中国是世界上严重缺水的国家之一，人均水资源占有量仅占全球平均值的约四分之一。为了应对这一挑战，我国采取了开源和节流两种策略，其中节流被认为是当前阶段最重要的措施。由于农业用水占据了全国总用水量的大部分比例，因此发展智能化高效的节水灌溉技术对于缓解水资源紧张状况至关重要。
方案依据
智能节水灌溉系统的设计和实施遵循了一系列的技术标准和规范，包括但不限于以下文件：
- 《节水灌溉技术规范》SL207-1998
- 《微灌工程技术规范》SL103-1995
- 《土壤墒情监测规范》SL364-2006
- 《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303-2011
- 《自动化仪表工程施工质量验收规范》GB 50131—2007
- 《电子计算机机房设计规范》GB50174-93
- 《建筑安装分项工程施工工艺规程》DBJ/T01-26-2003
- 《建筑电气通用图集》92DQ1~13
- 《等电位联结安置》02D501-2
- 《建筑物防雷设施安装》99D501-1、99（03）D501-1
系统方案
智能节水灌溉系统采用了三级控制架构，分别为控制中心、首部控制层和田间控制层。这种设计使得每个首部控制器及其对应的灌溉区域可以作为一个独立的智能单元进行管理和操作。这些单元可以通过网络连接至一个中央控制室，以便统一管理和调度。此外，系统还配备了小型气象站和土壤墒情监测站，实现了全自动化的精准节水灌溉。该系统不仅能够实时采集和存储各种关键数据，还能对这些数据进行深入分析，从而为特定地区、特定农作物定制个性化的灌溉和施肥方案，显著提高农业生产效率和产量。
系统组成
控制中心
控制中心位于灌区管理中心，负责制定灌溉计划并向首部控制器发送指令。它还可以随时干预和控制各个首部控制器的操作。控制中心的设计应当充分考虑实际管理模式的需求，其核心职责包括制定灌溉计划、数据分析、系统状态监测和异常报警等。
首部控制器
首部控制器通过GPRS通信与控制中心相连，并使用zigbee无线或CAN有线技术与田间控制器通信。它可以连接多种传感器，并且能够集成小型气象站和土壤墒情站的数据。首部控制器内置简单的灌溉管理系统，能够监测和控制水泵、水池水位、管道压力、供水流量和电量等参数，并具备多种故障监测和报警功能。
田间控制终端
田间控制器接收来自首部控制器的指令，控制电磁/电动阀的开关。它们还能够监测压力、开度、电池充电状态，并支持有线或无线通信。
控制软件
智能节水灌溉系统的软件分为三部分：
- 数据层：负责收集和储存各种数据，如土壤墒情、气象条件、植物生长指标和渗透率等。
- 应用层：此层的任务是制定和执行灌溉计划。基于历史经验和实时采集的数据，系统会生成科学合理的灌溉方案，并将其传输至首部控制器。
- 界面层：作为用户交互的窗口，界面层提供了直观、易于使用的操作环境。用户可以在界面上查看和分析各种数据，包括灌溉状态、气象参数和网络拓扑图，并且能够以图形形式展示统计数据。
参考资料
什么是智能灌溉系统?它如何优化用水效率?.百家号.2024-10-30