水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)(yuan)日益(yi)緊缺已經(jing)全球性的(de)(de)(de)問題，節(jie)(jie)(jie)約(yue)(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)并(bing)實現高效(xiao)(xiao)用(yong)水(shui)(shui)(shui)是(shi)人(ren)類生(sheng)(sheng)存與(yu)發展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)需求(qiu)，也(ye)是(shi)全球經(jing)濟社會的(de)(de)(de)需求(qiu)。我國(guo)作為(wei)(wei)全球13個貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)家之一，水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)不足已經(jing)對(dui)我國(guo)經(jing)歷社會發展(zhan)(zhan)構成了(le)嚴重威脅，甚至(zhi)成為(wei)(wei)經(jing)濟社會發展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)“瓶頸(jing)”，大力發展(zhan)(zhan)節(jie)(jie)(jie)約(yue)(yue)用(yong)水(shui)(shui)(shui)不僅(jin)是(shi)一種革命措施，也(ye)是(shi)我國(guo)的(de)(de)(de)基本(ben)策略之一。農(nong)(nong)業(ye)(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)占據(ju)了(le)我國(guo)總用(yong)水(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)(de)70%，農(nong)(nong)業(ye)(ye)灌溉(gai)(gai)(gai)效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)下和用(yong)水(shui)(shui)(shui)浪費的(de)(de)(de)問題普遍(bian)存在。目前全國(guo)灌溉(gai)(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)率(lv)約(yue)(yue)為(wei)(wei)43%，單(dan)方水(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)(sheng)產率(lv)只有10公斤左右，大大低(di)于發達國(guo)家灌溉(gai)(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)率(lv)70%~80%、單(dan)方水(shui)(shui)(shui)糧食生(sheng)(sheng)產率(lv)2.0公斤以上的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平，因(yin)此發展(zhan)(zhan)節(jie)(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)農(nong)(nong)業(ye)(ye)、提(ti)高農(nong)(nong)業(ye)(ye)用(yong)水(shui)(shui)(shui)利用(yong)效(xiao)(xiao)率(lv)是(shi)我國(guo)節(jie)(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)戰(zhan)略中(zhong)的(de)(de)(de)重要環節(jie)(jie)(jie)。

農(nong)業自動(dong)化(hua)(hua)灌(guan)溉系(xi)統(tong)由自動(dong)控制技(ji)術(shu)(shu)和(he)專家系(xi)統(tong)技(ji)術(shu)(shu)，傳感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)(shu)、通(tong)訊技(ji)術(shu)(shu)、計(ji)算機(ji)技(ji)術(shu)(shu)等(deng)于一體的(de)灌(guan)溉管理系(xi)統(tong)。該系(xi)統(tong)主要面(mian)向農(nong)田(tian)、園林、設施農(nong)業等(deng)領域的(de)日常灌(guan)溉控制和(he)管理而設計(ji)，并通(tong)過現代化(hua)(hua)的(de)科學技(ji)術(shu)(shu)手段，達到降(jiang)低人力(li)成本，提高(gao)(gao)自動(dong)化(hua)(hua)生(sheng)產效率，節約水資源(yuan)的(de)目的(de)。該系(xi)統(tong)具(ju)有實用性(xing)和(he)良(liang)(liang)好(hao)的(de)展(zhan)示(shi)性(xing)，系(xi)統(tong)硬件具(ju)備良(liang)(liang)好(hao)的(de)穩定(ding)性(xing)，以(yi)及(ji)防(fang)水、防(fang)潮、抗(kang)高(gao)(gao)溫的(de)能(neng)力(li)。

節水灌(guan)溉(gai)(gai)(gai)自(zi)動化(hua)系統(tong)采(cai)取因地制宜的(de)(de)原(yuan)則依(yi)據(ju)不(bu)同地區、不(bu)同作物(wu)的(de)(de)不(bu)同需求，選擇不(bu)同的(de)(de)灌(guan)溉(gai)(gai)(gai)設施，并(bing)利(li)用計算機、無線(xian)數(shu)據(ju)通訊、采(cai)集控制器、傳感器等先(xian)進技術對(dui)農田灌(guan)溉(gai)(gai)(gai)進行監(jian)控管理，保(bao)證(zheng)適時地滿足(zu)作物(wu)生(sheng)長所需要(yao)的(de)(de)水分從(cong)而達到節水灌(guan)溉(gai)(gai)(gai)及(ji)節水灌(guan)溉(gai)(gai)(gai)自(zi)動化(hua)的(de)(de)目的(de)(de)。

