智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)就是以節(jié)約用水、提高農(nóng)業(yè)用水效率為核心的農(nóng)業(yè)，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)涵。其核心是在有限的水資源條件下，通過采用先進的工程技術、適宜的農(nóng)業(yè)技術和用水管理等綜合技術措施，充分提高農(nóng)業(yè)用水利用率和水的生產(chǎn)效率及效益，保證農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。由于現(xiàn)有的節(jié)水灌溉系統(tǒng)雖然在降低作物灌溉成本，提高作物產(chǎn)量上有一定的作用，但由于常規(guī)滴灌系統(tǒng)存在許多問題尚待解決，致使灌溉的合理性無法得到有效執(zhí)行。因而，智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)在解決農(nóng)業(yè)灌溉用水和緩解水資源的緊缺問題上有著非常重要的作用。
一、系統(tǒng)簡介
智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)是采用智能感知傳感器、移動嵌入式系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)技術應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，通過灌溉控制系統(tǒng)、土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)三大系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng)作物灌溉情況、溫度、濕度、風力、氣壓、降雨量、氮濃縮量和土壤PH值等方面的遠程控制。進而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化、遠程化和自動化，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。通過智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)，可以改善農(nóng)業(yè)用水，提高管理水平和灌溉水資源利用效率。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)，分為感知控制層、數(shù)據(jù)傳輸層、智能應用層，并結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)對農(nóng)作物生長情況的遠程監(jiān)視，實時對分灌區(qū)環(huán)境參數(shù)的檢測和環(huán)境調(diào)整機構(gòu)的控制。
三、系統(tǒng)功能
通過實施灌溉自動化控制，可減少或避免人為因素的影響。因為作物生長需要水肥供應，而水肥供應靠精準灌溉來實現(xiàn)，滴灌技術和自動控制技術是精準灌溉最有效的技術解決途徑。滴灌技術為作物生長提供了技術保證，也為自動控制技術提供了應用平臺。其主要功能如下：
1、用水計量管理功能
通過出口流量計的計量監(jiān)測作為灌溉區(qū)域用水總量，利用每個支管壓力傳感器采集數(shù)據(jù)實時計算各支管的灌溉水量，與閥門自動控制功能進行結(jié)合，實現(xiàn)每一個閥門控制單元的用水量統(tǒng)計。同時，水泵采用PID及流量控制，從而達到灌溉的恒壓供水和區(qū)域性用水限制。
2、閥門自動控制功能
通過小型氣象站以及土壤傳感器的監(jiān)測，達到對氣候信息、農(nóng)田土壤墑情信息和農(nóng)作物長勢信息的實時監(jiān)測。采用無線或有線技術，實現(xiàn)閥門的遠程啟閉從而達到定時輪灌的效果。根據(jù)采集到的信息，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)作物的需水情況，制定灌溉計劃，進行自動開啟水泵、閥門，實現(xiàn)無人職守自動灌溉，實現(xiàn)分片控制，預防人為誤操作。
3、運行狀態(tài)監(jiān)控功能
通過對出水口的壓力和流量、管網(wǎng)分干管的流量和壓力，水泵的電流和電壓以及沉砂池的水位和視頻的監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)滴灌區(qū)域出現(xiàn)的爆管、漏水、低壓運行、水源狀況等灌溉故障事件。采用聲光報警或短信等方式通知系統(tǒng)維護人員，確保滴灌系統(tǒng)高效運行。
4、管理平臺功能
通過平臺的組態(tài)實時狀態(tài)進行監(jiān)測對系統(tǒng)運行進行管理，并對區(qū)域用水、耗電、灌水量、維護、材料消耗等情況的統(tǒng)計和成本核算。利用系統(tǒng)生成的報表及趨勢圖，了解灌溉效果并對重要灌溉設施生成定期維護計劃并記錄維護情況，實現(xiàn)灌溉工程的精細化維護運行管理。
四、系統(tǒng)特點
智能化節(jié)水灌溉系統(tǒng)由無線閥門控制器、電磁閥、無線中繼器、無線水泵控制器、無線水分采集器、無線氣象站等設備和監(jiān)控中心組成，實現(xiàn)實時水壓調(diào)節(jié)，遠程監(jiān)控并控制閥門電機啟停，滿足用戶對灌溉過程監(jiān)控灌溉質(zhì)量分析和灌溉工藝改進的需求。
無線一體：無線通訊節(jié)省布線成本、一體化設計方便安裝維護；
廣泛覆蓋：內(nèi)置功率增強和路由，覆蓋半徑廣；
擴展性強：系統(tǒng)組件化設計，節(jié)點規(guī)模大，兼容多種電磁閥；
簡單易用：自動診斷、實時報警、遠程服務、報表生成；
運行穩(wěn)定：閥門開關狀態(tài)反饋，提高灌溉系統(tǒng)的可靠性；
超強功能：支持多種灌溉模式，內(nèi)嵌灌溉算法，分析預報灌水量和時間；
