(gan)(gan)受規定的(de)被(bei)測量(liang)(liang)(liang)并按照一(yi)定的(de)規律轉(zhuan)換成可用輸出信號的(de)器(qi)(qi)件或裝置。本系統(tong)中主要包括測量(liang)(liang)(liang)土壤(rang)水(shui)分(fen)(fen)(fen)的(de)土壤(rang)水(shui)分(fen)(fen)(fen)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，測量(liang)(liang)(liang)養(yang)(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)的(de)養(yang)(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)儀，測量(liang)(liang)(liang)氣象要素(su)的(de)雨量(liang)(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，空(kong)氣溫濕度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風向(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)等(deng)；電磁閥(fa)是(shi)本系統(tong)中自動化的(de)執行設(she)備，可與水(shui)泵、養(yang)(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)補充設(she)備等(deng)相(xiang)連(lian)。

2、采(cai)集(ji)控制設(she)(she)備∶是(shi)指(zhi)掌(zhang)控數據(ju)采(cai)集(ji)設(she)(she)備和執行設(she)(she)備工作的(de)數據(ju)采(cai)集(ji)控制模塊，主要作用為∶通過作物(wu)決策灌(guan)溉(gai)軟(ruan)件的(de)設(she)(she)置，掌(zhang)控數據(ju)采(cai)集(ji)設(she)(she)備的(de)運行狀態；根據(ju)作物(wu)決策灌(guan)溉(gai)軟(ruan)件發出(chu)的(de)指(zhi)令，掌(zhang)控執行電(dian)磁閥的(de)開(kai)啟/開(kai)關。

3、數據傳輸(shu)(shu)∶本系(xi)統中(zhong)采用(yong)的(de)(de)為(wei)無線(xian)(xian)傳輸(shu)(shu)模塊。無線(xian)(xian)傳輸(shu)(shu)模塊能(neng)夠通過GPRS無線(xian)(xian)網絡將(jiang)與之相連(lian)的(de)(de)用(yong)戶(hu)設備(bei)的(de)(de)數據傳輸(shu)(shu)到(dao)Internet中(zhong)一(yi)臺主機上，可實現數據遠(yuan)程的(de)(de)透(tou)明傳輸(shu)(shu)。

4、控制中(zhong)心主(zhu)要由(you)計算機和作(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉(gai)決策(ce)軟(ruan)件組(zu)成，作(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉(gai)軟(ruan)件是數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)接收(shou)者及指(zhi)(zhi)令(ling)發(fa)出者，是整個系統的(de)(de)靈魂(hun)。主(zhu)要有(you)以(yi)下功(gong)能(neng)∶系統配(pei)置、功(gong)能(neng)設置；設置數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集時(shi)間(jian)段、采(cai)集間(jian)隔(ge)、控制系統執(zhi)行(xing)條件等(deng)(deng)參(can)(can)(can)數(shu)(shu)；數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)存儲顯(xian)(xian)示、打印(yin)等(deng)(deng)操(cao)作(zuo)；將(jiang)采(cai)集到的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)實時(shi)顯(xian)(xian)示，可用圖(tu)表表達并(bing)能(neng)執(zhi)行(xing)打印(yin)等(deng)(deng)操(cao)作(zuo)；發(fa)送(song)(song)指(zhi)(zhi)令(ling)∶將(jiang)指(zhi)(zhi)令(ling)通過無線(xian)傳(chuan)輸模(mo)塊發(fa)送(song)(song)給數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集控制模(mo)塊，控制電磁閥(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)或關(guan)閉：自(zi)(zi)動灌水功(gong)能(neng)∶根據(ju)(ju)(ju)不(bu)同的(de)(de)地區(qu)、不(bu)同的(de)(de)作(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同生長階段對水分(fen)(fen)需求的(de)(de)不(bu)同，設置相應(ying)的(de)(de)參(can)(can)(can)數(shu)(shu)，當值(zhi)低于或超(chao)(chao)出一定(ding)的(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)(zi)動開(kai)啟(qi)灌水功(gong)能(neng)。自(zi)(zi)動補充養分(fen)(fen)功(gong)能(neng)∶在(zai)無土栽培中(zhong)，根據(ju)(ju)(ju)不(bu)同的(de)(de)作(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同生長階段對養分(fen)(fen)需求的(de)(de)不(bu)同，設置相應(ying)的(de)(de)參(can)(can)(can)數(shu)(shu)，當值(zhi)低于或超(chao)(chao)出一定(ding)的(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)(zi)動補充相應(ying)的(de)(de)養分(fen)(fen)。

