我國是一個(gè)水資源極度頻繁的國家，而農(nóng)業(yè)作為我國的經(jīng)濟(jì)命脈和用水大戶，長期以來因?yàn)樗枷胍庾R(shí)、資金、技術(shù)等方面的原因，一直沿用相對(duì)傳統(tǒng)落后的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，不但耗水量大，水的利用率低，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。因此大力發(fā)展農(nóng)業(yè)智能節(jié)水灌溉是我國目前緩解水資源供需矛盾的必然選擇。而智能灌溉系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅可以有效地利用有限的水資源，還能夠通過與精確施肥的有機(jī)結(jié)合，改善作物的生產(chǎn)條件，對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)來說，具有非常重要的作用。

節(jié)水灌溉系統(tǒng)的組成

（1） 控制中心

控制中心設(shè)置在灌區(qū)管理中心，對(duì)其所管轄的灌區(qū)制定灌溉計(jì)劃，并將計(jì)劃實(shí)時(shí)下發(fā)到首部控制器執(zhí)行，同時(shí)具備即時(shí)控制的功能。其設(shè)置應(yīng)特別注意與管理模式相結(jié)合，其重要功能主要是根據(jù)采集數(shù)據(jù)制定合理的灌溉計(jì)劃，數(shù)據(jù)分析，檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況及告警等。

（2） 首部控制器

灌首部控制器通過GPRS方式與監(jiān)控中心通訊，通過zigbee無線或CAN有線的方式與田間控制器通訊，可外接多個(gè)傳感器，并可同時(shí)接入小型氣象站和土壤墑情站。

首部控制器本身自帶簡易灌溉管理軟件，可通過首部控制器下發(fā)灌溉計(jì)劃，該控制器可監(jiān)測(cè)水泵情況、水池水位、管道壓力、供水流量和電量等參數(shù)，并可控制引渠進(jìn)水閘門、水泵、過濾器沖洗以及施肥閥等。同時(shí)具有欠壓、缺相、相序、管路失壓、超額灌溉或非計(jì)劃用水等故障監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。

（3） 田間控制終端

田間控制器根據(jù)首部控制器下發(fā)的命令執(zhí)行電磁/電動(dòng)閥的開啟。具備壓力、開度監(jiān)測(cè)、充放電控制、上位機(jī)指令解釋執(zhí)行、采集數(shù)據(jù)的上報(bào)及存儲(chǔ)、有線或無線通訊等功能。

控制軟件

應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能的載體，是系統(tǒng)最終能否發(fā)揮效用的關(guān)鍵所在，因此可以說管理軟件的好壞決定著項(xiàng)目的成敗。系統(tǒng)軟件為三層結(jié)構(gòu)：

（1） 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要完成各類數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，如土壤墑情數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、植物生長數(shù)據(jù)、滲透率等。

（2） 應(yīng)用層

該層的主要工作是制定和執(zhí)行輪灌計(jì)劃?？筛鶕?jù)灌溉的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及采集的氣象、土壤墑情等相關(guān)數(shù)據(jù)，制定科學(xué)合理的灌溉計(jì)劃。

灌溉計(jì)劃設(shè)計(jì)完成后，控制命令自動(dòng)下發(fā)與首部控制器，之后由首部控制器操作田間控制器、水泵、閥門、施肥等設(shè)備的開啟與關(guān)閉。在灌溉的過程中，其可根據(jù)采集的氣象、土壤墑情等參數(shù)的變化情況，如降雨停灌，墑情超限停灌等，適時(shí)調(diào)整和優(yōu)化灌溉計(jì)劃，并提醒后臺(tái)管理人員，是否按照新的優(yōu)化方案執(zhí)行灌溉計(jì)劃。

（3） 界面層

界面層為軟件設(shè)計(jì)的最上層，整個(gè)界面層設(shè)計(jì)科學(xué)、美觀、易用、易維護(hù)；該層可提供豐富的數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)顯示灌區(qū)的灌溉情況氣象參數(shù)以及整個(gè)灌區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，可結(jié)合GIS等工具多采用圖形界面，能夠自動(dòng)生成各類數(shù)據(jù)圖表。

總的來說，智能灌溉系統(tǒng)具有“智”和“能”的能力，智能灌溉系統(tǒng)可以通過各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器感知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中影響作物灌溉的各種因素的數(shù)據(jù)，例如土壤、雨量、氣溫、墑情等等，這樣既了解了土壤的實(shí)際情況，也了解了作物的用水需求，進(jìn)而根據(jù)需要，來制定合理的灌溉解決方案，進(jìn)行灌溉作業(yè)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)水肥配比均勻，按時(shí)按量的給作物灌溉，滿足作物用水需求的同時(shí)，很好的實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。