水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)日益緊缺已經全球性的(de)(de)問題，節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并實現高(gao)效(xiao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)人類生(sheng)存與發(fa)展(zhan)的(de)(de)需求(qiu)，也是(shi)全球經濟社(she)會(hui)的(de)(de)需求(qiu)。我國作為全球13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國家之(zhi)一(yi)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)的(de)(de)不足已經對我國經歷社(she)會(hui)發(fa)展(zhan)構成(cheng)了嚴重(zhong)威(wei)脅，甚至成(cheng)為經濟社(she)會(hui)發(fa)展(zhan)的(de)(de)“瓶頸”，大(da)(da)力發(fa)展(zhan)節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不僅是(shi)一(yi)種革(ge)命措施(shi)，也是(shi)我國的(de)(de)基本策略之(zhi)一(yi)。農(nong)業(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)占(zhan)據(ju)了我國總用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)70%，農(nong)業(ye)灌(guan)溉(gai)效(xiao)率(lv)低下(xia)和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浪(lang)費(fei)的(de)(de)問題普遍存在。目(mu)前全國灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)約為43%，單(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生(sheng)產(chan)率(lv)只有10公(gong)斤(jin)左右(you)，大(da)(da)大(da)(da)低于發(fa)達國家灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)70%~80%、單(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧食(shi)生(sheng)產(chan)率(lv)2.0公(gong)斤(jin)以(yi)上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此(ci)發(fa)展(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)業(ye)、提(ti)高(gao)農(nong)業(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)是(shi)我國節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中的(de)(de)重(zhong)要(yao)環節(jie)。

農業自(zi)動化(hua)(hua)(hua)灌(guan)溉系(xi)(xi)(xi)統由自(zi)動控制技(ji)(ji)(ji)術(shu)和(he)專家(jia)系(xi)(xi)(xi)統技(ji)(ji)(ji)術(shu)，傳感器技(ji)(ji)(ji)術(shu)、通(tong)訊技(ji)(ji)(ji)術(shu)、計算機技(ji)(ji)(ji)術(shu)等于一體的(de)(de)(de)(de)灌(guan)溉管(guan)理系(xi)(xi)(xi)統。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統主要面向農田(tian)、園林、設(she)施農業等領域的(de)(de)(de)(de)日(ri)常(chang)灌(guan)溉控制和(he)管(guan)理而設(she)計，并(bing)通(tong)過現代(dai)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)科學技(ji)(ji)(ji)術(shu)手(shou)段(duan)，達到降(jiang)低人力成(cheng)本(ben)，提高自(zi)動化(hua)(hua)(hua)生產(chan)效率，節約水資(zi)源的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統具(ju)有實用性和(he)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)展示(shi)性，系(xi)(xi)(xi)統硬件具(ju)備(bei)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性，以及防水、防潮(chao)、抗高溫的(de)(de)(de)(de)能力。

節水(shui)灌溉(gai)(gai)(gai)自動(dong)化系統采取因地(di)(di)制宜的(de)原則依(yi)據(ju)不同地(di)(di)區、不同作物(wu)的(de)不同需求，選擇不同的(de)灌溉(gai)(gai)(gai)設施，并利用計算機、無線數據(ju)通(tong)訊、采集控制器、傳感器等先(xian)進(jin)技術對(dui)農田灌溉(gai)(gai)(gai)進(jin)行監控管理，保(bao)證適時(shi)地(di)(di)滿足(zu)作物(wu)生(sheng)長(chang)所需要的(de)水(shui)分(fen)從(cong)而達到節水(shui)灌溉(gai)(gai)(gai)及節水(shui)灌溉(gai)(gai)(gai)自動(dong)化的(de)目(mu)的(de)。

系統(tong)架(jia)構本方案給出了一(yi)個(ge)節水(shui)灌溉自動化系統(tong)的(de)基本框架(jia)，它主(zhu)要由(you)中心(xin)主(zhu)控系統(tong)、采集控制模塊(kuai)(kuai)、無線通訊模塊(kuai)(kuai)、土壤水(shui)分(fen)傳感器、氣象(xiang)觀測站、電(dian)磁(ci)閥(fa)等設備(bei)組(zu)成，現對各個(ge)部分(fen)作(zuo)進一(yi)步的(de)描述∶

