水(shui)(shui)資源日益(yi)緊缺(que)已經(jing)(jing)(jing)全球(qiu)(qiu)性的(de)問題，節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)并實現高效(xiao)用(yong)水(shui)(shui)是人類(lei)生(sheng)存與發(fa)展的(de)需求，也(ye)是全球(qiu)(qiu)經(jing)(jing)(jing)濟社(she)(she)會(hui)的(de)需求。我(wo)國作為全球(qiu)(qiu)13個貧水(shui)(shui)國家之一(yi)，水(shui)(shui)資源的(de)不足已經(jing)(jing)(jing)對(dui)我(wo)國經(jing)(jing)(jing)歷社(she)(she)會(hui)發(fa)展構成了嚴重威脅，甚(shen)至成為經(jing)(jing)(jing)濟社(she)(she)會(hui)發(fa)展的(de)“瓶頸”，大力發(fa)展節(jie)約用(yong)水(shui)(shui)不僅是一(yi)種革命(ming)措施，也(ye)是我(wo)國的(de)基本策略之一(yi)。農業(ye)用(yong)水(shui)(shui)占(zhan)據了我(wo)國總用(yong)水(shui)(shui)量(liang)的(de)70%，農業(ye)灌溉效(xiao)率低下和(he)用(yong)水(shui)(shui)浪費的(de)問題普遍存在。目前全國灌溉水(shui)(shui)利(li)用(yong)率約為43%，單方水(shui)(shui)糧(liang)食生(sheng)產率只有10公(gong)斤左右，大大低于(yu)發(fa)達國家灌溉水(shui)(shui)利(li)用(yong)率70%~80%、單方水(shui)(shui)糧(liang)食生(sheng)產率2.0公(gong)斤以上的(de)水(shui)(shui)平，因此發(fa)展節(jie)水(shui)(shui)農業(ye)、提高農業(ye)用(yong)水(shui)(shui)利(li)用(yong)效(xiao)率是我(wo)國節(jie)水(shui)(shui)戰略中的(de)重要環節(jie)。

農(nong)業(ye)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化灌(guan)(guan)溉系(xi)(xi)統(tong)由自(zi)(zi)(zi)動(dong)控制技(ji)術和(he)專家系(xi)(xi)統(tong)技(ji)術，傳感器技(ji)術、通訊技(ji)術、計算機技(ji)術等于(yu)一(yi)體的(de)灌(guan)(guan)溉管理系(xi)(xi)統(tong)。該系(xi)(xi)統(tong)主要面向農(nong)田、園林、設施(shi)農(nong)業(ye)等領域(yu)的(de)日(ri)常灌(guan)(guan)溉控制和(he)管理而設計，并通過(guo)現代(dai)化的(de)科學(xue)技(ji)術手(shou)段(duan)，達(da)到降(jiang)低人力成本，提高(gao)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化生(sheng)產效率，節約水資(zi)源的(de)目的(de)。該系(xi)(xi)統(tong)具(ju)有實用性和(he)良好的(de)展示性，系(xi)(xi)統(tong)硬件具(ju)備良好的(de)穩定性，以及防(fang)水、防(fang)潮(chao)、抗高(gao)溫的(de)能力。

節(jie)水灌(guan)溉(gai)自動化(hua)系統采取因地制宜的(de)(de)(de)原(yuan)則依據不同(tong)地區、不同(tong)作物(wu)的(de)(de)(de)不同(tong)需(xu)求，選擇不同(tong)的(de)(de)(de)灌(guan)溉(gai)設(she)施(shi)，并利用計(ji)算機(ji)、無線數據通訊、采集控(kong)制器(qi)(qi)、傳(chuan)感器(qi)(qi)等先(xian)進(jin)技術對(dui)農田(tian)灌(guan)溉(gai)進(jin)行監控(kong)管理，保證適(shi)時地滿足(zu)作物(wu)生長所需(xu)要的(de)(de)(de)水分從而達到(dao)節(jie)水灌(guan)溉(gai)及節(jie)水灌(guan)溉(gai)自動化(hua)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

系統(tong)架構本(ben)方案(an)給出了一個節(jie)水灌溉自動(dong)化系統(tong)的基(ji)本(ben)框架，它主(zhu)要(yao)由中心主(zhu)控系統(tong)、采集控制模塊、無線通訊(xun)模塊、土壤水分傳感器、氣(qi)象觀測(ce)站、電磁閥等設(she)備組成，現對各個部分作進(jin)一步(bu)的描述∶

