水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源日益(yi)緊缺(que)已經(jing)(jing)全(quan)球(qiu)(qiu)性的(de)(de)問題，節(jie)約(yue)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并(bing)實現高效(xiao)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi)(shi)人類生存與發(fa)(fa)展的(de)(de)需求(qiu)，也(ye)是(shi)(shi)全(quan)球(qiu)(qiu)經(jing)(jing)濟(ji)社(she)會的(de)(de)需求(qiu)。我(wo)(wo)國(guo)作為(wei)全(quan)球(qiu)(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)家之一(yi)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)不(bu)足(zu)已經(jing)(jing)對我(wo)(wo)國(guo)經(jing)(jing)歷社(she)會發(fa)(fa)展構成(cheng)了嚴(yan)重(zhong)威脅，甚(shen)至成(cheng)為(wei)經(jing)(jing)濟(ji)社(she)會發(fa)(fa)展的(de)(de)“瓶頸”，大(da)力(li)發(fa)(fa)展節(jie)約(yue)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)僅是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)革命措施，也(ye)是(shi)(shi)我(wo)(wo)國(guo)的(de)(de)基本策略之一(yi)。農業(ye)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)(wo)國(guo)總(zong)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)70%，農業(ye)灌(guan)溉(gai)效(xiao)率(lv)低(di)下(xia)和(he)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)問題普遍(bian)存在。目前全(quan)國(guo)灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)約(yue)為(wei)43%，單(dan)(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生產率(lv)只有10公斤左(zuo)右，大(da)大(da)低(di)于發(fa)(fa)達(da)國(guo)家灌(guan)溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率(lv)70%~80%、單(dan)(dan)方水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)糧(liang)食生產率(lv)2.0公斤以上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平，因(yin)此發(fa)(fa)展節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)農業(ye)、提高農業(ye)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)效(xiao)率(lv)是(shi)(shi)我(wo)(wo)國(guo)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)戰略中的(de)(de)重(zhong)要環節(jie)。

農業(ye)自動(dong)化灌溉系(xi)統(tong)由(you)自動(dong)控(kong)制技(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)專家(jia)系(xi)統(tong)技(ji)(ji)術(shu)，傳感器技(ji)(ji)術(shu)、通訊技(ji)(ji)術(shu)、計(ji)算(suan)機技(ji)(ji)術(shu)等(deng)于一體的(de)灌溉管理(li)(li)系(xi)統(tong)。該系(xi)統(tong)主要面向農田、園(yuan)林、設施(shi)農業(ye)等(deng)領域(yu)的(de)日常灌溉控(kong)制和(he)(he)管理(li)(li)而設計(ji)，并通過現代(dai)化的(de)科學技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)，達到降低人力成本，提(ti)高(gao)自動(dong)化生(sheng)產(chan)效率，節約(yue)水資源(yuan)的(de)目的(de)。該系(xi)統(tong)具(ju)有實用(yong)性和(he)(he)良好(hao)的(de)展示性，系(xi)統(tong)硬件具(ju)備良好(hao)的(de)穩定性，以及防(fang)水、防(fang)潮、抗高(gao)溫的(de)能力。

節水灌溉自動(dong)化(hua)系統采取因(yin)地制宜的原(yuan)則(ze)依據不同(tong)地區、不同(tong)作物的不同(tong)需求，選擇不同(tong)的灌溉設施，并利用(yong)計(ji)算機、無(wu)線(xian)數據通訊(xun)、采集控制器、傳(chuan)感器等先進(jin)(jin)技術(shu)對(dui)農(nong)田灌溉進(jin)(jin)行監控管理，保證適時地滿足作物生長所需要的水分從(cong)而達到節水灌溉及節水灌溉自動(dong)化(hua)的目的。

系(xi)(xi)統架構本方(fang)案給出(chu)了一個節水灌(guan)溉自動化系(xi)(xi)統的(de)基本框架，它主(zhu)要(yao)由中心主(zhu)控系(xi)(xi)統、采集(ji)控制模(mo)塊、無線通訊(xun)模(mo)塊、土壤水分傳感(gan)器(qi)、氣象觀測站、電磁閥(fa)等設備組成(cheng)，現對各個部分作進一步的(de)描(miao)述∶

