水(shui)(shui)(shui)資源日益緊(jin)缺已經(jing)全(quan)(quan)球性(xing)的(de)(de)問(wen)(wen)題，節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)并實現高效用(yong)水(shui)(shui)(shui)是(shi)(shi)(shi)(shi)人(ren)類生(sheng)存與發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)需(xu)求，也(ye)是(shi)(shi)(shi)(shi)全(quan)(quan)球經(jing)濟(ji)社(she)會的(de)(de)需(xu)求。我(wo)國(guo)作為全(quan)(quan)球13個貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)家之一(yi)，水(shui)(shui)(shui)資源的(de)(de)不足已經(jing)對我(wo)國(guo)經(jing)歷社(she)會發(fa)展(zhan)(zhan)構成了嚴重(zhong)威(wei)脅，甚至成為經(jing)濟(ji)社(she)會發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)“瓶頸”，大力發(fa)展(zhan)(zhan)節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)(shui)不僅是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)種革命措(cuo)施(shi)，也(ye)是(shi)(shi)(shi)(shi)我(wo)國(guo)的(de)(de)基本策略(lve)之一(yi)。農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)國(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)70%，農業灌(guan)溉效率低(di)(di)下和(he)用(yong)水(shui)(shui)(shui)浪(lang)費(fei)的(de)(de)問(wen)(wen)題普(pu)遍存在。目前全(quan)(quan)國(guo)灌(guan)溉水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率約為43%，單方水(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產率只有10公(gong)斤(jin)左右，大大低(di)(di)于發(fa)達(da)國(guo)家灌(guan)溉水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率70%~80%、單方水(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產率2.0公(gong)斤(jin)以上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，因此發(fa)展(zhan)(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)農業、提高農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)效率是(shi)(shi)(shi)(shi)我(wo)國(guo)節(jie)水(shui)(shui)(shui)戰略(lve)中(zhong)的(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節(jie)。

農業自(zi)動(dong)(dong)化(hua)灌溉(gai)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)由自(zi)動(dong)(dong)控制技(ji)(ji)術(shu)和(he)專家系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)技(ji)(ji)術(shu)，傳(chuan)感(gan)器技(ji)(ji)術(shu)、通訊技(ji)(ji)術(shu)、計算(suan)機技(ji)(ji)術(shu)等(deng)于(yu)一體的(de)(de)灌溉(gai)管理(li)(li)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)主要面向(xiang)農田、園林(lin)、設施農業等(deng)領(ling)域的(de)(de)日(ri)常(chang)灌溉(gai)控制和(he)管理(li)(li)而設計，并(bing)通過現代(dai)化(hua)的(de)(de)科學技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)，達到降低人(ren)力成(cheng)本，提高自(zi)動(dong)(dong)化(hua)生產效率，節(jie)約(yue)水資源的(de)(de)目的(de)(de)。該(gai)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)具(ju)有實(shi)用性和(he)良好的(de)(de)展示性，系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)硬件(jian)具(ju)備良好的(de)(de)穩(wen)定性，以及防水、防潮(chao)、抗高溫的(de)(de)能力。

節(jie)水(shui)(shui)灌溉自動化系統(tong)采(cai)取因地制宜的(de)原則依據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)地區、不(bu)(bu)同(tong)(tong)作物的(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)需(xu)求，選擇不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)灌溉設施，并利用計算機(ji)、無線數(shu)據(ju)通訊、采(cai)集控制器、傳感(gan)器等先進技術(shu)對(dui)農田(tian)灌溉進行監控管理，保證(zheng)適時地滿(man)足(zu)作物生(sheng)長所(suo)需(xu)要(yao)的(de)水(shui)(shui)分從而(er)達到(dao)節(jie)水(shui)(shui)灌溉及節(jie)水(shui)(shui)灌溉自動化的(de)目的(de)。

系統(tong)架構本方案給(gei)出了(le)一個節水(shui)灌溉自動化系統(tong)的基本框架，它主要(yao)由中心主控系統(tong)、采集控制模(mo)塊、無線通訊模(mo)塊、土壤(rang)水(shui)分傳感(gan)器(qi)、氣象觀測站(zhan)、電磁閥等(deng)設備(bei)組成，現對各個部分作進一步(bu)的描述∶

