水(shui)(shui)(shui)資(zi)源日益緊缺已(yi)經全(quan)(quan)球性的(de)(de)問(wen)題(ti)，節(jie)約(yue)(yue)(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)并實現高效用(yong)水(shui)(shui)(shui)是(shi)(shi)(shi)(shi)人類生存與發展(zhan)的(de)(de)需(xu)求，也(ye)是(shi)(shi)(shi)(shi)全(quan)(quan)球經濟社(she)(she)會的(de)(de)需(xu)求。我(wo)國(guo)(guo)(guo)作為(wei)全(quan)(quan)球13個貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)(guo)(guo)家之(zhi)一(yi)，水(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)不足已(yi)經對我(wo)國(guo)(guo)(guo)經歷社(she)(she)會發展(zhan)構成(cheng)了嚴重(zhong)威脅，甚至(zhi)成(cheng)為(wei)經濟社(she)(she)會發展(zhan)的(de)(de)“瓶頸(jing)”，大力發展(zhan)節(jie)約(yue)(yue)(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)不僅是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)革命(ming)措施，也(ye)是(shi)(shi)(shi)(shi)我(wo)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)基本策略之(zhi)一(yi)。農(nong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)占據了我(wo)國(guo)(guo)(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)70%，農(nong)業(ye)(ye)(ye)灌溉效率(lv)(lv)低下和(he)用(yong)水(shui)(shui)(shui)浪費(fei)的(de)(de)問(wen)題(ti)普(pu)遍(bian)存在。目前全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)灌溉水(shui)(shui)(shui)利用(yong)率(lv)(lv)約(yue)(yue)(yue)為(wei)43%，單方水(shui)(shui)(shui)糧食生產率(lv)(lv)只有(you)10公斤左右，大大低于發達國(guo)(guo)(guo)家灌溉水(shui)(shui)(shui)利用(yong)率(lv)(lv)70%~80%、單方水(shui)(shui)(shui)糧食生產率(lv)(lv)2.0公斤以上的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，因此發展(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)農(nong)業(ye)(ye)(ye)、提高農(nong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)效率(lv)(lv)是(shi)(shi)(shi)(shi)我(wo)國(guo)(guo)(guo)節(jie)水(shui)(shui)(shui)戰略中(zhong)的(de)(de)重(zhong)要(yao)環(huan)節(jie)。

農業(ye)自動(dong)(dong)(dong)化(hua)灌溉系統由自動(dong)(dong)(dong)控(kong)制技術(shu)和專家系統技術(shu)，傳感器技術(shu)、通(tong)訊技術(shu)、計算(suan)機(ji)技術(shu)等于一體的(de)(de)(de)灌溉管(guan)理(li)(li)系統。該系統主(zhu)要面向(xiang)農田、園(yuan)林、設施農業(ye)等領(ling)域的(de)(de)(de)日(ri)常灌溉控(kong)制和管(guan)理(li)(li)而設計，并通(tong)過現代(dai)化(hua)的(de)(de)(de)科學技術(shu)手段，達到降低(di)人(ren)力(li)(li)成本，提高自動(dong)(dong)(dong)化(hua)生產效率，節(jie)約(yue)水資源的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。該系統具(ju)(ju)有實(shi)用性(xing)和良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)(de)展(zhan)示性(xing)，系統硬件具(ju)(ju)備(bei)良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)，以及防(fang)(fang)水、防(fang)(fang)潮、抗高溫的(de)(de)(de)能力(li)(li)。

節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動化系統(tong)采(cai)取因地(di)制(zhi)宜的(de)原則依據(ju)(ju)不(bu)同(tong)(tong)地(di)區、不(bu)同(tong)(tong)作(zuo)物的(de)不(bu)同(tong)(tong)需求，選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)(tong)的(de)灌(guan)(guan)(guan)溉設施，并利用計(ji)算機、無(wu)線數據(ju)(ju)通訊、采(cai)集(ji)控制(zhi)器(qi)(qi)、傳感器(qi)(qi)等(deng)先進(jin)技術對農田灌(guan)(guan)(guan)溉進(jin)行監控管理，保證(zheng)適(shi)時地(di)滿足作(zuo)物生長(chang)所(suo)需要的(de)水(shui)分從(cong)而達(da)到節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉及節水(shui)灌(guan)(guan)(guan)溉自動化的(de)目的(de)。

