水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)日益(yi)緊缺已經(jing)(jing)全球性的(de)(de)問(wen)題，節(jie)(jie)約用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)并實(shi)現高(gao)效用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)人(ren)類生存(cun)與發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)需求，也(ye)是(shi)全球經(jing)(jing)濟社(she)(she)會(hui)(hui)(hui)的(de)(de)需求。我(wo)國作為全球13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)國家之(zhi)一，水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)的(de)(de)不(bu)足已經(jing)(jing)對(dui)我(wo)國經(jing)(jing)歷社(she)(she)會(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)構成(cheng)了嚴重威脅(xie)，甚至成(cheng)為經(jing)(jing)濟社(she)(she)會(hui)(hui)(hui)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)“瓶(ping)頸”，大力發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)節(jie)(jie)約用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)僅(jin)是(shi)一種(zhong)革(ge)命措施，也(ye)是(shi)我(wo)國的(de)(de)基本策略之(zhi)一。農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)占(zhan)據了我(wo)國總用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)70%，農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)灌(guan)(guan)溉效率低下和用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)問(wen)題普遍存(cun)在。目前全國灌(guan)(guan)溉水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)率約為43%，單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生產率只有10公(gong)斤左右(you)，大大低于(yu)發(fa)(fa)(fa)(fa)達國家灌(guan)(guan)溉水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)率70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生產率2.0公(gong)斤以(yi)上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此(ci)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)、提高(gao)農(nong)(nong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)效率是(shi)我(wo)國節(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中的(de)(de)重要(yao)環節(jie)(jie)。

農業自(zi)動化(hua)灌(guan)溉系(xi)(xi)(xi)統由自(zi)動控制技(ji)(ji)術(shu)(shu)和(he)專家系(xi)(xi)(xi)統技(ji)(ji)術(shu)(shu)，傳感器(qi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、通訊技(ji)(ji)術(shu)(shu)、計算機技(ji)(ji)術(shu)(shu)等于一體的(de)(de)灌(guan)溉管理系(xi)(xi)(xi)統。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統主要(yao)面向農田、園林、設施農業等領域(yu)的(de)(de)日常灌(guan)溉控制和(he)管理而設計，并通過現代化(hua)的(de)(de)科學技(ji)(ji)術(shu)(shu)手段，達到降低(di)人力(li)成(cheng)本，提高自(zi)動化(hua)生產效率，節約水資源(yuan)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統具有實用性和(he)良好(hao)的(de)(de)展示(shi)性，系(xi)(xi)(xi)統硬件具備(bei)良好(hao)的(de)(de)穩定性，以及防水、防潮(chao)、抗高溫的(de)(de)能(neng)力(li)。

節(jie)(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉自動(dong)化(hua)系統采(cai)取因(yin)地(di)制宜的(de)原則依(yi)據(ju)不同(tong)地(di)區、不同(tong)作(zuo)物的(de)不同(tong)需求，選擇不同(tong)的(de)灌(guan)溉設施，并利用(yong)計算機、無線數據(ju)通訊、采(cai)集控制器(qi)、傳感(gan)器(qi)等先進技(ji)術對農田灌(guan)溉進行監控管理，保證適時地(di)滿足作(zuo)物生長所(suo)需要(yao)的(de)水(shui)(shui)分從而達到(dao)節(jie)(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉及節(jie)(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉自動(dong)化(hua)的(de)目的(de)。

系統架構本(ben)方(fang)案給(gei)出了一個(ge)節水灌溉自動(dong)化系統的基本(ben)框架，它主要(yao)由中心主控系統、采集控制(zhi)模塊、無線通訊模塊、土壤水分傳感器、氣(qi)象觀測站(zhan)、電磁閥等設(she)備組成(cheng)，現對各(ge)個(ge)部分作進一步(bu)的描述∶