1、傳(chuan)感器(qi)與電磁閥(fa)：是(shi)數據的采集者與系統自動化(hua)功能的執行(xing)者。傳(chuan)感器(qi)是(shi)能感受規定的被(bei)測量(liang)(liang)并按照一(yi)定的規律轉(zhuan)換(huan)成可用輸出信號的器(qi)件或裝置。本系統中(zhong)主要包括測量(liang)(liang)土壤(rang)水分(fen)(fen)的土壤(rang)水分(fen)(fen)傳(chuan)感器(qi)，測量(liang)(liang)養分(fen)(fen)的養分(fen)(fen)儀，測量(liang)(liang)氣象(xiang)要素(su)的雨量(liang)(liang)傳(chuan)感器(qi)，空氣溫濕度傳(chuan)感器(qi)、風速傳(chuan)感器(qi)、風向傳(chuan)感器(qi)等；電磁閥(fa)是(shi)本系統中(zhong)自動化(hua)的執行(xing)設備，可與水泵、養分(fen)(fen)補充設備等相連。

2、采集(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制設(she)(she)備(bei)∶是指(zhi)掌控(kong)(kong)(kong)數(shu)據采集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)和執行設(she)(she)備(bei)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)數(shu)據采集(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制模塊(kuai)，主要(yao)作(zuo)(zuo)用為(wei)∶通過作(zuo)(zuo)物決策灌溉(gai)軟(ruan)件(jian)的(de)設(she)(she)置(zhi)，掌控(kong)(kong)(kong)數(shu)據采集(ji)(ji)設(she)(she)備(bei)的(de)運行狀態；根據作(zuo)(zuo)物決策灌溉(gai)軟(ruan)件(jian)發出的(de)指(zhi)令，掌控(kong)(kong)(kong)執行電(dian)磁閥(fa)的(de)開(kai)啟/開(kai)關。

3、數據(ju)傳輸(shu)(shu)∶本系統中采用的(de)(de)為無(wu)線傳輸(shu)(shu)模塊。無(wu)線傳輸(shu)(shu)模塊能(neng)夠通過GPRS無(wu)線網絡將與之相連(lian)的(de)(de)用戶設備的(de)(de)數據(ju)傳輸(shu)(shu)到Internet中一臺主機上，可實現數據(ju)遠程的(de)(de)透明傳輸(shu)(shu)。

4、控制中心主(zhu)要由計算機(ji)和作(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)策灌溉(gai)決(jue)策軟件組成(cheng)，作(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)策灌溉(gai)軟件是數(shu)據(ju)(ju)(ju)接收者及指(zhi)(zhi)令發(fa)出(chu)者，是整(zheng)個系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功(gong)(gong)能(neng)∶系(xi)統(tong)(tong)配置、功(gong)(gong)能(neng)設(she)置；設(she)置數(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)時(shi)間(jian)段、采(cai)(cai)集(ji)間(jian)隔(ge)、控制系(xi)統(tong)(tong)執行(xing)條件等(deng)參(can)數(shu)；數(shu)據(ju)(ju)(ju)存儲顯示、打印等(deng)操作(zuo)(zuo)；將采(cai)(cai)集(ji)到的(de)(de)數(shu)據(ju)(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)；發(fa)送指(zhi)(zhi)令∶將指(zhi)(zhi)令通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)傳輸模(mo)塊(kuai)(kuai)發(fa)送給數(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)控制模(mo)塊(kuai)(kuai)，控制電(dian)磁閥的(de)(de)開啟或關閉：自(zi)動(dong)(dong)灌水(shui)功(gong)(gong)能(neng)∶根(gen)據(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)地區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階(jie)段對(dui)水(shui)分需(xu)求的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設(she)置相應(ying)的(de)(de)參(can)數(shu)，當值(zhi)低于(yu)或超出(chu)一(yi)定的(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)(dong)開啟灌水(shui)功(gong)(gong)能(neng)。自(zi)動(dong)(dong)補充(chong)養分功(gong)(gong)能(neng)∶在(zai)無(wu)土栽培中，根(gen)據(ju)(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)同(tong)(tong)生長階(jie)段對(dui)養分需(xu)求的(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設(she)置相應(ying)的(de)(de)參(can)數(shu)，當值(zhi)低于(yu)或超出(chu)一(yi)定的(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)(dong)補充(chong)相應(ying)的(de)(de)養分。