1、傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)與電磁閥：是(shi)數據的(de)采集(ji)者與系(xi)統(tong)(tong)(tong)自動化功能(neng)的(de)執行者。傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是(shi)能(neng)感(gan)(gan)(gan)受規定的(de)被(bei)測(ce)量(liang)并(bing)按照一定的(de)規律轉換成(cheng)可用(yong)輸(shu)出信號的(de)器(qi)(qi)件(jian)或裝置。本系(xi)統(tong)(tong)(tong)中主(zhu)要(yao)包括測(ce)量(liang)土壤(rang)水(shui)分(fen)的(de)土壤(rang)水(shui)分(fen)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，測(ce)量(liang)養(yang)分(fen)的(de)養(yang)分(fen)儀(yi)，測(ce)量(liang)氣象要(yao)素的(de)雨(yu)量(liang)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)，空(kong)氣溫濕度傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風(feng)速傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、風(feng)向傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)等(deng)；電磁閥是(shi)本系(xi)統(tong)(tong)(tong)中自動化的(de)執行設備(bei)，可與水(shui)泵、養(yang)分(fen)補充設備(bei)等(deng)相連。

2、采(cai)集控(kong)(kong)制(zhi)設(she)(she)備(bei)∶是指(zhi)掌(zhang)控(kong)(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集設(she)(she)備(bei)和執行設(she)(she)備(bei)工作(zuo)的數(shu)據(ju)采(cai)集控(kong)(kong)制(zhi)模塊(kuai)，主要作(zuo)用為∶通(tong)過作(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉軟件的設(she)(she)置，掌(zhang)控(kong)(kong)數(shu)據(ju)采(cai)集設(she)(she)備(bei)的運行狀態(tai)；根(gen)據(ju)作(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉軟件發(fa)出的指(zhi)令，掌(zhang)控(kong)(kong)執行電(dian)磁閥的開啟/開關。

3、數(shu)據傳輸(shu)(shu)∶本系統中(zhong)采用(yong)(yong)的(de)(de)為無(wu)線傳輸(shu)(shu)模塊(kuai)。無(wu)線傳輸(shu)(shu)模塊(kuai)能夠通過GPRS無(wu)線網絡將與之相連的(de)(de)用(yong)(yong)戶設備的(de)(de)數(shu)據傳輸(shu)(shu)到Internet中(zhong)一(yi)臺主機上，可實現(xian)數(shu)據遠程的(de)(de)透明傳輸(shu)(shu)。

4、控制中心主要由計算機(ji)和作(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉決(jue)策(ce)軟件(jian)組成，作(zuo)物決(jue)策(ce)灌(guan)溉軟件(jian)是數據(ju)(ju)接收者及指令(ling)(ling)發出者，是整個系統(tong)的(de)(de)(de)(de)靈魂。主要有以下功(gong)能(neng)∶系統(tong)配置(zhi)、功(gong)能(neng)設置(zhi)；設置(zhi)數據(ju)(ju)采(cai)集(ji)時(shi)(shi)間段、采(cai)集(ji)間隔、控制系統(tong)執行條件(jian)等(deng)參(can)數；數據(ju)(ju)存(cun)儲顯示、打(da)印等(deng)操(cao)作(zuo)；將(jiang)采(cai)集(ji)到的(de)(de)(de)(de)數據(ju)(ju)實時(shi)(shi)顯示，可用圖表(biao)表(biao)達(da)并(bing)能(neng)執行打(da)印等(deng)操(cao)作(zuo)；發送(song)指令(ling)(ling)∶將(jiang)指令(ling)(ling)通過無線傳輸模塊發送(song)給數據(ju)(ju)采(cai)集(ji)控制模塊，控制電磁(ci)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟或關閉：自(zi)(zi)(zi)動(dong)灌(guan)水(shui)功(gong)能(neng)∶根據(ju)(ju)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)地區、不同(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)物在不同(tong)生長(chang)(chang)階段對(dui)水(shui)分需(xu)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)，設置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參(can)數，當值(zhi)低(di)于或超(chao)出一(yi)定的(de)(de)(de)(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)(zi)(zi)動(dong)開(kai)啟灌(guan)水(shui)功(gong)能(neng)。自(zi)(zi)(zi)動(dong)補充養(yang)分功(gong)能(neng)∶在無土栽培中，根據(ju)(ju)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)物在不同(tong)生長(chang)(chang)階段對(dui)養(yang)分需(xu)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)，設置(zhi)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)參(can)數，當值(zhi)低(di)于或超(chao)出一(yi)定的(de)(de)(de)(de)范圍時(shi)(shi)，自(zi)(zi)(zi)動(dong)補充相應(ying)的(de)(de)(de)(de)養(yang)分。