1、傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)與(yu)電(dian)磁閥：是數據的(de)(de)采(cai)集者與(yu)系統自動化(hua)功能的(de)(de)執(zhi)行者。傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是能感(gan)受規定(ding)的(de)(de)被測(ce)量(liang)(liang)并按照一定(ding)的(de)(de)規律轉換成(cheng)可用輸出信號的(de)(de)器(qi)(qi)件或裝置(zhi)。本(ben)系統中主要包(bao)括(kuo)測(ce)量(liang)(liang)土(tu)壤(rang)(rang)水分的(de)(de)土(tu)壤(rang)(rang)水分傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，測(ce)量(liang)(liang)養(yang)分的(de)(de)養(yang)分儀，測(ce)量(liang)(liang)氣(qi)象要素的(de)(de)雨量(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，空氣(qi)溫濕度傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、風向傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)等；電(dian)磁閥是本(ben)系統中自動化(hua)的(de)(de)執(zhi)行設備，可與(yu)水泵(beng)、養(yang)分補充(chong)設備等相連(lian)。

2、采(cai)集(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)設(she)備(bei)∶是指(zhi)(zhi)掌(zhang)(zhang)控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)和執行設(she)備(bei)工作(zuo)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)模塊，主要作(zuo)用為(wei)∶通(tong)過作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件的(de)設(she)置，掌(zhang)(zhang)控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)的(de)運行狀態；根據(ju)作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件發出的(de)指(zhi)(zhi)令，掌(zhang)(zhang)控(kong)執行電磁閥的(de)開(kai)啟(qi)/開(kai)關。

3、數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)∶本系統中(zhong)采用(yong)的(de)為無線(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊。無線(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊能夠通過GPRS無線(xian)網絡將與之(zhi)相連的(de)用(yong)戶設備的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)到Internet中(zhong)一臺主機上，可實(shi)現數(shu)據(ju)遠程(cheng)的(de)透(tou)明傳(chuan)輸(shu)(shu)。

4、控(kong)制(zhi)中心(xin)主(zhu)要由計算機和作(zuo)(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉決策(ce)軟件組(zu)成，作(zuo)(zuo)物(wu)決策(ce)灌溉軟件是數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)接收者及(ji)指(zhi)令(ling)發出者，是整個系(xi)統的(de)靈魂。主(zhu)要有以(yi)下功(gong)能(neng)∶系(xi)統配(pei)置(zhi)、功(gong)能(neng)設(she)置(zhi)；設(she)置(zhi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)集時間段、采(cai)集間隔、控(kong)制(zhi)系(xi)統執(zhi)行(xing)條件等(deng)參(can)(can)數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)存儲顯(xian)示(shi)、打印等(deng)操(cao)作(zuo)(zuo)；將采(cai)集到的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)實時顯(xian)示(shi)，可(ke)用圖(tu)表(biao)表(biao)達并(bing)能(neng)執(zhi)行(xing)打印等(deng)操(cao)作(zuo)(zuo)；發送指(zhi)令(ling)∶將指(zhi)令(ling)通(tong)過無(wu)線(xian)傳輸模塊發送給數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)集控(kong)制(zhi)模塊，控(kong)制(zhi)電磁閥的(de)開啟(qi)或(huo)關閉(bi)：自(zi)動(dong)(dong)灌水功(gong)能(neng)∶根(gen)據(ju)(ju)不同(tong)的(de)地區(qu)、不同(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不同(tong)生長階段對水分需求(qiu)的(de)不同(tong)，設(she)置(zhi)相應(ying)的(de)參(can)(can)數(shu)(shu)(shu)，當值低于或(huo)超出一(yi)定的(de)范圍時，自(zi)動(dong)(dong)開啟(qi)灌水功(gong)能(neng)。自(zi)動(dong)(dong)補充養分功(gong)能(neng)∶在(zai)無(wu)土栽(zai)培中，根(gen)據(ju)(ju)不同(tong)的(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不同(tong)生長階段對養分需求(qiu)的(de)不同(tong)，設(she)置(zhi)相應(ying)的(de)參(can)(can)數(shu)(shu)(shu)，當值低于或(huo)超出一(yi)定的(de)范圍時，自(zi)動(dong)(dong)補充相應(ying)的(de)養分。