自動報警(jing)∶可設置設備的(de)正常運(yun)行參數、農田(tian)(tian)氣象因子(zi)范圍，實(shi)現設備故障或(huo)氣象因子(zi)劇(ju)烈(lie)變化的(de)報警(jing)功(gong)能。結論節水(shui)灌(guan)(guan)溉自動化系(xi)統將傳統的(de)充(chong)(chong)分灌(guan)(guan)溉向非充(chong)(chong)分灌(guan)(guan)溉發展，對灌(guan)(guan)區用水(shui)進行監測預報，實(shi)現動態(tai)管理。該系(xi)統采用傳感器采集土壤墑(di)情信(xin)息、氣象信(xin)息和作(zuo)(zuo)物的(de)生長狀況，通過無線網絡對農田(tian)(tian)灌(guan)(guan)溉用水(shui)量實(shi)時(shi)遠(yuan)程監控，按(an)照(zhao)作(zuo)(zuo)物的(de)需求實(shi)施灌(guan)(guan)水(shui)、補(bu)給養(yang)分的(de)操作(zuo)(zuo)。

農業(ye)自(zi)動(dong)化灌溉系統功能

數據采集功能

可自動采集(ji)，處理溫度、濕(shi)度、風(feng)速、雨(yu)量、光照等環(huan)境(jing)參(can)數。

灌溉控制功能

（1）具(ju)有自動(dong)灌溉(gai)、定(ding)時(shi)灌溉(gai)、周期灌溉(gai)、手動(dong)灌溉(gai)等多種(zhong)模式，用(yong)戶可(ke)根據需要(yao)靈活選用(yong)灌溉(gai)模式。

（2）可實現(xian)中控(kong)室控(kong)制，手機短信(xin)、現(xian)場遙控(kong)及現(xian)場手動等多種方式控(kong)制。

參數設置功能

（1）系統(tong)可(ke)以對現場的(de)溫(wen)、濕度限(xian)值進行設置(zhi)和(he)修改。

（2）系統可通過控(kong)制(zhi)器或后臺監控(kong)系統完成灌溉起始(shi)時間、停止時間、噴(pen)灌時間等參(can)數(shu)設置。

顯示功能

（1）控制器上(shang)配有液晶屏(ping)，以中文菜單方式顯示(shi)，現(xian)場采(cai)集數據(ju)顯示(shi)在液晶屏(ping)上(shang)。

（2）后臺監控系統可配大屏幕顯示(shi)器(qi)，圖形(xing)、表格等(deng)多種形(xing)式動態顯示(shi)整個(ge)灌溉(gai)區運行情況，準確、直(zhi)觀、明了(le)。

報警功能

當灌(guan)溉(gai)系統(tong)出(chu)現故障。如水管(guan)破裂等(deng)，立(li)即停止(zhi)水泵運行，并報(bao)警。

通信功能

（1）通過后(hou)臺機查看(kan)、設置、修改參數。

（2）采(cai)取數據(ju)上(shang)傳后臺機，供后臺機進(jin)行數據(ju)處理和顯示。

（3）接收后臺機發(fa)出的控制命(ming)令。

數據處理功能

后(hou)臺(tai)機可完成用戶提出的(de)統計、貯存(cun)、查詢等(deng)各種數(shu)據處理功能，并(bing)可打(da)印用戶要求(qiu)的(de)報表。

（1）電磁閥門開啟次數和(he)時間統(tong)計。

（2）通(tong)過(guo)電磁閥(fa)門的水流量統計。

（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(gong)能。