水(shui)(shui)(shui)資源日益緊缺已經(jing)全球(qiu)性的(de)(de)問題(ti)，節約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)并實(shi)現(xian)高效(xiao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)是(shi)人類生存(cun)與發展(zhan)(zhan)的(de)(de)需求(qiu)，也是(shi)全球(qiu)經(jing)濟社會的(de)(de)需求(qiu)。我(wo)國(guo)作(zuo)為(wei)全球(qiu)13個貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)家(jia)之一(yi)，水(shui)(shui)(shui)資源的(de)(de)不(bu)(bu)足已經(jing)對我(wo)國(guo)經(jing)歷社會發展(zhan)(zhan)構成了嚴重(zhong)威脅，甚至成為(wei)經(jing)濟社會發展(zhan)(zhan)的(de)(de)“瓶頸”，大(da)力發展(zhan)(zhan)節約(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)僅是(shi)一(yi)種革命(ming)措施，也是(shi)我(wo)國(guo)的(de)(de)基本策略之一(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)(guan)溉效(xiao)率(lv)低下和用(yong)水(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)問題(ti)普遍存(cun)在。目前全國(guo)灌(guan)(guan)溉水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)約(yue)為(wei)43%，單方(fang)水(shui)(shui)(shui)糧食生產率(lv)只(zhi)有10公(gong)斤左(zuo)右，大(da)大(da)低于(yu)發達國(guo)家(jia)灌(guan)(guan)溉水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)率(lv)70%~80%、單方(fang)水(shui)(shui)(shui)糧食生產率(lv)2.0公(gong)斤以(yi)上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，因此發展(zhan)(zhan)節水(shui)(shui)(shui)農業、提高農業用(yong)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)效(xiao)率(lv)是(shi)我(wo)國(guo)節水(shui)(shui)(shui)戰略中的(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節。

農業自(zi)動化(hua)(hua)灌(guan)(guan)(guan)溉系(xi)(xi)統由自(zi)動控制技(ji)術(shu)和(he)(he)專家系(xi)(xi)統技(ji)術(shu)，傳(chuan)感器技(ji)術(shu)、通訊技(ji)術(shu)、計算機(ji)技(ji)術(shu)等(deng)于一體的(de)(de)灌(guan)(guan)(guan)溉管理(li)系(xi)(xi)統。該系(xi)(xi)統主(zhu)要面向農田、園(yuan)林、設施農業等(deng)領域的(de)(de)日常灌(guan)(guan)(guan)溉控制和(he)(he)管理(li)而設計，并通過現代(dai)化(hua)(hua)的(de)(de)科學技(ji)術(shu)手段，達(da)到(dao)降低人力成本，提高自(zi)動化(hua)(hua)生產效率，節約水(shui)資源(yuan)的(de)(de)目的(de)(de)。該系(xi)(xi)統具(ju)有實用性和(he)(he)良(liang)好的(de)(de)展示(shi)性，系(xi)(xi)統硬件(jian)具(ju)備良(liang)好的(de)(de)穩定性，以及防水(shui)、防潮(chao)、抗高溫的(de)(de)能力。

節水(shui)灌(guan)(guan)溉自(zi)動化系統采(cai)取(qu)因地(di)制宜的(de)原則依據不同(tong)地(di)區、不同(tong)作物的(de)不同(tong)需求，選擇不同(tong)的(de)灌(guan)(guan)溉設施，并(bing)利用(yong)計(ji)算機、無線數據通訊、采(cai)集控制器、傳感器等先進(jin)(jin)技術對農(nong)田灌(guan)(guan)溉進(jin)(jin)行監(jian)控管理(li)，保證(zheng)適(shi)時(shi)地(di)滿足作物生長所需要的(de)水(shui)分從而達到節水(shui)灌(guan)(guan)溉及節水(shui)灌(guan)(guan)溉自(zi)動化的(de)目(mu)的(de)。