1、傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)與(yu)電(dian)磁閥(fa)：是數據(ju)的(de)(de)(de)(de)采集者(zhe)與(yu)系(xi)統(tong)(tong)自動化功能的(de)(de)(de)(de)執(zhi)行者(zhe)。傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是能感(gan)(gan)受規定的(de)(de)(de)(de)被測(ce)(ce)量并按照一定的(de)(de)(de)(de)規律轉換成可(ke)用(yong)輸出信號的(de)(de)(de)(de)器(qi)件或裝置(zhi)。本(ben)系(xi)統(tong)(tong)中主要(yao)包括測(ce)(ce)量土壤水(shui)分(fen)的(de)(de)(de)(de)土壤水(shui)分(fen)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，測(ce)(ce)量養(yang)分(fen)的(de)(de)(de)(de)養(yang)分(fen)儀(yi)，測(ce)(ce)量氣(qi)象要(yao)素的(de)(de)(de)(de)雨量傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，空(kong)氣(qi)溫濕度(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風速(su)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風向傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等；電(dian)磁閥(fa)是本(ben)系(xi)統(tong)(tong)中自動化的(de)(de)(de)(de)執(zhi)行設(she)備，可(ke)與(yu)水(shui)泵、養(yang)分(fen)補充設(she)備等相連。

2、采(cai)(cai)集控(kong)制(zhi)(zhi)設(she)備(bei)(bei)∶是指(zhi)掌(zhang)控(kong)數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集設(she)備(bei)(bei)和執行(xing)設(she)備(bei)(bei)工作(zuo)(zuo)的(de)數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集控(kong)制(zhi)(zhi)模塊，主要作(zuo)(zuo)用(yong)為∶通過作(zuo)(zuo)物決策灌溉軟(ruan)件的(de)設(she)置，掌(zhang)控(kong)數據(ju)(ju)采(cai)(cai)集設(she)備(bei)(bei)的(de)運行(xing)狀態(tai)；根據(ju)(ju)作(zuo)(zuo)物決策灌溉軟(ruan)件發出的(de)指(zhi)令，掌(zhang)控(kong)執行(xing)電磁閥的(de)開啟(qi)/開關。

3、數(shu)據傳輸(shu)∶本系統中(zhong)采(cai)用(yong)的(de)為(wei)無(wu)線(xian)傳輸(shu)模塊。無(wu)線(xian)傳輸(shu)模塊能夠通過(guo)GPRS無(wu)線(xian)網絡將與之相連(lian)的(de)用(yong)戶(hu)設備(bei)的(de)數(shu)據傳輸(shu)到Internet中(zhong)一臺(tai)主機上，可實(shi)現(xian)數(shu)據遠程的(de)透明(ming)傳輸(shu)。

4、控制(zhi)中心主(zhu)要由計(ji)算機和(he)作(zuo)物決策灌(guan)溉決策軟件(jian)組成，作(zuo)物決策灌(guan)溉軟件(jian)是(shi)數據(ju)接收者及指(zhi)令(ling)發(fa)出者，是(shi)整個系統(tong)的(de)(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功(gong)(gong)能∶系統(tong)配置(zhi)(zhi)、功(gong)(gong)能設置(zhi)(zhi)；設置(zhi)(zhi)數據(ju)采(cai)集(ji)時(shi)(shi)間段(duan)、采(cai)集(ji)間隔、控制(zhi)系統(tong)執行(xing)條件(jian)等參(can)數；數據(ju)存(cun)儲顯(xian)示(shi)、打印(yin)等操作(zuo)；將采(cai)集(ji)到的(de)(de)(de)數據(ju)實時(shi)(shi)顯(xian)示(shi)，可用圖表(biao)表(biao)達并(bing)能執行(xing)打印(yin)等操作(zuo)；發(fa)送指(zhi)令(ling)∶將指(zhi)令(ling)通過無線傳輸模塊(kuai)發(fa)送給數據(ju)采(cai)集(ji)控制(zhi)模塊(kuai)，控制(zhi)電磁閥的(de)(de)(de)開(kai)啟或(huo)關閉(bi)：自(zi)(zi)動(dong)灌(guan)水功(gong)(gong)能∶根據(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)地區、不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)物在不(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長(chang)階段(duan)對(dui)水分需求(qiu)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)參(can)數，當(dang)值低于或(huo)超出一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)(zi)動(dong)開(kai)啟灌(guan)水功(gong)(gong)能。自(zi)(zi)動(dong)補(bu)充養(yang)分功(gong)(gong)能∶在無土(tu)栽培中，根據(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)物在不(bu)同(tong)(tong)生(sheng)長(chang)階段(duan)對(dui)養(yang)分需求(qiu)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，設置(zhi)(zhi)相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)參(can)數，當(dang)值低于或(huo)超出一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)(zi)動(dong)補(bu)充相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)養(yang)分。

