水(shui)(shui)(shui)資源日(ri)益(yi)緊缺已(yi)經(jing)全(quan)球(qiu)性(xing)的(de)問題，節(jie)約用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)并實現高效用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)是(shi)人類生存(cun)與(yu)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求，也(ye)是(shi)全(quan)球(qiu)經(jing)濟社會(hui)(hui)的(de)需(xu)求。我(wo)國作為(wei)全(quan)球(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)國家之(zhi)一(yi)，水(shui)(shui)(shui)資源的(de)不(bu)足已(yi)經(jing)對我(wo)國經(jing)歷社會(hui)(hui)發(fa)(fa)展(zhan)構成了嚴重威脅，甚(shen)至成為(wei)經(jing)濟社會(hui)(hui)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)“瓶頸”，大力(li)發(fa)(fa)展(zhan)節(jie)約用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)不(bu)僅是(shi)一(yi)種革命(ming)措施(shi)，也(ye)是(shi)我(wo)國的(de)基本策略(lve)之(zhi)一(yi)。農業(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)國總(zong)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)量的(de)70%，農業(ye)灌(guan)溉(gai)效率(lv)(lv)低下和用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)浪費的(de)問題普遍(bian)存(cun)在。目前全(quan)國灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)約為(wei)43%，單方(fang)水(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生產率(lv)(lv)只有10公(gong)斤(jin)左右(you)，大大低于發(fa)(fa)達(da)國家灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生產率(lv)(lv)2.0公(gong)斤(jin)以上的(de)水(shui)(shui)(shui)平，因此(ci)發(fa)(fa)展(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)農業(ye)、提高農業(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)(yong)效率(lv)(lv)是(shi)我(wo)國節(jie)水(shui)(shui)(shui)戰略(lve)中的(de)重要環節(jie)。

農業(ye)自動化灌(guan)溉(gai)系(xi)統由自動控制技術(shu)和專家系(xi)統技術(shu)，傳感器技術(shu)、通訊技術(shu)、計算(suan)機技術(shu)等(deng)于一體的(de)灌(guan)溉(gai)管理系(xi)統。該(gai)系(xi)統主要面向農田、園(yuan)林、設(she)施(shi)農業(ye)等(deng)領域的(de)日常灌(guan)溉(gai)控制和管理而設(she)計，并通過現代化的(de)科學(xue)技術(shu)手段，達(da)到(dao)降低人力成本，提(ti)高自動化生產效率，節約水資源的(de)目的(de)。該(gai)系(xi)統具有實(shi)用性和良好的(de)展示性，系(xi)統硬件具備良好的(de)穩定性，以及防水、防潮(chao)、抗高溫(wen)的(de)能力。

節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自(zi)(zi)動化系統采取因地制(zhi)宜(yi)的(de)原則依據不同(tong)地區、不同(tong)作(zuo)物的(de)不同(tong)需求，選擇不同(tong)的(de)灌(guan)(guan)(guan)溉設施，并利用計算機、無線數據通訊、采集控(kong)制(zhi)器(qi)、傳感器(qi)等先進(jin)技術對農田灌(guan)(guan)(guan)溉進(jin)行(xing)監控(kong)管理，保證適時地滿足作(zuo)物生長所需要的(de)水(shui)分從而達到節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉及(ji)節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自(zi)(zi)動化的(de)目(mu)的(de)。

系(xi)統(tong)(tong)架構本方案(an)給出了一(yi)(yi)個節水(shui)灌溉(gai)自動(dong)化系(xi)統(tong)(tong)的(de)基本框架，它主要由中心(xin)主控系(xi)統(tong)(tong)、采集控制模(mo)塊、無(wu)線通(tong)訊(xun)模(mo)塊、土壤(rang)水(shui)分傳感器、氣象觀測站、電磁閥(fa)等設備組成(cheng)，現對各個部分作(zuo)進一(yi)(yi)步的(de)描(miao)述∶

