智能灌溉系统是一种利用现代信息技术、自动控制技术和传感器技术等高新技术，实现对农田灌溉的智能化管理和控制的系统。其主要目的是在保证农作物需水量的前提下，最大限度地节约用水，提高水资源的利用率。

系统目标

通过物联网技术实现农田水资源优化配置和调度，实现数字化、网络化、智能化的精准灌溉，降低成本提高灌溉质量，避免过度灌溉和水资源的浪费。

提高灌溉效率：通过精准控制，确保水分有效利用，减少浪费。

节约水资源：智能调度，按需灌溉，实现水资源的最大化节约。

实现智能化管理：利用物联网技术，远程监控与自动化控制，提升管理水平。

硬件组件

1. 传感器设备：监测土壤湿度、天气条件，实时数据输入关键。

2. 控制器主板：处理传感器数据，智能决策灌溉启停，确保效率。

3. 水泵与阀门：执行控制器指令，精确控制水流，节约资源。

4. 4G通信模块：连接远程设备，实现远程监控与调整，增强灵活性

数据采集与管理

采集机井信息、用户信息、土壤信息（土壤湿度、温度、养分等关键数据）、环境信息（大气候、小气候和农田环境数据）。

机井信息

自动灌溉系统会采集机井的运行状态数据，包括水泵的工作时间、电流电压、水位高低、抽水量和水压等。这些数据有助于评估灌溉水源的供给能力和系统的运行效率。

用户信息

系统可能还会记录和管理用户信息，包括用户的权限设置、操作记录、灌溉偏好设置等。这些信息有助于个性化定制灌溉方案，并确保系统的安全性和易用性。

土壤信息

土壤湿度：通过土壤湿度传感器定期测量土壤含水量。

土壤温度：土壤温度影响水分的运动和微生物活动，进而影响作物生长和灌溉需求。

环境信息

大气候数据：包括气温、降水、风速、风向、相对湿度和日照时长。

小气候数据：特定农田区域的微气候条件，如局部温度、湿度变化和辐射水平。

用水管理

对灌溉系统的实时监测与控制，根据农作物的需求提供恰当的灌溉。

实时监测

自动灌溉系统通过安装在田间的传感器，如土壤湿度传感器、气象站等，实时收集土壤水分、气象数据等信息。

控制策略

系统根据收集到的数据，结合预设的灌溉规则或算法，自动调整灌溉计划。例如，如果土壤湿度低于某个阈值，系统会自动启动灌溉；如果土壤湿度足够，系统则会延迟灌溉或减少灌溉量。

智能决策

高级的自动灌溉系统还能够利用机器学习和人工智能技术，根据历史数据和实时数据，优化灌溉策略，提高水资源利用效率。

实时水费征收管理

实时监测用水量，刷卡用水与充值收费，欠费关泵。对接省管部门的平台。

实时监测用水量

通过安装在灌溉系统中的流量计和其他传感器，系统能够实时监测用水量。这些数据对于计算水费和确保水资源的合理利用至关重要。

刷卡用水与充值收费

用户在使用灌溉系统之前，需要通过刷卡来验证身份和授权。系统会根据用户的用水量和预设的水价来计算费用，并从用户的预付费账户中扣除相应的费用。

欠费关泵

如果用户的账户余额不足以支付当前的用水费用，系统会自动关闭供水阀门，防止水资源的进一步使用，直到用户充值或清偿欠款。

对接省管部门的平台

为了确保水费征收的准确性和及时性，自动灌溉系统通常会与省级水资源管理部门的信息平台对接。这样可以实现数据的实时更新和共享，便于监管和审计。

远程控制：

1. 自动控制：自动控制通常依赖于传感器和预设的灌溉计划。当土壤湿度传感器检测到土壤湿度低于预设的阈值时，系统会自动启动泵站进行灌溉。一旦土壤湿度达到预设的上限，系统会自动关闭泵站。这种方式可以确保作物始终处于最佳的湿润状态，而无需人工干预。

2. 手动控制：手动控制则允许用户通过远程控制界面手动打开或关闭泵站。这种方式适用于需要根据天气变化或特殊情况临时调整灌溉计划的情况。用户可以通过手机应用程序、计算机软件或其他远程控制设备来执行手动控制。

报警提醒

1. 停电报警：当电源中断发生时，传感器会检测到电压或电流的变化，并将这个信号传递给控制器。控制器随后激活报警装置，并发送警报信号。同时，通信模块将报警信息发送到预设的接收者，如手机、电脑或中央监控系统

2. 下线报警：下线报警当某个设备因为故障、断电或其他原因突然下线时，系统能够自动发出报警信号，以提示相关人员及时处理的一种功能。这种报警功能对于保障生产安全、减少损失、提高运维效率具有重要作用。

行动轨迹记录

1. 作物生长监测：通过定期到田间特定位置拍摄作物照片，可以记录作物的生长发育情况，比如生长高度、颜色变化、病虫害情况等。这些记录有助于农民及时发现作物生长中的问题，采取相应管理措施，提高作物产量和质量。

2. 精准农业管理：结合GPS定位技术的行动轨迹记录，可以帮助农业管理者精确掌握农机作业的路径、作业面积、作业效率等信息，优化农田管理策略，实现精准施肥、灌溉和农药喷洒，减少资源浪费，提升农业生产效率。

3. 病虫害预警与防控：在特定位置发现病虫害迹象时，拍照上传可以迅速通知农业专家进行远程诊断，及时发布病虫害预警，指导周边农户采取统一的防治措施，有效控制病虫害蔓延。

预警分析

1. 数据异常预警：数据异常预警通常涉及到土壤湿度、温度、养分等关键数据的监测。当这些数据超出预设的正常范围时，系统会触发预警，通知管理员或自动采取相应的调整措施。例如，如果土壤湿度过低，系统可能会自动增加灌溉量；如果土壤湿度过高，系统可能会减少灌溉量或暂停灌溉。

2. 设备故障预警：设备故障预警则是指系统能够监测灌溉设备的运行状态，并在设备出现故障时及时发出警报。这可能包括泵站故障、管道泄漏、电磁阀损坏等。通过及时的维修或更换损坏的设备，可以避免进一步的水资源浪费和作物损害。

3. 报警信息的发送：当系统检测到异常情况时，会通过多种方式向管理员发送报警信息。这可能包括短信、电子邮件、手机应用推送通知等。管理员可以根据收到的报警信息迅速做出反应，处理问题或调整灌溉计划。

传统灌溉与自动化灌溉

依赖人工、效率较低、水资源利用效率低、环境影响大、高效节能、节省劳动力、智能化管理、环境友好

自动灌溉系统

自动灌溉系统平台通过智能化管理和分配水资源，为农业带来了革命性的变化。这些系统不仅提高了农作物产量和质量，还降低了运营成本，为可持续农业发展提供了有力支持。随着技术的不断进步，未来自动灌溉系统的应用将会更加广泛和深入