自(zi)動(dong)(dong)報警∶可設置設備(bei)的(de)(de)正(zheng)常運行參數、農田氣象因子范圍，實現(xian)設備(bei)故障(zhang)或(huo)氣象因子劇烈變(bian)化的(de)(de)報警功能。結論(lun)節(jie)水灌溉(gai)自(zi)動(dong)(dong)化系統將傳統的(de)(de)充分灌溉(gai)向非充分灌溉(gai)發(fa)展，對灌區(qu)用水進行監測預報，實現(xian)動(dong)(dong)態(tai)管(guan)理。該系統采(cai)用傳感器采(cai)集土壤墑情信息、氣象信息和作物的(de)(de)生長狀況，通過無線網絡對農田灌溉(gai)用水量實時遠程監控，按照作物的(de)(de)需求實施灌水、補給養分的(de)(de)操作。

農業自動(dong)化灌溉系(xi)統功能

數據采集功能

可(ke)自(zi)動(dong)采集，處(chu)理溫度、濕度、風速、雨量、光(guang)照等環(huan)境(jing)參數。

灌溉控制功能

（1）具有(you)自(zi)動灌(guan)溉(gai)(gai)、定時灌(guan)溉(gai)(gai)、周期灌(guan)溉(gai)(gai)、手動灌(guan)溉(gai)(gai)等多種模式，用(yong)戶可根據需要靈活選用(yong)灌(guan)溉(gai)(gai)模式。

（2）可(ke)實現(xian)中控室控制，手機短信、現(xian)場遙控及現(xian)場手動等多種方式控制。

參數設置功能

（1）系統可以對現場的溫、濕度(du)限值進行設置和(he)修改。

（2）系(xi)統可通過控制器或后(hou)臺監控系(xi)統完(wan)成灌(guan)溉起始時(shi)(shi)間(jian)、停止(zhi)時(shi)(shi)間(jian)、噴灌(guan)時(shi)(shi)間(jian)等(deng)參數設置(zhi)。

顯示功能

（1）控(kong)制器上配有液晶屏(ping)，以中文菜單方式顯(xian)示，現場(chang)采(cai)集數據顯(xian)示在液晶屏(ping)上。

（2）后臺監控(kong)系統可配大屏幕(mu)顯示器，圖(tu)形(xing)(xing)、表格等多種形(xing)(xing)式動態(tai)顯示整(zheng)個灌溉區運行情(qing)況，準(zhun)確、直觀、明(ming)了。

報警功能

當灌(guan)溉(gai)系統出(chu)現(xian)故障。如水(shui)(shui)管破裂(lie)等(deng)，立即停(ting)止水(shui)(shui)泵運(yun)行(xing)，并報(bao)警(jing)。

通信功能

（1）通過后臺機查(cha)看、設置、修改參數。

（2）采取(qu)數據上傳后(hou)臺(tai)機(ji)，供后(hou)臺(tai)機(ji)進(jin)行數據處(chu)理和顯示。

（3）接收后臺(tai)機發(fa)出的控制(zhi)命令。

數據處理功能

后(hou)臺(tai)機可完成用戶(hu)提出的統計、貯(zhu)存、查詢(xun)等各種數據處理功能(neng)，并可打印用戶(hu)要求的報表。

（1）電磁(ci)閥(fa)門(men)開啟次(ci)數(shu)和時間統計。

（2）通過電磁閥(fa)門的水(shui)流(liu)量統計。

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

（4）用戶要求的其它統(tong)計功(gong)能。