水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源日益(yi)緊缺已經(jing)全(quan)球性的(de)問題(ti)，節(jie)約用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)并實現高(gao)效(xiao)(xiao)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)是人類生(sheng)存(cun)與發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)的(de)需(xu)求，也是全(quan)球經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)的(de)需(xu)求。我(wo)(wo)國作為(wei)全(quan)球13個(ge)貧水(shui)(shui)(shui)(shui)國家(jia)之(zhi)一(yi)，水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)不足已經(jing)對我(wo)(wo)國經(jing)歷(li)社(she)會(hui)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)構成了嚴重(zhong)威脅(xie)，甚至成為(wei)經(jing)濟(ji)社(she)會(hui)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)的(de)“瓶頸(jing)”，大力發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)節(jie)約用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)不僅是一(yi)種革命措施，也是我(wo)(wo)國的(de)基本(ben)策略之(zhi)一(yi)。農(nong)業(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)(wo)國總用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)70%，農(nong)業(ye)灌溉(gai)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)低(di)下(xia)和用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)浪費的(de)問題(ti)普遍存(cun)在。目(mu)前全(quan)國灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)率(lv)(lv)約為(wei)43%，單方水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產(chan)率(lv)(lv)只(zhi)有10公斤左右，大大低(di)于(yu)發(fa)達國家(jia)灌溉(gai)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)產(chan)率(lv)(lv)2.0公斤以上的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)平，因此發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)農(nong)業(ye)、提高(gao)農(nong)業(ye)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)利用(yong)(yong)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)是我(wo)(wo)國節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)戰略中的(de)重(zhong)要環節(jie)。

農業自(zi)(zi)動(dong)化灌(guan)溉(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)由(you)自(zi)(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)和專家系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)技(ji)術(shu)，傳感(gan)器技(ji)術(shu)、通訊技(ji)術(shu)、計算機技(ji)術(shu)等于一體的(de)(de)灌(guan)溉(gai)管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)主要面(mian)向農田(tian)、園(yuan)林(lin)、設施(shi)農業等領域的(de)(de)日常灌(guan)溉(gai)控(kong)制(zhi)(zhi)和管理而設計，并通過現代化的(de)(de)科(ke)學技(ji)術(shu)手段，達到降低人力(li)成本，提高自(zi)(zi)動(dong)化生產效率，節約水(shui)資源的(de)(de)目的(de)(de)。該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)具有實用性和良好的(de)(de)展(zhan)示性，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)硬件具備良好的(de)(de)穩定(ding)性，以及防水(shui)、防潮、抗高溫(wen)的(de)(de)能力(li)。

節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)自動(dong)化系統采取(qu)因地制(zhi)(zhi)宜的原(yuan)則依據不同地區、不同作物(wu)的不同需求，選擇(ze)不同的灌(guan)溉(gai)設施，并利用計算機、無(wu)線(xian)數(shu)據通訊、采集控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)、傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)先(xian)進技(ji)術對農田灌(guan)溉(gai)進行監控(kong)管(guan)理，保證(zheng)適時地滿足(zu)作物(wu)生(sheng)長所需要的水(shui)(shui)分從而達到(dao)節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)及(ji)節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)自動(dong)化的目的。

系統(tong)架構本(ben)方案給出了一個節(jie)水灌溉(gai)自動化系統(tong)的基本(ben)框架，它(ta)主(zhu)要由(you)中心主(zhu)控系統(tong)、采集控制模塊(kuai)、無線(xian)通(tong)訊模塊(kuai)、土(tu)壤水分(fen)傳感器、氣象觀測(ce)站、電磁閥等設備組成，現對各個部分(fen)作進一步的描(miao)述∶

1、傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)與(yu)電磁閥(fa)：是數據的(de)采集者與(yu)系統自(zi)動化功(gong)能(neng)的(de)執行者。傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)是能(neng)感(gan)(gan)受規定(ding)的(de)被測(ce)(ce)量(liang)并(bing)按照一定(ding)的(de)規律轉換成(cheng)可(ke)用輸出信(xin)號的(de)器(qi)(qi)件(jian)或裝置(zhi)。本系統中(zhong)主要包括測(ce)(ce)量(liang)土壤(rang)水(shui)分的(de)土壤(rang)水(shui)分傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，測(ce)(ce)量(liang)養分的(de)養分儀(yi)，測(ce)(ce)量(liang)氣(qi)象要素的(de)雨量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)，空(kong)氣(qi)溫濕度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風速傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、風向(xiang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)等；電磁閥(fa)是本系統中(zhong)自(zi)動化的(de)執行設備，可(ke)與(yu)水(shui)泵(beng)、養分補(bu)充設備等相(xiang)連(lian)。

2、采集控制(zhi)設備∶是指掌(zhang)控數據采集設備和執行設備工作(zuo)的(de)數據采集控制(zhi)模塊(kuai)，主要作(zuo)用為∶通過(guo)作(zuo)物(wu)決策灌溉軟件的(de)設置，掌(zhang)控數據采集設備的(de)運行狀態；根據作(zuo)物(wu)決策灌溉軟件發出的(de)指令，掌(zhang)控執行電(dian)磁(ci)閥(fa)的(de)開啟/開關。

3、數據(ju)傳輸∶本系統中采用(yong)的(de)為無線傳輸模塊。無線傳輸模塊能(neng)夠(gou)通過GPRS無線網絡(luo)將與之(zhi)相連的(de)用(yong)戶設備的(de)數據(ju)傳輸到Internet中一臺主機上，可(ke)實現數據(ju)遠程的(de)透明傳輸。