自動報(bao)警(jing)∶可設置設備的(de)(de)正常運(yun)行參數、農(nong)田氣(qi)象因子范圍，實(shi)現設備故障或氣(qi)象因子劇烈變(bian)化(hua)的(de)(de)報(bao)警(jing)功(gong)能。結(jie)論節(jie)水灌(guan)(guan)溉(gai)自動化(hua)系(xi)統(tong)(tong)將傳統(tong)(tong)的(de)(de)充分灌(guan)(guan)溉(gai)向非充分灌(guan)(guan)溉(gai)發展，對(dui)灌(guan)(guan)區(qu)用(yong)(yong)水進行監測預報(bao)，實(shi)現動態管理。該系(xi)統(tong)(tong)采用(yong)(yong)傳感器采集土壤墑情信息、氣(qi)象信息和作(zuo)物的(de)(de)生長(chang)狀況，通過無線網絡對(dui)農(nong)田灌(guan)(guan)溉(gai)用(yong)(yong)水量(liang)實(shi)時(shi)遠程監控(kong)，按照作(zuo)物的(de)(de)需求實(shi)施灌(guan)(guan)水、補(bu)給養(yang)分的(de)(de)操(cao)作(zuo)。

農業自動化灌(guan)溉系統功能(neng)

數據采集功能

可自動(dong)采集，處理溫度、濕度、風(feng)速、雨量、光(guang)照等環境(jing)參數(shu)。

灌(guan)溉(gai)控制(zhi)功能

（1）具有自動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、定時灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、周期灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)、手動灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)等(deng)多種模式(shi)，用戶可根(gen)據需要靈活選(xuan)用灌(guan)(guan)(guan)溉(gai)(gai)(gai)模式(shi)。

（2）可(ke)實現中(zhong)控(kong)室控(kong)制(zhi)，手(shou)機短信、現場(chang)(chang)遙控(kong)及現場(chang)(chang)手(shou)動(dong)等多種方式(shi)控(kong)制(zhi)。

參數設置功(gong)能

（1）系(xi)統可(ke)以對現場的(de)溫、濕度限值進行設置和(he)修改(gai)。

（2）系統(tong)(tong)可通過控制(zhi)器或后(hou)臺監控系統(tong)(tong)完成灌溉起始時間、停止時間、噴灌時間等參數(shu)設置。

顯(xian)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(cai)集數據顯示在液晶屏(ping)上。

（2）后臺監控系(xi)統可(ke)配(pei)大(da)屏幕顯示器(qi)，圖形(xing)、表(biao)格等多種形(xing)式動態顯示整個灌(guan)溉區運行情況(kuang)，準確、直觀(guan)、明了(le)。

報(bao)警(jing)功能

當灌溉系統出現(xian)故障(zhang)。如水管破裂等，立即停(ting)止水泵(beng)運行，并報警。

通信功能

（1）通(tong)過后(hou)臺機(ji)查看、設置、修改參數。

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

（3）接(jie)收后臺(tai)機(ji)發出(chu)的控制(zhi)命令(ling)。

數(shu)據(ju)處理功能

后臺機(ji)可完成(cheng)用(yong)戶提(ti)出(chu)的統計、貯存(cun)、查詢(xun)等各種數據處理功能，并可打印用(yong)戶要求的報表。

（1）電磁閥門(men)開(kai)啟次(ci)數和時間統計。

（2）通過(guo)電(dian)磁閥門的水流(liu)量統計。

（3）系統故障次數統計，系統使用率統計。

（4）用戶要求的其它(ta)統計(ji)功能。

其主要優(you)點(dian)為(wei)：

1、可以根據系統(tong)建設區域的具(ju)體情況選擇不(bu)同的灌溉(gai)方式，較大限(xian)度的提高了灌溉(gai)用水(shui)的利用率；

2、采用(yong)了無線網絡(luo)技術，真正實現了農田灌溉的遠程監控(kong)，減小了勞動強度；

3、作(zuo)物灌溉決策軟件中(zhong)可引入專家(jia)決策系統，對不同(tong)(tong)地(di)區的(de)(de)不同(tong)(tong)作(zuo)物在不同(tong)(tong)生長階(jie)段的(de)(de)需水信息做(zuo)定量評估。