1、傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)與電磁閥(fa)：是(shi)數據的(de)采集者與系統自動化(hua)功能的(de)執(zhi)行者。傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)能感(gan)(gan)(gan)受規定(ding)的(de)被測(ce)量(liang)(liang)(liang)并按照一定(ding)的(de)規律轉(zhuan)換成可用輸出信號的(de)器(qi)(qi)(qi)件或裝(zhuang)置。本(ben)系統中主(zhu)要包(bao)括(kuo)測(ce)量(liang)(liang)(liang)土(tu)壤(rang)水分(fen)(fen)的(de)土(tu)壤(rang)水分(fen)(fen)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)，測(ce)量(liang)(liang)(liang)養(yang)(yang)分(fen)(fen)的(de)養(yang)(yang)分(fen)(fen)儀(yi)，測(ce)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)象(xiang)要素(su)的(de)雨(yu)量(liang)(liang)(liang)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)，空氣(qi)溫濕度傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、風(feng)速傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、風(feng)向傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)等；電磁閥(fa)是(shi)本(ben)系統中自動化(hua)的(de)執(zhi)行設備，可與水泵、養(yang)(yang)分(fen)(fen)補充(chong)設備等相連(lian)。

2、采集控制設備(bei)(bei)∶是指掌控數據采集設備(bei)(bei)和執行設備(bei)(bei)工作(zuo)的(de)數據采集控制模塊，主要作(zuo)用為∶通過(guo)作(zuo)物(wu)決策灌(guan)溉(gai)軟件的(de)設置，掌控數據采集設備(bei)(bei)的(de)運行狀(zhuang)態；根據作(zuo)物(wu)決策灌(guan)溉(gai)軟件發(fa)出(chu)的(de)指令，掌控執行電磁閥(fa)的(de)開啟(qi)/開關。

3、數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)∶本系(xi)統中(zhong)采用的為(wei)無線傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)模(mo)塊。無線傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)模(mo)塊能夠通過GPRS無線網絡將(jiang)與(yu)之相連的用戶(hu)設備(bei)的數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)到(dao)Internet中(zhong)一臺主(zhu)機上，可實現數(shu)據(ju)遠程的透明傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)。

4、控制中心主要由計算機和作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)策灌(guan)溉(gai)決(jue)策軟件組成，作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)策灌(guan)溉(gai)軟件是(shi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)接(jie)收者(zhe)及(ji)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)發出(chu)者(zhe)，是(shi)整個系統(tong)的(de)靈(ling)魂。主要有(you)以下功能(neng)∶系統(tong)配置、功能(neng)設置；設置數(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)集時(shi)間段、采(cai)(cai)集間隔(ge)、控制系統(tong)執行(xing)條件等(deng)參(can)數(shu)(shu)；數(shu)(shu)據(ju)(ju)存儲顯示、打印等(deng)操作(zuo)(zuo)(zuo)；將(jiang)采(cai)(cai)集到的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)實時(shi)顯示，可用圖表(biao)表(biao)達并能(neng)執行(xing)打印等(deng)操作(zuo)(zuo)(zuo)；發送(song)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)∶將(jiang)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)通過無線傳(chuan)輸模(mo)塊發送(song)給數(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)集控制模(mo)塊，控制電磁(ci)閥的(de)開啟或關閉：自動灌(guan)水(shui)功能(neng)∶根(gen)據(ju)(ju)不同的(de)地區、不同的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不同生長階段對水(shui)分(fen)需求的(de)不同，設置相(xiang)應的(de)參(can)數(shu)(shu)，當值低(di)于或超出(chu)一定的(de)范圍時(shi)，自動開啟灌(guan)水(shui)功能(neng)。自動補充養(yang)分(fen)功能(neng)∶在(zai)無土栽培中，根(gen)據(ju)(ju)不同的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不同生長階段對養(yang)分(fen)需求的(de)不同，設置相(xiang)應的(de)參(can)數(shu)(shu)，當值低(di)于或超出(chu)一定的(de)范圍時(shi)，自動補充相(xiang)應的(de)養(yang)分(fen)。

