自动节水灌溉系统

一、系统简介

自动节水灌溉系统采取因地制宜的原则依据不同地区、不同作物的不同需求，选择不同的灌溉设施，并利用计算机、无线数据通讯、采集控制器、传感器等先进技术对农田灌溉进行监控管理，保证适时适量地满足作物生长所需要的水分从而达到节水灌溉及节水灌溉自动化的目的。系统架构方案给出了一个节水灌溉自动化系统的基本框架，它主要由中心主控系统、采集控制模块、无线通讯模块、土壤水分传感器、气象观测站、电磁阀等设备组成，系统可分为传感器与电磁阀、采集控制、数据传输及控制中心四部分。

二、系统构造

 1、传感器与电磁阀：是数据的采集者与系统自动化功能的执行者。传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。本系统中主要包括测量土壤水分的土壤水分传感器，测量养分的养分仪，测量气象要素的雨量传感器，空气温湿度传感器、风速传感器、风向传感器等；电磁阀是本系统中自动化的执行设备，可与水泵、养分补充设备等相连。

2、采集控制设备：是指掌控数据采集设备和执行设备工作的数据采集控制模块，主要作用为：通过作物决策灌溉软件的设置，掌控数据采集设备的运行状态； 根据作物决策灌溉软件发出的指令，掌控执行电磁阀的开启/关闭。

3、数据传输：本系统中采用的为无线传输模块。无线传输模块能够通过GPRS无线网络将与之相连的用户设备的数据传输到Internet中一台主机上，可实现数据远程的透明传输。

4、控制中心主要由计算机和作物决策灌溉决策软件组成，作物决策灌溉软件是数据接收者及指令发出者，是整个系统的灵魂，主要由以下功能：系统配置、功能设置：设置数据采集时间段、采集间隔、控制系统执行条件等参数；数据存储显示、打印等操作：将采集到的数据实时显示，可用图表表达并能执行打印等操作；发送指令：将指令通过无线传输模块发送给数据采集控制模块，控制电磁阀的开启或关闭；自动灌水功能：根据不同的地区、不同的作物在不同生长阶段对水分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动开启灌水功能。自动补充养分功能：在无土栽培中，根据不同的作物在不同生长阶段对养分需求的不同，设置相应的参数，当值低于或超出一定的范围时，自动补充相应的养分。自动报警：可设置设备的正常运行参数、农田气象因子范围，实现设备故障或气象因子剧烈变化的报警功能。结论节水灌溉自动化系统将传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行检测预报，实现动态管理。该系统采用传感器采集土壤墒情信息、气象信息和作物的生长状况，通过无线网络对农田灌溉用水量实时远程监控，按照作物的需求实施灌水、补给养分的操作。

三、系统优点

1、可以根据系统建设区域的具体情况选择不同的灌溉方式，最大限度的提高了灌溉用水的利用率；

2、采用了无线网络技术，真正实现了农田灌溉的远程监控，减小了劳动强度；

3、作物灌溉决策软件中可引入专家决策系统，对不同地区的不同作物在不同生长阶段的需水信息做定量评估；

4、在灌溉设备中加入了流量计，对灌水的用量做到精确控制。该系统满足了高效农业、精准农业中对提高灌溉用水利用率的需求，达到了节水灌溉的目的并实现了灌溉过程的自动化，具有极大的推广和应用价值。

四、现实意义

自动节水灌溉系统将传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的墒情和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单项节水灌溉技术是不可能解决的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。