4、控(kong)制中(zhong)心主(zhu)要由(you)計(ji)算機和作(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)(jue)策(ce)(ce)灌(guan)(guan)溉決(jue)(jue)策(ce)(ce)軟件(jian)(jian)組成，作(zuo)(zuo)物(wu)決(jue)(jue)策(ce)(ce)灌(guan)(guan)溉軟件(jian)(jian)是數(shu)(shu)(shu)據(ju)接收者(zhe)及指令發(fa)出(chu)者(zhe)，是整個系統(tong)的(de)(de)(de)(de)靈(ling)魂。主(zhu)要有以下功能(neng)(neng)∶系統(tong)配置(zhi)(zhi)、功能(neng)(neng)設(she)置(zhi)(zhi)；設(she)置(zhi)(zhi)數(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集時(shi)間(jian)段、采(cai)(cai)集間(jian)隔、控(kong)制系統(tong)執行條(tiao)件(jian)(jian)等(deng)參數(shu)(shu)(shu)；數(shu)(shu)(shu)據(ju)存儲顯示(shi)、打(da)印等(deng)操(cao)作(zuo)(zuo)；將采(cai)(cai)集到(dao)的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)實時(shi)顯示(shi)，可(ke)用圖(tu)表(biao)表(biao)達并能(neng)(neng)執行打(da)印等(deng)操(cao)作(zuo)(zuo)；發(fa)送指令∶將指令通過無(wu)線(xian)傳輸(shu)模塊發(fa)送給數(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集控(kong)制模塊，控(kong)制電磁閥的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟或(huo)關閉(bi)：自(zi)動灌(guan)(guan)水功能(neng)(neng)∶根據(ju)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)地區(qu)、不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)生長階(jie)段對水分(fen)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)，設(she)置(zhi)(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值(zhi)低(di)于或(huo)超(chao)出(chu)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)動開(kai)啟灌(guan)(guan)水功能(neng)(neng)。自(zi)動補充養分(fen)功能(neng)(neng)∶在(zai)無(wu)土栽培(pei)中(zhong)，根據(ju)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)物(wu)在(zai)不(bu)(bu)同(tong)生長階(jie)段對養分(fen)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)，設(she)置(zhi)(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參數(shu)(shu)(shu)，當值(zhi)低(di)于或(huo)超(chao)出(chu)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)動補充相應(ying)的(de)(de)(de)(de)養分(fen)。

自(zi)動(dong)報(bao)警∶可設(she)置(zhi)設(she)備的正常運行參數、農(nong)田氣(qi)(qi)象(xiang)(xiang)因子范圍，實現設(she)備故障或氣(qi)(qi)象(xiang)(xiang)因子劇烈變化(hua)的報(bao)警功能。結(jie)論(lun)節(jie)水(shui)(shui)(shui)灌溉自(zi)動(dong)化(hua)系統將(jiang)傳統的充分灌溉向非充分灌溉發展，對灌區用(yong)水(shui)(shui)(shui)進行監(jian)測預報(bao)，實現動(dong)態管(guan)理。該(gai)系統采(cai)用(yong)傳感器采(cai)集土壤墑情信息(xi)、氣(qi)(qi)象(xiang)(xiang)信息(xi)和作(zuo)物的生長狀況，通過無線網(wang)絡對農(nong)田灌溉用(yong)水(shui)(shui)(shui)量實時遠程監(jian)控，按照作(zuo)物的需求實施灌水(shui)(shui)(shui)、補給養分的操作(zuo)。

農業(ye)自動化灌溉系(xi)統功能(neng)

數據采集功能

可自動采集，處理溫度(du)、濕(shi)度(du)、風(feng)速、雨(yu)量、光照等環境(jing)參數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)溉、定時灌(guan)溉、周期灌(guan)溉、手動灌(guan)溉等多種模(mo)式，用(yong)戶可根據需要靈(ling)活選用(yong)灌(guan)溉模(mo)式。

（2）可實(shi)現中控室控制(zhi)，手機短信、現場遙控及(ji)現場手動等多(duo)種方式控制(zhi)。

參數設置功能

（1）系(xi)統可以對現場的溫(wen)、濕度(du)限(xian)值進行設置和(he)修改。

（2）系統可通過控制(zhi)器或后臺監(jian)控系統完成灌溉(gai)起始時(shi)間(jian)、停止(zhi)時(shi)間(jian)、噴(pen)灌時(shi)間(jian)等參數設(she)置(zhi)。

顯示功能

（1）控制器上配有(you)液(ye)晶屏，以(yi)中文菜單方式顯(xian)示(shi)，現場采集數據顯(xian)示(shi)在液(ye)晶屏上。

（2）后(hou)臺(tai)監(jian)控系(xi)統(tong)可配(pei)大屏(ping)幕(mu)顯(xian)示(shi)器，圖形、表格(ge)等多種(zhong)形式動態顯(xian)示(shi)整個灌溉區運行情況，準(zhun)確、直觀、明了。

報警功能

當灌溉(gai)系統出現故(gu)障。如(ru)水(shui)管破裂等，立(li)即停(ting)止水(shui)泵運(yun)行，并(bing)報警。

通信功能

（1）通過(guo)后臺(tai)機查(cha)看、設置、修(xiu)改參數(shu)。

（2）采取數(shu)據(ju)上(shang)傳后臺機，供后臺機進行數(shu)據(ju)處理和(he)顯示。

（3）接收后臺機發出的控制命令。

數據處理功能

后臺機可(ke)(ke)完成用戶提出的統計(ji)、貯存、查詢等各種數據處理功能，并可(ke)(ke)打印用戶要求的報表(biao)。

（1）電磁(ci)閥門開(kai)啟次數和(he)時間統計。

（2）通過電磁閥(fa)門的水流量統計。

（3）系統故障(zhang)次數統計(ji)(ji)，系統使用率(lv)統計(ji)(ji)。

（4）用戶要求的其它統計功能。