系統架構(gou)本方案給出了一個節(jie)水(shui)(shui)灌溉自動化系統的基本框架，它主(zhu)要由中(zhong)心(xin)主(zhu)控(kong)系統、采集控(kong)制(zhi)模塊(kuai)(kuai)、無線通訊(xun)模塊(kuai)(kuai)、土壤水(shui)(shui)分傳感器(qi)、氣(qi)象觀測(ce)站、電磁閥等設備(bei)組成(cheng)，現對各個部分作進一步的描述∶

1、傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)與(yu)電磁(ci)閥(fa)：是(shi)(shi)數(shu)據(ju)的(de)(de)采集者與(yu)系統(tong)自動化功能(neng)的(de)(de)執行者。傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)(shi)能(neng)感(gan)(gan)受規定的(de)(de)被測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)并(bing)按照一定的(de)(de)規律(lv)轉(zhuan)換成(cheng)可(ke)(ke)用輸出(chu)信號的(de)(de)器(qi)件或裝置。本(ben)系統(tong)中主要包括測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)土壤水(shui)分的(de)(de)土壤水(shui)分傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)養(yang)(yang)分的(de)(de)養(yang)(yang)分儀，測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)氣象要素的(de)(de)雨量(liang)(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)，空(kong)氣溫濕(shi)度傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風(feng)速傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、風(feng)向傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等；電磁(ci)閥(fa)是(shi)(shi)本(ben)系統(tong)中自動化的(de)(de)執行設備，可(ke)(ke)與(yu)水(shui)泵、養(yang)(yang)分補充設備等相(xiang)連。

2、采(cai)集(ji)控(kong)制設(she)備∶是指掌控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備和執行(xing)設(she)備工作(zuo)的(de)(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)控(kong)制模塊，主要作(zuo)用為∶通過作(zuo)物決策(ce)灌溉軟(ruan)件的(de)(de)設(she)置，掌控(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備的(de)(de)運行(xing)狀態；根據(ju)作(zuo)物決策(ce)灌溉軟(ruan)件發出的(de)(de)指令，掌控(kong)執行(xing)電磁(ci)閥的(de)(de)開(kai)啟(qi)/開(kai)關。

3、數(shu)據傳輸(shu)∶本系(xi)統中采用的為無線傳輸(shu)模塊。無線傳輸(shu)模塊能(neng)夠通過GPRS無線網絡將與之相(xiang)連的用戶設備的數(shu)據傳輸(shu)到Internet中一臺主機上，可實現數(shu)據遠(yuan)程的透(tou)明傳輸(shu)。

4、控制(zhi)中心主(zhu)要由計算機(ji)和作(zuo)物決策灌(guan)溉決策軟件(jian)組(zu)成，作(zuo)物決策灌(guan)溉軟件(jian)是數(shu)據(ju)接收者(zhe)及指令發(fa)出者(zhe)，是整個系統(tong)的(de)(de)(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功能(neng)(neng)∶系統(tong)配置、功能(neng)(neng)設置；設置數(shu)據(ju)采集時間(jian)段(duan)、采集間(jian)隔、控制(zhi)系統(tong)執行條件(jian)等(deng)參(can)數(shu)；數(shu)據(ju)存儲顯示、打印(yin)等(deng)操作(zuo)；將采集到的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)實時顯示，可(ke)用(yong)圖表表達并能(neng)(neng)執行打印(yin)等(deng)操作(zuo)；發(fa)送指令∶將指令通過無(wu)線(xian)傳(chuan)輸模塊(kuai)發(fa)送給數(shu)據(ju)采集控制(zhi)模塊(kuai)，控制(zhi)電磁閥的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟或關閉：自動(dong)灌(guan)水功能(neng)(neng)∶根(gen)據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)地區、不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)生長階段(duan)對(dui)水分需求的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，設置相應的(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)，當值(zhi)低(di)于(yu)或超出一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)時，自動(dong)開(kai)啟灌(guan)水功能(neng)(neng)。自動(dong)補充養分功能(neng)(neng)∶在無(wu)土栽(zai)培中，根(gen)據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)物在不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)生長階段(duan)對(dui)養分需求的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，設置相應的(de)(de)(de)(de)參(can)數(shu)，當值(zhi)低(di)于(yu)或超出一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)時，自動(dong)補充相應的(de)(de)(de)(de)養分。