系(xi)統(tong)架構本(ben)方案(an)給出了一個節水灌溉自(zi)動化系(xi)統(tong)的(de)基(ji)本(ben)框架，它(ta)主要由中心主控(kong)系(xi)統(tong)、采集控(kong)制模塊(kuai)、無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)模塊(kuai)、土壤(rang)水分(fen)(fen)傳感(gan)器、氣象觀(guan)測站、電(dian)磁閥等設備組成(cheng)，現對各個部分(fen)(fen)作進(jin)一步的(de)描述∶

1、傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)與(yu)電磁(ci)閥(fa)：是(shi)(shi)數據的(de)(de)(de)采(cai)集者與(yu)系統自動化功能的(de)(de)(de)執行(xing)者。傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)能感(gan)受規定的(de)(de)(de)被(bei)測(ce)量(liang)(liang)(liang)并(bing)按照一(yi)定的(de)(de)(de)規律轉換成可(ke)用輸出信號(hao)的(de)(de)(de)器(qi)(qi)(qi)件或裝置(zhi)。本(ben)系統中(zhong)主(zhu)要包括測(ce)量(liang)(liang)(liang)土壤水(shui)分(fen)的(de)(de)(de)土壤水(shui)分(fen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)，測(ce)量(liang)(liang)(liang)養分(fen)的(de)(de)(de)養分(fen)儀，測(ce)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)象要素的(de)(de)(de)雨量(liang)(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)，空氣(qi)溫濕度傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)、風速傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)、風向傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)等；電磁(ci)閥(fa)是(shi)(shi)本(ben)系統中(zhong)自動化的(de)(de)(de)執行(xing)設備(bei)，可(ke)與(yu)水(shui)泵(beng)、養分(fen)補充設備(bei)等相連。

2、采(cai)(cai)集(ji)控(kong)(kong)制設(she)(she)備(bei)∶是(shi)指掌控(kong)(kong)數(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)設(she)(she)備(bei)和執行(xing)設(she)(she)備(bei)工作(zuo)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)控(kong)(kong)制模塊，主要作(zuo)用為∶通過(guo)作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件(jian)的(de)設(she)(she)置，掌控(kong)(kong)數(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)設(she)(she)備(bei)的(de)運行(xing)狀態(tai)；根據(ju)作(zuo)物決策灌溉(gai)軟件(jian)發出的(de)指令(ling)，掌控(kong)(kong)執行(xing)電磁閥(fa)的(de)開(kai)啟/開(kai)關。

3、數據傳(chuan)輸(shu)(shu)∶本系統中采用的(de)為無(wu)線傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊(kuai)。無(wu)線傳(chuan)輸(shu)(shu)模塊(kuai)能夠通(tong)過GPRS無(wu)線網絡將與之相(xiang)連的(de)用戶設備的(de)數據傳(chuan)輸(shu)(shu)到Internet中一臺主機(ji)上，可實現數據遠程的(de)透明傳(chuan)輸(shu)(shu)。

4、控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)中心主(zhu)要由計(ji)算機和作(zuo)物(wu)(wu)決策灌(guan)溉決策軟件組成，作(zuo)物(wu)(wu)決策灌(guan)溉軟件是數(shu)據接收者及指令(ling)發出(chu)者，是整(zheng)個系統(tong)的(de)(de)(de)靈魂。主(zhu)要有以下功能(neng)∶系統(tong)配置(zhi)(zhi)(zhi)、功能(neng)設置(zhi)(zhi)(zhi)；設置(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)據采(cai)集(ji)時(shi)間段(duan)、采(cai)集(ji)間隔、控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)執行條件等參數(shu)；數(shu)據存儲顯(xian)示(shi)、打印(yin)等操(cao)作(zuo)；將(jiang)采(cai)集(ji)到的(de)(de)(de)數(shu)據實時(shi)顯(xian)示(shi)，可用圖表(biao)(biao)表(biao)(biao)達(da)并能(neng)執行打印(yin)等操(cao)作(zuo)；發送(song)指令(ling)∶將(jiang)指令(ling)通(tong)過(guo)無(wu)線傳輸(shu)模塊發送(song)給數(shu)據采(cai)集(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模塊，控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)磁閥的(de)(de)(de)開(kai)(kai)啟或關閉：自(zi)動(dong)灌(guan)水(shui)功能(neng)∶根據不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)地區、不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)作(zuo)物(wu)(wu)在(zai)不(bu)(bu)(bu)同生長階(jie)段(duan)對水(shui)分(fen)需求的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同，設置(zhi)(zhi)(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)參數(shu)，當(dang)值低(di)于或超(chao)出(chu)一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)開(kai)(kai)啟灌(guan)水(shui)功能(neng)。自(zi)動(dong)補充(chong)養(yang)(yang)分(fen)功能(neng)∶在(zai)無(wu)土栽培中，根據不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)作(zuo)物(wu)(wu)在(zai)不(bu)(bu)(bu)同生長階(jie)段(duan)對養(yang)(yang)分(fen)需求的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)同，設置(zhi)(zhi)(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)參數(shu)，當(dang)值低(di)于或超(chao)出(chu)一定的(de)(de)(de)范圍時(shi)，自(zi)動(dong)補充(chong)相應(ying)的(de)(de)(de)養(yang)(yang)分(fen)。