自動報(bao)警∶可設(she)置設(she)備的(de)正(zheng)常運行(xing)參(can)數、農(nong)田(tian)氣(qi)象因子(zi)(zi)范圍，實(shi)(shi)現(xian)設(she)備故(gu)障或氣(qi)象因子(zi)(zi)劇烈變化的(de)報(bao)警功(gong)能。結論節水灌(guan)(guan)溉自動化系(xi)統將(jiang)傳統的(de)充分灌(guan)(guan)溉向非充分灌(guan)(guan)溉發展，對(dui)灌(guan)(guan)區用(yong)水進(jin)行(xing)監測預報(bao)，實(shi)(shi)現(xian)動態管(guan)理。該系(xi)統采用(yong)傳感器(qi)采集土壤(rang)墑(di)情(qing)信息(xi)(xi)、氣(qi)象信息(xi)(xi)和(he)作(zuo)物(wu)的(de)生長(chang)狀況(kuang)，通過無線網(wang)絡對(dui)農(nong)田(tian)灌(guan)(guan)溉用(yong)水量實(shi)(shi)時遠程監控，按(an)照作(zuo)物(wu)的(de)需求實(shi)(shi)施灌(guan)(guan)水、補(bu)給養分的(de)操作(zuo)。

農業自動化灌(guan)溉系(xi)統功能

數據采集功能

可自動采集(ji)，處理溫度(du)、濕(shi)度(du)、風(feng)速、雨量、光照等(deng)環境參(can)數。

灌溉控制功能

（1）具有自動(dong)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)、定(ding)時灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)、周(zhou)期灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)、手動(dong)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)等多(duo)種模式(shi)，用(yong)戶可根據需要靈(ling)活選用(yong)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)模式(shi)。

（2）可實現(xian)中控(kong)室控(kong)制，手(shou)機短信、現(xian)場遙(yao)控(kong)及現(xian)場手(shou)動等多種方式(shi)控(kong)制。

參數設置功能

（1）系(xi)統(tong)可以對現場的溫、濕度限值進(jin)行設置和(he)修(xiu)改。

（2）系統可(ke)通(tong)過控制器或后臺監控系統完(wan)成灌(guan)溉起始時間(jian)、停止時間(jian)、噴灌(guan)時間(jian)等參數設置。

顯示功能

（1）控制器上配有(you)液晶(jing)屏，以中文(wen)菜單方式(shi)顯示，現場采集數據(ju)顯示在液晶(jing)屏上。

（2）后臺監控系統可配大屏(ping)幕顯示器(qi)，圖(tu)形(xing)、表格等多種形(xing)式動態顯示整個(ge)灌溉區(qu)運行(xing)情況，準確(que)、直(zhi)觀、明了。

報警功能

當(dang)灌溉系統出(chu)現故障。如水(shui)管破(po)裂等，立即停止水(shui)泵運(yun)行，并報警。

通信功能

（1）通過后(hou)臺機查看、設置、修改(gai)參數。

（2）采取數據上傳(chuan)后(hou)臺(tai)機，供后(hou)臺(tai)機進行數據處理和(he)顯(xian)示。

（3）接(jie)收后臺機(ji)發出(chu)的控制(zhi)命(ming)令。

數據處理功能

后臺機(ji)可(ke)完成用戶提(ti)出的統計(ji)、貯存、查詢等各種數據處(chu)理功(gong)能(neng)，并可(ke)打(da)印用戶要(yao)求的報表。

（1）電磁閥門開啟次數(shu)和時(shi)間(jian)統計(ji)。

（2）通過電磁閥門的水流(liu)量統計。

（3）系統(tong)故障(zhang)次數統(tong)計(ji)，系統(tong)使用(yong)率統(tong)計(ji)。

（4）用戶要求的其它統計功(gong)能。