一、系統(tǒng)簡介

自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)采取因地制宜的原則依據(jù)不同地區(qū)、不同作物的不同需求，選擇不同的灌溉設(shè)施，并利用計算機(jī)、無線數(shù)據(jù)通訊、采集控制器、傳感器等先進(jìn)技術(shù)對農(nóng)田灌溉進(jìn)行監(jiān)控管理，保證適時適量地滿足作物生長所需要的水分從而達(dá)到節(jié)水灌溉及節(jié)水灌溉自動化的目的。系統(tǒng)架構(gòu)方案給出了一個節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)的基本框架，它主要由中心主控系統(tǒng)、采集控制模塊、無線通訊模塊、土壤水分傳感器、氣象觀測站、電磁閥等設(shè)備組成，系統(tǒng)可分為傳感器與電磁閥、采集控制、數(shù)據(jù)傳輸及控制中心四部分。

二、系統(tǒng)構(gòu)造

1、傳感器與電磁閥：是數(shù)據(jù)的采集者與系統(tǒng)自動化功能的執(zhí)行者。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。本系統(tǒng)中主要包括測量土壤水分的土壤水分傳感器，測量養(yǎng)分的養(yǎng)分儀，測量氣象要素的雨量傳感器，空氣溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器等；電磁閥是本系統(tǒng)中自動化的執(zhí)行設(shè)備，可與水泵、養(yǎng)分補(bǔ)充設(shè)備等相連。

2、采集控制設(shè)備：是指掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備工作的數(shù)據(jù)采集控制模塊，主要作用為：通過作物決策灌溉軟件的設(shè)置，掌控數(shù)據(jù)采集設(shè)備的運行狀態(tài)； 根據(jù)作物決策灌溉軟件發(fā)出的指令，掌控執(zhí)行電磁閥的開啟/關(guān)閉。

3、數(shù)據(jù)傳輸：本系統(tǒng)中采用的為無線傳輸模塊。無線傳輸模塊能夠通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將與之相連的用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/span>Internet中一臺主機(jī)上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程的透明傳輸。

4、控制中心主要由計算機(jī)和作物決策灌溉決策軟件組成，作物決策灌溉軟件是數(shù)據(jù)接收者及指令發(fā)出者，是整個系統(tǒng)的靈魂，主要由以下功能：系統(tǒng)配置、功能設(shè)置：設(shè)置數(shù)據(jù)采集時間段、采集間隔、控制系統(tǒng)執(zhí)行條件等參數(shù)；數(shù)據(jù)存儲顯示、打印等操作：將采集到的數(shù)據(jù)實時顯示，可用圖表表達(dá)并能執(zhí)行打印等操作；發(fā)送指令：將指令通過無線傳輸模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)采集控制模塊，控制電磁閥的開啟或關(guān)閉；自動灌水功能：根據(jù)不同的地區(qū)、不同的作物在不同生長階段對水分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)值低于或超出一定的范圍時，自動開啟灌水功能。自動補(bǔ)充養(yǎng)分功能：在無土栽培中，根據(jù)不同的作物在不同生長階段對養(yǎng)分需求的不同，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)值低于或超出一定的范圍時，自動補(bǔ)充相應(yīng)的養(yǎng)分。自動報警：可設(shè)置設(shè)備的正常運行參數(shù)、農(nóng)田氣象因子范圍，實現(xiàn)設(shè)備故障或氣象因子劇烈變化的報警功能。結(jié)論節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng)將傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進(jìn)行檢測預(yù)報，實現(xiàn)動態(tài)管理。該系統(tǒng)采用傳感器采集土壤墑情信息、氣象信息和作物的生長狀況，通過無線網(wǎng)絡(luò)對農(nóng)田灌溉用水量實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，按照作物的需求實施灌水、補(bǔ)給養(yǎng)分的操作。

三、系統(tǒng)優(yōu)點

1、可以根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域的具體情況選擇不同的灌溉方式，最大限度的提高了灌溉用水的利用率；

2、采用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，真正實現(xiàn)了農(nóng)田灌溉的遠(yuǎn)程監(jiān)控，減小了勞動強(qiáng)度；

3、作物灌溉決策軟件中可引入專家決策系統(tǒng)，對不同地區(qū)的不同作物在不同生長階段的需水信息做定量評估；

4、在灌溉設(shè)備中加入了流量計，對灌水的用量做到精確控制。該系統(tǒng)滿足了高效農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中對提高灌溉用水利用率的需求，達(dá)到了節(jié)水灌溉的目的并實現(xiàn)了灌溉過程的自動化，具有極大的推廣和應(yīng)用價值。

四、現(xiàn)實意義

自動節(jié)水灌溉系統(tǒng)將傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進(jìn)行監(jiān)測預(yù)報，實際動態(tài)管理。采用傳感器來監(jiān)測土壤的墑情和農(nóng)作物的生長，實現(xiàn)水管理的自動化。高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求我們必須提高水資源的利用率。要真正實現(xiàn)水資源的高效，僅憑單項節(jié)水灌溉技術(shù)是不可能解決的。必須將水源開發(fā)、輸配水、灌水技術(shù)和降雨、蒸發(fā)、土壤墑情和農(nóng)作物需水規(guī)律等方面統(tǒng)一考慮。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水聯(lián)合調(diào)用，實現(xiàn)按期、按需、按量自動供水。