自動報(bao)警∶可(ke)設置設備的正常運(yun)行參數、農(nong)田(tian)氣象(xiang)因子范圍，實現(xian)設備故障(zhang)或氣象(xiang)因子劇(ju)烈變(bian)化的報(bao)警功能。結論節水(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)自動化系(xi)統(tong)將傳(chuan)(chuan)統(tong)的充分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)向非(fei)充分灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)發(fa)展，對(dui)灌(guan)(guan)區用(yong)(yong)水(shui)進行監測預報(bao)，實現(xian)動態管理。該系(xi)統(tong)采用(yong)(yong)傳(chuan)(chuan)感器采集土壤墑情(qing)信(xin)息、氣象(xiang)信(xin)息和作(zuo)物的生長(chang)狀況，通(tong)過無線網絡對(dui)農(nong)田(tian)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)用(yong)(yong)水(shui)量實時(shi)遠程監控，按照作(zuo)物的需(xu)求實施(shi)灌(guan)(guan)水(shui)、補(bu)給(gei)養分的操作(zuo)。

農業(ye)自(zi)動化灌溉系統功能

數據采集功能

可自(zi)動采集，處理溫度、濕度、風速(su)、雨量、光照(zhao)等(deng)環境參數。

灌溉控制功能

（1）具有自(zi)動灌溉(gai)(gai)、定時(shi)灌溉(gai)(gai)、周期灌溉(gai)(gai)、手動灌溉(gai)(gai)等多種模(mo)式，用(yong)戶可根(gen)據需要靈活選用(yong)灌溉(gai)(gai)模(mo)式。

（2）可實(shi)現(xian)中控(kong)室控(kong)制(zhi)，手機(ji)短信、現(xian)場遙控(kong)及現(xian)場手動等多(duo)種方式控(kong)制(zhi)。

參數設置功能

（1）系統可以對現場的(de)溫、濕度限值進行設置(zhi)和修改。

（2）系(xi)統(tong)可通過(guo)控制器或(huo)后(hou)臺(tai)監控系(xi)統(tong)完成灌溉(gai)起(qi)始時(shi)間(jian)、停止(zhi)時(shi)間(jian)、噴灌時(shi)間(jian)等參數設置。

顯示功能

（1）控制器上配有(you)液(ye)(ye)晶(jing)屏，以中文菜(cai)單方式顯示，現場(chang)采集數據顯示在(zai)液(ye)(ye)晶(jing)屏上。

（2）后(hou)臺監控系統可配大屏幕顯示器，圖形(xing)、表格等多(duo)種(zhong)形(xing)式動態顯示整個灌(guan)溉(gai)區運行情況，準確、直觀、明(ming)了。

報警功能

當灌溉系統出現(xian)故障。如(ru)水(shui)管破裂(lie)等，立(li)即停(ting)止水(shui)泵運行，并報警。

通信功能

（1）通過后臺機查看(kan)、設(she)置(zhi)、修改參數。

（2）采取數據上傳(chuan)后(hou)臺(tai)機(ji)，供后(hou)臺(tai)機(ji)進行數據處理和顯示(shi)。

（3）接收后(hou)臺機發出的(de)控制命令。

數據處理功能

后臺機(ji)可完成(cheng)用戶提出(chu)的統計、貯存、查詢(xun)等(deng)各種(zhong)數據處理(li)功能(neng)，并可打印用戶要(yao)求的報表(biao)。

（1）電磁閥門(men)開啟(qi)次數和時間統計。

（2）通過電(dian)磁閥門的水(shui)流量統計。

（3）系統故障(zhang)次數統計，系統使用率(lv)統計。

（4）用(yong)戶要(yao)求的其它統計(ji)功能。