水(shui)(shui)(shui)資(zi)源日益緊(jin)缺已(yi)經(jing)全球(qiu)性的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)，節約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)并實現高效用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)是人類生(sheng)存與發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)，也是全球(qiu)經(jing)濟(ji)社會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)。我(wo)(wo)國(guo)作(zuo)為全球(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)家之一(yi)，水(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)(de)(de)(de)不足已(yi)經(jing)對我(wo)(wo)國(guo)經(jing)歷社會(hui)發(fa)(fa)(fa)展構成了嚴重威(wei)脅(xie)，甚至成為經(jing)濟(ji)社會(hui)發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)“瓶頸”，大(da)力發(fa)(fa)(fa)展節約(yue)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)不僅是一(yi)種革命措(cuo)施，也是我(wo)(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)基本策略之一(yi)。農業(ye)(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)(wo)國(guo)總用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)(de)(de)(de)70%，農業(ye)(ye)灌溉(gai)效率(lv)(lv)低(di)下和用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)普遍存在。目前全國(guo)灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)率(lv)(lv)約(yue)為43%，單方水(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生(sheng)產率(lv)(lv)只有10公斤(jin)(jin)左(zuo)右(you)，大(da)大(da)低(di)于發(fa)(fa)(fa)達國(guo)家灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生(sheng)產率(lv)(lv)2.0公斤(jin)(jin)以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，因此發(fa)(fa)(fa)展節水(shui)(shui)(shui)農業(ye)(ye)、提高農業(ye)(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)效率(lv)(lv)是我(wo)(wo)國(guo)節水(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)環(huan)節。

農(nong)業自(zi)(zi)動(dong)化灌溉(gai)系(xi)統由自(zi)(zi)動(dong)控制技(ji)術(shu)(shu)和(he)專家系(xi)統技(ji)術(shu)(shu)，傳感器技(ji)術(shu)(shu)、通訊(xun)技(ji)術(shu)(shu)、計算機技(ji)術(shu)(shu)等(deng)于一體的(de)(de)(de)(de)灌溉(gai)管(guan)(guan)理系(xi)統。該系(xi)統主要面向農(nong)田、園林(lin)、設施農(nong)業等(deng)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)日常灌溉(gai)控制和(he)管(guan)(guan)理而設計，并通過現代化的(de)(de)(de)(de)科學(xue)技(ji)術(shu)(shu)手段，達到降(jiang)低人力成(cheng)本(ben)，提高(gao)自(zi)(zi)動(dong)化生產效(xiao)率，節(jie)約水資源的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。該系(xi)統具(ju)有實用性(xing)和(he)良好的(de)(de)(de)(de)展示性(xing)，系(xi)統硬件(jian)具(ju)備良好的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)，以及防(fang)水、防(fang)潮、抗高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)能力。

節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)溉自動(dong)化(hua)系(xi)統采取(qu)因(yin)地制宜(yi)的原則依據(ju)不同(tong)(tong)地區(qu)、不同(tong)(tong)作(zuo)物(wu)的不同(tong)(tong)需求，選擇不同(tong)(tong)的灌(guan)(guan)溉設施，并利用計算機、無線數據(ju)通訊、采集控制器(qi)、傳感器(qi)等先進技術對農(nong)田灌(guan)(guan)溉進行監控管理，保證適(shi)時地滿(man)足(zu)作(zuo)物(wu)生長(chang)所需要的水(shui)分(fen)從而達到節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)溉及節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)溉自動(dong)化(hua)的目的。

系(xi)統(tong)(tong)架構(gou)本方(fang)案(an)給(gei)出了一個節水(shui)(shui)灌溉自動化系(xi)統(tong)(tong)的基本框架，它主(zhu)(zhu)要由中心主(zhu)(zhu)控系(xi)統(tong)(tong)、采集(ji)控制模(mo)(mo)塊、無(wu)線通(tong)訊(xun)模(mo)(mo)塊、土壤水(shui)(shui)分(fen)傳感器、氣象(xiang)觀測站(zhan)、電磁閥等設備組(zu)成，現(xian)對各(ge)個部(bu)分(fen)作進一步的描述∶

1、傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)與(yu)電(dian)磁閥：是(shi)數據的(de)(de)采集(ji)者(zhe)與(yu)系(xi)統自動化功能的(de)(de)執行者(zhe)。傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)是(shi)能感(gan)(gan)(gan)(gan)受規定的(de)(de)被測量并按照一定的(de)(de)規律轉換(huan)成(cheng)可用輸出信號的(de)(de)器(qi)件或裝置。本系(xi)統中(zhong)主要包括測量土壤水(shui)(shui)分(fen)的(de)(de)土壤水(shui)(shui)分(fen)傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)，測量養分(fen)的(de)(de)養分(fen)儀，測量氣象要素的(de)(de)雨量傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)，空氣溫濕度(du)傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)、風速傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)、風向(xiang)傳感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)等；電(dian)磁閥是(shi)本系(xi)統中(zhong)自動化的(de)(de)執行設備，可與(yu)水(shui)(shui)泵(beng)、養分(fen)補充設備等相連。

2、采(cai)集控制設(she)備(bei)∶是指掌(zhang)控數(shu)據采(cai)集設(she)備(bei)和(he)執行設(she)備(bei)工作(zuo)(zuo)的數(shu)據采(cai)集控制模塊，主要作(zuo)(zuo)用為(wei)∶通過作(zuo)(zuo)物決(jue)策灌溉軟件(jian)的設(she)置，掌(zhang)控數(shu)據采(cai)集設(she)備(bei)的運行狀態；根據作(zuo)(zuo)物決(jue)策灌溉軟件(jian)發出的指令(ling)，掌(zhang)控執行電磁閥的開啟/開關。