系(xi)統(tong)架(jia)構本(ben)(ben)方案給(gei)出了(le)一個節水灌溉自動化系(xi)統(tong)的基本(ben)(ben)框(kuang)架(jia)，它主要由(you)中(zhong)心主控系(xi)統(tong)、采(cai)集控制(zhi)模(mo)塊、無線(xian)通訊模(mo)塊、土壤水分傳感(gan)器、氣象觀測站、電磁閥等設備組成，現對各個部分作進一步的描述∶

1、傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)與(yu)電磁閥：是(shi)(shi)(shi)數據的(de)采(cai)集(ji)者與(yu)系統(tong)自(zi)動化功能(neng)(neng)的(de)執行(xing)者。傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)是(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)感(gan)(gan)(gan)受規定的(de)被測量(liang)并按(an)照一定的(de)規律轉換成可用輸出信號(hao)的(de)器(qi)件(jian)或裝置。本(ben)系統(tong)中主要(yao)包括測量(liang)土壤水(shui)分(fen)(fen)的(de)土壤水(shui)分(fen)(fen)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)，測量(liang)養分(fen)(fen)的(de)養分(fen)(fen)儀，測量(liang)氣(qi)(qi)象(xiang)要(yao)素(su)的(de)雨量(liang)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)，空氣(qi)(qi)溫濕(shi)度傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、風(feng)速(su)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)、風(feng)向傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)等(deng)；電磁閥是(shi)(shi)(shi)本(ben)系統(tong)中自(zi)動化的(de)執行(xing)設備，可與(yu)水(shui)泵、養分(fen)(fen)補(bu)充設備等(deng)相(xiang)連。

2、采(cai)集控(kong)(kong)制設(she)(she)備(bei)∶是指(zhi)掌(zhang)(zhang)控(kong)(kong)數據(ju)采(cai)集設(she)(she)備(bei)和(he)執行(xing)設(she)(she)備(bei)工作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)數據(ju)采(cai)集控(kong)(kong)制模塊，主(zhu)要作(zuo)(zuo)(zuo)用為∶通過作(zuo)(zuo)(zuo)物決(jue)策(ce)灌溉軟件的(de)(de)設(she)(she)置，掌(zhang)(zhang)控(kong)(kong)數據(ju)采(cai)集設(she)(she)備(bei)的(de)(de)運行(xing)狀態；根據(ju)作(zuo)(zuo)(zuo)物決(jue)策(ce)灌溉軟件發(fa)出的(de)(de)指(zhi)令，掌(zhang)(zhang)控(kong)(kong)執行(xing)電磁閥的(de)(de)開(kai)啟(qi)/開(kai)關。

3、數據傳輸∶本(ben)系(xi)統中采(cai)用的為無線(xian)傳輸模(mo)塊(kuai)。無線(xian)傳輸模(mo)塊(kuai)能夠(gou)通過GPRS無線(xian)網絡將(jiang)與之(zhi)相連的用戶設備的數據傳輸到Internet中一臺主機上(shang)，可實現數據遠(yuan)程(cheng)的透明傳輸。

4、控(kong)制(zhi)中心主要由(you)計(ji)算(suan)機和作(zuo)(zuo)物決(jue)策灌溉決(jue)策軟(ruan)(ruan)件(jian)組成，作(zuo)(zuo)物決(jue)策灌溉軟(ruan)(ruan)件(jian)是數(shu)據(ju)(ju)(ju)接收者(zhe)(zhe)及指令(ling)發出(chu)者(zhe)(zhe)，是整(zheng)個系(xi)統(tong)的(de)(de)靈魂。主要有以下功(gong)能(neng)(neng)∶系(xi)統(tong)配置(zhi)(zhi)(zhi)、功(gong)能(neng)(neng)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)；設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集(ji)(ji)時(shi)間段(duan)(duan)、采集(ji)(ji)間隔、控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)執行條件(jian)等(deng)參(can)數(shu)；數(shu)據(ju)(ju)(ju)存儲顯示(shi)、打印(yin)等(deng)操作(zuo)(zuo)；將采集(ji)(ji)到的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)實時(shi)顯示(shi)，可用圖表(biao)表(biao)達并能(neng)(neng)執行打印(yin)等(deng)操作(zuo)(zuo)；發送指令(ling)∶將指令(ling)通過無線傳(chuan)輸模(mo)塊發送給數(shu)據(ju)(ju)(ju)采集(ji)(ji)控(kong)制(zhi)模(mo)塊，控(kong)制(zhi)電(dian)磁閥的(de)(de)開(kai)啟(qi)或(huo)(huo)關(guan)閉：自(zi)動灌水(shui)功(gong)能(neng)(neng)∶根(gen)據(ju)(ju)(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)地區(qu)、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)(zuo)物在(zai)(zai)不(bu)(bu)同(tong)(tong)生長(chang)(chang)階段(duan)(duan)對水(shui)分(fen)需求(qiu)的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)相應的(de)(de)參(can)數(shu)，當(dang)值(zhi)低于(yu)或(huo)(huo)超出(chu)一定的(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)動開(kai)啟(qi)灌水(shui)功(gong)能(neng)(neng)。自(zi)動補(bu)充養(yang)分(fen)功(gong)能(neng)(neng)∶在(zai)(zai)無土栽培中，根(gen)據(ju)(ju)(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)作(zuo)(zuo)物在(zai)(zai)不(bu)(bu)同(tong)(tong)生長(chang)(chang)階段(duan)(duan)對養(yang)分(fen)需求(qiu)的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)相應的(de)(de)參(can)數(shu)，當(dang)值(zhi)低于(yu)或(huo)(huo)超出(chu)一定的(de)(de)范圍(wei)時(shi)，自(zi)動補(bu)充相應的(de)(de)養(yang)分(fen)。