自動(dong)報(bao)警∶可設置設備的(de)(de)(de)正常(chang)運行參數、農(nong)田氣象(xiang)因子范圍，實現(xian)設備故(gu)障或(huo)氣象(xiang)因子劇烈變化(hua)的(de)(de)(de)報(bao)警功能。結(jie)論節水(shui)灌(guan)溉(gai)(gai)自動(dong)化(hua)系(xi)(xi)統(tong)將傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)充分(fen)灌(guan)溉(gai)(gai)向(xiang)非充分(fen)灌(guan)溉(gai)(gai)發展，對(dui)灌(guan)區用(yong)水(shui)進行監(jian)測(ce)預報(bao)，實現(xian)動(dong)態管理。該系(xi)(xi)統(tong)采用(yong)傳(chuan)感器采集土壤墑(di)情信息、氣象(xiang)信息和作(zuo)物的(de)(de)(de)生長狀況，通過無(wu)線網(wang)絡對(dui)農(nong)田灌(guan)溉(gai)(gai)用(yong)水(shui)量(liang)實時遠程監(jian)控，按照作(zuo)物的(de)(de)(de)需(xu)求實施灌(guan)水(shui)、補給(gei)養分(fen)的(de)(de)(de)操作(zuo)。

農(nong)業自動(dong)化灌溉系統功能

數據采集功能

可自動采集，處理溫度(du)(du)、濕度(du)(du)、風速、雨量(liang)、光(guang)照等環(huan)境參數(shu)。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌溉、定時灌溉、周期灌溉、手動灌溉等多種模式(shi)，用戶(hu)可根(gen)據(ju)需要靈活選用灌溉模式(shi)。

（2）可實現中控室控制，手機短信(xin)、現場遙控及現場手動等多種方式控制。

參數設置功能

（1）系統可以(yi)對現場的(de)溫、濕度限值(zhi)進(jin)行設置和修改(gai)。

（2）系統可(ke)通(tong)過控制器或后臺監控系統完成灌(guan)溉(gai)起始時(shi)間(jian)、停(ting)止時(shi)間(jian)、噴灌(guan)時(shi)間(jian)等參(can)數設置(zhi)。

顯示功能

（1）控制器上(shang)配有(you)液晶屏，以中(zhong)文菜單方式顯示(shi)(shi)，現場采集數據顯示(shi)(shi)在液晶屏上(shang)。

（2）后臺監控(kong)系統可(ke)配(pei)大屏幕顯示(shi)器(qi)，圖形(xing)、表格等(deng)多種(zhong)形(xing)式動態顯示(shi)整個灌(guan)溉區運(yun)行(xing)情況，準(zhun)確(que)、直觀、明了。

報警功能

當灌溉系統出現(xian)故障(zhang)。如水管(guan)破裂等(deng)，立即停(ting)止水泵運行，并報警。

通信功能

（1）通過后臺機查看(kan)、設置、修改參數。

（2）采取數(shu)據(ju)上(shang)傳后(hou)臺機，供后(hou)臺機進(jin)行數(shu)據(ju)處理和顯示。

（3）接收后臺機發(fa)出的控制命令(ling)。

數據處理功能

后(hou)臺機可(ke)完成(cheng)用戶提出的(de)統計、貯(zhu)存(cun)、查(cha)詢等(deng)各種數(shu)據處(chu)理功能，并可(ke)打印(yin)用戶要求的(de)報(bao)表。

（1）電磁閥門開啟次數和時間統計。

（2）通(tong)過電磁閥門的水(shui)流量統計。

（3）系統(tong)故障次數(shu)統(tong)計(ji)，系統(tong)使(shi)用率統(tong)計(ji)。

（4）用戶(hu)要求的其它統(tong)計(ji)功能。