1、傳(chuan)感(gan)器(qi)與電磁閥：是數(shu)據的(de)(de)(de)(de)采集者(zhe)與系(xi)(xi)統自(zi)動(dong)化功能的(de)(de)(de)(de)執行者(zhe)。傳(chuan)感(gan)器(qi)是能感(gan)受規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)(de)被測(ce)(ce)量(liang)(liang)并按照一定(ding)的(de)(de)(de)(de)規(gui)律轉換成可用(yong)輸(shu)出信號的(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)或裝置(zhi)。本(ben)系(xi)(xi)統中主要包括測(ce)(ce)量(liang)(liang)土壤水分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)土壤水分(fen)(fen)傳(chuan)感(gan)器(qi)，測(ce)(ce)量(liang)(liang)養分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)養分(fen)(fen)儀，測(ce)(ce)量(liang)(liang)氣(qi)象要素的(de)(de)(de)(de)雨量(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)，空氣(qi)溫(wen)濕度傳(chuan)感(gan)器(qi)、風(feng)速傳(chuan)感(gan)器(qi)、風(feng)向傳(chuan)感(gan)器(qi)等；電磁閥是本(ben)系(xi)(xi)統中自(zi)動(dong)化的(de)(de)(de)(de)執行設備(bei)，可與水泵、養分(fen)(fen)補充設備(bei)等相連。

2、采(cai)集控(kong)制(zhi)設備∶是指掌控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集設備和執行(xing)(xing)設備工作(zuo)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集控(kong)制(zhi)模塊，主要作(zuo)用為∶通(tong)過作(zuo)物決策(ce)灌溉(gai)軟(ruan)件的(de)設置，掌控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集設備的(de)運行(xing)(xing)狀態；根據(ju)作(zuo)物決策(ce)灌溉(gai)軟(ruan)件發(fa)出的(de)指令，掌控(kong)執行(xing)(xing)電(dian)磁閥的(de)開(kai)啟(qi)/開(kai)關。

3、數據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)∶本系統中(zhong)采(cai)用的(de)為無線傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊。無線傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊能夠(gou)通過GPRS無線網絡將與之相連的(de)用戶(hu)設備的(de)數據(ju)傳(chuan)輸(shu)(shu)到Internet中(zhong)一(yi)臺主(zhu)機上，可實現數據(ju)遠程(cheng)的(de)透(tou)明傳(chuan)輸(shu)(shu)。

4、控(kong)(kong)制中心(xin)主(zhu)要由(you)計算(suan)機和作(zuo)物決策灌溉決策軟(ruan)件組成，作(zuo)物決策灌溉軟(ruan)件是數(shu)(shu)(shu)據(ju)接收者及(ji)指(zhi)令發(fa)(fa)出者，是整(zheng)個(ge)系統的(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功能(neng)∶系統配置(zhi)、功能(neng)設置(zhi)；設置(zhi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)采集(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)間段(duan)、采集(ji)(ji)間隔、控(kong)(kong)制系統執行條件等(deng)(deng)參數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)存儲顯示、打印等(deng)(deng)操作(zuo)；將(jiang)采集(ji)(ji)到的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)實(shi)時(shi)(shi)(shi)顯示，可用圖(tu)表(biao)表(biao)達并能(neng)執行打印等(deng)(deng)操作(zuo)；發(fa)(fa)送指(zhi)令∶將(jiang)指(zhi)令通過(guo)無線(xian)傳輸模(mo)塊發(fa)(fa)送給數(shu)(shu)(shu)據(ju)采集(ji)(ji)控(kong)(kong)制模(mo)塊，控(kong)(kong)制電磁閥的(de)(de)開(kai)啟或(huo)關閉：自(zi)動(dong)(dong)灌水功能(neng)∶根據(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)地區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)物在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長(chang)階段(duan)對水分需(xu)(xu)求的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當(dang)值低于或(huo)超出一(yi)定的(de)(de)范圍時(shi)(shi)(shi)，自(zi)動(dong)(dong)開(kai)啟灌水功能(neng)。自(zi)動(dong)(dong)補充(chong)養分功能(neng)∶在(zai)無土(tu)栽培(pei)中，根據(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)物在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長(chang)階段(duan)對養分需(xu)(xu)求的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當(dang)值低于或(huo)超出一(yi)定的(de)(de)范圍時(shi)(shi)(shi)，自(zi)動(dong)(dong)補充(chong)相(xiang)應(ying)的(de)(de)養分。