自動報警∶可設(she)置設(she)備(bei)的正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)參數、農田氣象(xiang)因(yin)(yin)子范圍，實現設(she)備(bei)故障或(huo)氣象(xiang)因(yin)(yin)子劇烈變(bian)化的報警功能(neng)。結論節水灌(guan)溉(gai)自動化系(xi)統將傳統的充分灌(guan)溉(gai)向非充分灌(guan)溉(gai)發(fa)展，對灌(guan)區用水進行(xing)監(jian)測預報，實現動態管理。該系(xi)統采用傳感(gan)器采集土壤墑情信(xin)(xin)息、氣象(xiang)信(xin)(xin)息和作(zuo)物(wu)的生長狀況，通過(guo)無線網絡(luo)對農田灌(guan)溉(gai)用水量實時遠程監(jian)控(kong)，按照(zhao)作(zuo)物(wu)的需求實施灌(guan)水、補給(gei)養分的操作(zuo)。

農業自動化灌溉系統功能(neng)

數據采集功能(neng)

可自動(dong)采集，處理溫度(du)、濕度(du)、風速、雨量、光照(zhao)等環境參數。

灌溉控(kong)制(zhi)功能

（1）具有自動灌(guan)溉、定時灌(guan)溉、周(zhou)期灌(guan)溉、手(shou)動灌(guan)溉等多種模式，用(yong)戶可根(gen)據(ju)需要(yao)靈活選(xuan)用(yong)灌(guan)溉模式。

（2）可實現中控室控制，手(shou)機短信、現場遙控及(ji)現場手(shou)動(dong)等多種方式(shi)控制。

參數設置功能

（1）系(xi)統可以對(dui)現(xian)場的(de)溫、濕度限值進(jin)行(xing)設(she)置和修(xiu)改。

（2）系統可通過控制器或后(hou)臺(tai)監控系統完成灌溉起始時(shi)間、停止時(shi)間、噴灌時(shi)間等參(can)數(shu)設置。

顯示功能

（1）控制器上配有液晶屏(ping)，以中文菜單方式顯示，現場采集數據顯示在液晶屏(ping)上。

（2）后臺監控系統可配大屏(ping)幕顯(xian)示器(qi)，圖形(xing)、表格等多(duo)種形(xing)式動態顯(xian)示整個(ge)灌(guan)溉區運行(xing)情況，準確、直(zhi)觀、明(ming)了。

報警功能

當灌溉系統出(chu)現(xian)故障。如水管(guan)破裂等，立即停止(zhi)水泵運行，并(bing)報警。

通(tong)信功能

（1）通過后臺機查看、設置(zhi)、修改參數。

（2）采取數據上傳后臺機，供后臺機進行數據處理和顯示。

（3）接收后(hou)臺機發出的控制命(ming)令。

數據處(chu)理功能

后臺機可完成用戶提出的統計、貯存(cun)、查(cha)詢等各種數據處理功(gong)能，并可打印用戶要(yao)求的報表。

（1）電磁閥門(men)開啟次數(shu)和時間統(tong)計。

（2）通過電磁閥(fa)門的水(shui)流量統(tong)計。

（3）系統故障次數統計，系統使用率統計。

（4）用戶(hu)要求的其它統計(ji)功能(neng)。

其主要優點(dian)為：

1、可以根據系統建設區域的(de)具體(ti)情況選(xuan)擇不同的(de)灌溉方式，較大限度的(de)提高了灌溉用水的(de)利用率；

2、采(cai)用了(le)無線網絡技術，真正實現了(le)農田灌溉(gai)的遠程監(jian)控，減小(xiao)了(le)勞動(dong)強度(du)；

3、作物灌溉(gai)決策(ce)軟件中可引入專家決策(ce)系(xi)統，對不(bu)同(tong)地區的不(bu)同(tong)作物在不(bu)同(tong)生長(chang)階段(duan)的需水信(xin)息做定量(liang)評(ping)估(gu)。