自動報警(jing)∶可(ke)設(she)(she)置設(she)(she)備的(de)(de)正常運行參(can)數、農田氣象因子范圍，實(shi)(shi)現設(she)(she)備故(gu)障或氣象因子劇(ju)烈(lie)變化(hua)的(de)(de)報警(jing)功能(neng)。結論節水灌(guan)溉自動化(hua)系統將傳統的(de)(de)充分(fen)灌(guan)溉向非充分(fen)灌(guan)溉發(fa)展，對灌(guan)區用(yong)水進行監測預(yu)報，實(shi)(shi)現動態管理。該系統采用(yong)傳感器采集(ji)土壤墑情(qing)信(xin)(xin)息、氣象信(xin)(xin)息和作物的(de)(de)生(sheng)長狀況，通過無線網絡(luo)對農田灌(guan)溉用(yong)水量實(shi)(shi)時遠程監控(kong)，按照作物的(de)(de)需求(qiu)實(shi)(shi)施灌(guan)水、補給(gei)養分(fen)的(de)(de)操作。

農(nong)業自動化灌溉系(xi)統(tong)功能

數據采集功能

可自動采集(ji)，處(chu)理溫度(du)、濕(shi)度(du)、風(feng)速(su)、雨量、光(guang)照(zhao)等環境參數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)溉、定時灌(guan)溉、周期灌(guan)溉、手動灌(guan)溉等多種模式(shi)，用戶可根據需要(yao)靈活選(xuan)用灌(guan)溉模式(shi)。

（2）可(ke)實現中控室控制，手機(ji)短信(xin)、現場(chang)遙控及現場(chang)手動等多種方式控制。

參數設置功能

（1）系統可以對現場的(de)溫(wen)、濕度限值進(jin)行設置(zhi)和修改(gai)。

（2）系統可通過控制器(qi)或(huo)后臺監控系統完成灌溉起始時間、停止時間、噴灌時間等參(can)數(shu)設置。

顯示功能

（1）控制器上配有液(ye)晶(jing)屏(ping)(ping)，以中文(wen)菜(cai)單(dan)方式(shi)顯示，現場(chang)采集數據顯示在液(ye)晶(jing)屏(ping)(ping)上。

（2）后(hou)臺(tai)監控系統可(ke)配大(da)屏幕顯示(shi)器(qi)，圖形、表格等多種形式動態顯示(shi)整(zheng)個灌溉區(qu)運行(xing)情況(kuang)，準確、直(zhi)觀、明了。

報警功能

當灌溉(gai)系統出(chu)現故障。如水管破裂等，立(li)即(ji)停止水泵運(yun)行，并報警。

通信功能

（1）通過后(hou)臺機查看、設(she)置(zhi)、修(xiu)改參數。

（2）采取數(shu)據上(shang)傳后(hou)臺(tai)機，供后(hou)臺(tai)機進(jin)行數(shu)據處理和(he)顯示。

（3）接(jie)收后臺機(ji)發出的控制命令(ling)。

數據處理功能

后臺機可完成用(yong)(yong)戶提出的統(tong)計、貯存、查詢等各種數據處理功能，并可打印用(yong)(yong)戶要求的報(bao)表。

（1）電(dian)磁閥門開啟次數和時間統計(ji)。

（2）通過電(dian)磁閥門的水流(liu)量(liang)統計。

（3）系統(tong)故(gu)障(zhang)次數統(tong)計，系統(tong)使用(yong)率統(tong)計。

（4）用戶要求的(de)其它統計功能。