自(zi)動(dong)報(bao)警∶可設(she)置(zhi)設(she)備(bei)的正常運行(xing)參數、農田氣(qi)象因子范(fan)圍，實(shi)現設(she)備(bei)故障或氣(qi)象因子劇烈變化(hua)的報(bao)警功能(neng)。結論節(jie)水(shui)灌(guan)(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)自(zi)動(dong)化(hua)系統將傳(chuan)(chuan)統的充分灌(guan)(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)向非(fei)充分灌(guan)(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)發展，對灌(guan)(guan)(guan)(guan)區(qu)用水(shui)進(jin)行(xing)監測預報(bao)，實(shi)現動(dong)態管(guan)理。該系統采(cai)用傳(chuan)(chuan)感器采(cai)集土壤墑情(qing)信(xin)息(xi)(xi)、氣(qi)象信(xin)息(xi)(xi)和(he)作(zuo)物的生長狀況，通(tong)過(guo)無線網絡對農田灌(guan)(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)用水(shui)量實(shi)時遠程監控，按照作(zuo)物的需求實(shi)施(shi)灌(guan)(guan)(guan)(guan)水(shui)、補給(gei)養(yang)分的操作(zuo)。

農業自動化灌溉系統功能(neng)

數據采集功能

可(ke)自動采集，處理(li)溫度、濕度、風(feng)速、雨量(liang)、光照等環境參數。

灌溉控制功能

（1）具(ju)有(you)自(zi)動(dong)灌(guan)溉(gai)、定(ding)時灌(guan)溉(gai)、周(zhou)期灌(guan)溉(gai)、手動(dong)灌(guan)溉(gai)等多種模式(shi)，用(yong)(yong)戶可根據需要(yao)靈活選用(yong)(yong)灌(guan)溉(gai)模式(shi)。

（2）可實(shi)現中控(kong)室控(kong)制，手機短信、現場(chang)遙(yao)控(kong)及(ji)現場(chang)手動等多種方式控(kong)制。

參數設置功能

（1）系統(tong)可以對現場的溫、濕度(du)限值(zhi)進行設置和修改。

（2）系統可通(tong)過控制器(qi)或后(hou)臺監控系統完成(cheng)灌(guan)溉起始時間、停止時間、噴灌(guan)時間等(deng)參數設(she)置。

顯示功能

（1）控(kong)制(zhi)器(qi)上配有液(ye)晶屏，以中文菜單方式顯示(shi)，現場(chang)采集數據顯示(shi)在液(ye)晶屏上。

（2）后臺監(jian)控系統可(ke)配(pei)大屏幕顯示(shi)器，圖形、表格等(deng)多種形式動態顯示(shi)整個(ge)灌溉區(qu)運(yun)行(xing)情(qing)況，準確、直觀、明了。

報警功能

當灌溉系統出現故障(zhang)。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(tai)機查看(kan)、設置、修改參數。

（2）采取數據上(shang)傳后(hou)臺(tai)(tai)機，供后(hou)臺(tai)(tai)機進行(xing)數據處理和顯示。

（3）接收后(hou)臺機(ji)發出的控制命(ming)令。

數據處理功能

后臺機可(ke)完(wan)成用(yong)戶提出的統(tong)計、貯存、查(cha)詢等各種數(shu)據(ju)處理功能，并可(ke)打印用(yong)戶要求的報表(biao)。

（1）電磁閥(fa)門(men)開啟次(ci)數和(he)時間統(tong)計。

（2）通過電(dian)磁閥門的水(shui)流量統計。

（3）系統(tong)故障次(ci)數統(tong)計(ji)，系統(tong)使用率統(tong)計(ji)。

（4）用戶要求的(de)其(qi)它統(tong)計功能。