3、數(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸∶本系(xi)統中(zhong)(zhong)采用的(de)為無線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸模(mo)塊。無線傳(chuan)(chuan)(chuan)輸模(mo)塊能夠(gou)通(tong)過GPRS無線網絡將與之相連的(de)用戶設備的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸到Internet中(zhong)(zhong)一臺(tai)主機(ji)上，可(ke)實現數(shu)據(ju)遠程(cheng)的(de)透明(ming)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸。

4、控(kong)(kong)制(zhi)中(zhong)心主要由(you)計算機和作物決(jue)策灌(guan)溉(gai)決(jue)策軟(ruan)件(jian)組成(cheng)，作物決(jue)策灌(guan)溉(gai)軟(ruan)件(jian)是(shi)數據接(jie)收者及指令(ling)發(fa)(fa)出(chu)(chu)者，是(shi)整(zheng)個系統的(de)(de)(de)靈魂。主要有(you)以(yi)下(xia)功(gong)(gong)能(neng)∶系統配置(zhi)、功(gong)(gong)能(neng)設(she)置(zhi)；設(she)置(zhi)數據采集(ji)時(shi)間(jian)段、采集(ji)間(jian)隔、控(kong)(kong)制(zhi)系統執行條件(jian)等參數；數據存儲顯(xian)示、打印等操作；將采集(ji)到的(de)(de)(de)數據實時(shi)顯(xian)示，可用圖表表達并(bing)能(neng)執行打印等操作；發(fa)(fa)送指令(ling)∶將指令(ling)通過(guo)無(wu)線(xian)傳輸模(mo)塊發(fa)(fa)送給數據采集(ji)控(kong)(kong)制(zhi)模(mo)塊，控(kong)(kong)制(zhi)電磁閥的(de)(de)(de)開啟或關閉：自(zi)動灌(guan)水(shui)功(gong)(gong)能(neng)∶根據不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)地區、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)作物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長(chang)階(jie)段對(dui)水(shui)分需求的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)參數，當(dang)值低于(yu)或超(chao)出(chu)(chu)一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動開啟灌(guan)水(shui)功(gong)(gong)能(neng)。自(zi)動補充養(yang)分功(gong)(gong)能(neng)∶在無(wu)土(tu)栽培中(zhong)，根據不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)作物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長(chang)階(jie)段對(dui)養(yang)分需求的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)參數，當(dang)值低于(yu)或超(chao)出(chu)(chu)一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動補充相應(ying)的(de)(de)(de)養(yang)分。

自動(dong)報(bao)警∶可設(she)(she)置設(she)(she)備的正常運(yun)行參數、農田氣象(xiang)因子范圍，實現(xian)設(she)(she)備故(gu)障或氣象(xiang)因子劇(ju)烈(lie)變化(hua)(hua)的報(bao)警功能。結論節水(shui)灌溉自動(dong)化(hua)(hua)系(xi)統將(jiang)傳統的充分(fen)灌溉向(xiang)非充分(fen)灌溉發(fa)展，對灌區用水(shui)進行監測(ce)預報(bao)，實現(xian)動(dong)態管理。該系(xi)統采用傳感器采集土壤墑情信息、氣象(xiang)信息和作物(wu)的生長狀況，通過無(wu)線網絡對農田灌溉用水(shui)量實時(shi)遠(yuan)程(cheng)監控(kong)，按照(zhao)作物(wu)的需(xu)求(qiu)實施灌水(shui)、補給養分(fen)的操作。

農業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)灌(guan)溉(gai)系(xi)統(tong)功能(neng)

數據采集功能

可自動采(cai)集，處理溫度(du)、濕度(du)、風速、雨量、光照等環境參(can)數。

灌溉控制功能

（1）具有自動(dong)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、定時灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、周期灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、手動(dong)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)等多(duo)種模式，用戶可根據需要靈(ling)活選(xuan)用灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)模式。

（2）可實現(xian)中(zhong)控(kong)室控(kong)制，手機短信、現(xian)場遙控(kong)及(ji)現(xian)場手動等(deng)多種(zhong)方式控(kong)制。

參數設置功能

（1）系統可以對現場(chang)的溫、濕度(du)限值進行(xing)設置和修改。

（2）系統(tong)可通(tong)過控(kong)制器或(huo)后臺監控(kong)系統(tong)完成灌(guan)溉起(qi)始時間、停止時間、噴(pen)灌(guan)時間等參數設置。

顯示功能

（1）控(kong)制器上配有液晶屏，以中文菜單方(fang)式顯(xian)示，現場(chang)采集數(shu)據顯(xian)示在液晶屏上。

（2）后臺(tai)監控系(xi)統可(ke)配大屏(ping)幕顯示器，圖形、表格等多種形式(shi)動態(tai)顯示整個灌溉區運行情況，準確、直(zhi)觀(guan)、明了(le)。

報警功能

當灌(guan)溉系統出現故障。如水(shui)管破裂等(deng)，立即停止水(shui)泵運行，并報警。

通信功能

（1）通過(guo)后(hou)臺機(ji)查看(kan)、設置、修(xiu)改參數。

（2）采取數(shu)據上傳后臺機，供后臺機進行數(shu)據處理(li)和顯示。

（3）接收后臺機發出的控制命令。

數據處理功能

后臺機(ji)可完(wan)成用戶(hu)提出的統計、貯(zhu)存(cun)、查詢等各種數據處理功能，并可打(da)印用戶(hu)要求(qiu)的報表。

（1）電磁閥門(men)開啟次數(shu)和時間統計(ji)。

（2）通(tong)過電磁閥(fa)門的水流(liu)量(liang)統計。

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

（4）用戶要求(qiu)的(de)其它統計功能。