自動(dong)報(bao)(bao)警∶可設置(zhi)設備的(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)參數、農田氣(qi)象因子(zi)范圍，實(shi)(shi)現設備故障或氣(qi)象因子(zi)劇烈變化的(de)報(bao)(bao)警功能。結(jie)論(lun)節水(shui)灌(guan)溉(gai)(gai)自動(dong)化系統(tong)將傳統(tong)的(de)充分灌(guan)溉(gai)(gai)向非(fei)充分灌(guan)溉(gai)(gai)發(fa)展(zhan)，對(dui)灌(guan)區用水(shui)進(jin)行(xing)監測預報(bao)(bao)，實(shi)(shi)現動(dong)態管理(li)。該系統(tong)采用傳感器采集(ji)土(tu)壤墑情(qing)信息(xi)、氣(qi)象信息(xi)和作(zuo)物的(de)生長狀(zhuang)況，通過無線網絡對(dui)農田灌(guan)溉(gai)(gai)用水(shui)量實(shi)(shi)時(shi)遠程監控，按照作(zuo)物的(de)需求實(shi)(shi)施(shi)灌(guan)水(shui)、補給養分的(de)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、風速、雨量(liang)、光照(zhao)等環境參數。

灌溉控制功能

（1）具有自動灌(guan)(guan)溉(gai)、定(ding)時(shi)灌(guan)(guan)溉(gai)、周期灌(guan)(guan)溉(gai)、手動灌(guan)(guan)溉(gai)等多種模式(shi)，用戶可根(gen)據需(xu)要(yao)靈(ling)活(huo)選用灌(guan)(guan)溉(gai)模式(shi)。

（2）可實現中(zhong)控(kong)室(shi)控(kong)制(zhi)，手機(ji)短信、現場遙控(kong)及現場手動等多種方(fang)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(xian)值(zhi)進行設(she)置和修改。

（2）系(xi)統可通過控制器(qi)或(huo)后臺(tai)監(jian)控系(xi)統完(wan)成灌溉(gai)起始時(shi)間(jian)、停止時(shi)間(jian)、噴灌時(shi)間(jian)等參數(shu)設置。

顯示功能

（1）控制器上配有液晶(jing)屏，以(yi)中文(wen)菜單方式(shi)顯(xian)示(shi)(shi)，現場采(cai)集數據顯(xian)示(shi)(shi)在液晶(jing)屏上。

（2）后臺監(jian)控(kong)系統(tong)可配大屏(ping)幕顯示(shi)器，圖形、表格等多種形式動(dong)態顯示(shi)整個(ge)灌溉(gai)區運(yun)行情況，準確、直(zhi)觀、明了。

報警功能

當灌溉(gai)系統(tong)出現(xian)故障。如水(shui)管(guan)破裂(lie)等，立即停止水(shui)泵運行(xing)，并報警(jing)。

通信功能

（1）通過后(hou)臺機查看、設置、修改參(can)數。

（2）采取數據上傳后臺機，供(gong)后臺機進(jin)行數據處理和顯(xian)示。

（3）接收后臺機(ji)發出的(de)控制(zhi)命令(ling)。

數據處理功能

后(hou)臺機可完(wan)成用戶(hu)提出的(de)統計、貯(zhu)存、查(cha)詢等各(ge)種數(shu)據處理功(gong)能(neng)，并可打(da)印用戶(hu)要(yao)求的(de)報表。

（1）電磁閥門(men)開啟次數和時間統(tong)計。

（2）通過電磁(ci)閥門的水流量統計(ji)。

（3）系(xi)統(tong)(tong)(tong)故障次(ci)數(shu)統(tong)(tong)(tong)計，系(xi)統(tong)(tong)(tong)使用(yong)率(lv)統(tong)(tong)(tong)計。

（4）用戶要(yao)求的其它統計功能(neng)。