我国是农业大国，智慧农业是我国现代农业进程中不可缺少的重要力量。这也是未来全球农业发展的方向。应用物联网、云计算、大数据、移动互联网等现代信息技术，大力推进“互联网+现代农业”，促进农业产业升级，提高农业技术装备和信息技术水平，要推动中国从农业大国向农业强国迈进，智慧农业是一种新型的农业生产方式，它与现代管理系统相结合，集合多种信息技术在农业中实现综合实践的综合应用，目前，已广泛应用于温室种植业、畜牧业、水产养殖、农产品质量安全追溯等方面。
近年来，随着全球水资源日益短缺，世界各国都在积极探索节约用水的有效途径和措施。自动控制的自由裁量节水灌溉技术代表着农业现代化的发展，灌溉系统自动化水平低是我国农业高效发展的主要原因，节水灌溉作为一项现代工程技术，无论是工程节水、节水农业、节水管理，都必须建立在节水灌溉设备的基础上，才能实现产业化生产。节水灌溉技术是为解决水资源短缺、提高灌溉效率而发展起来的现代灌溉技术之一。
智能农业灌溉系统不需要人工控制。该系统可以动态地测量什么时候需要灌溉和需要多长时间。该系统可自动开启或关闭灌溉;土壤过干时可增加喷灌量，土壤过湿时可减少喷灌量。
智能农业灌溉系统涉及传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等高科技技术。这些新技术的应用为我国农业由传统劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要基础。
智能农业灌溉系统——智能农业灌溉系统可以根据植物和土壤类型、光照量以及降雨后监测土壤水分水平来优化用水。研究表明，智能农业灌溉系统的成本与传统灌溉系统相同，但可以节约16%至30%的水。在中国，农业用水量约占总用水量的80%。由于农业灌溉效率低，水资源利用率只有45%，而在水资源利用率高的国家，水资源利用率已达到70% ~ 80%。因此，解决农业灌溉用水问题对缓解水资源短缺具有十分重要的意义。我们的智能农业灌溉系统就是在这种背景下应运而生的。
该系统遵循以下几点:
1、系统模块化、分层设计，提高效率，增加可维护性，易于扩展;
2. 灵活的硬件配置，用户无需更换软件即可升级和更换被控硬件;
3.友好的人机界面，实现无人值守的灌溉流程，减轻人员的工作强度，提高灌溉效率;
4. 较强的抗电磁干扰能力，确保系统能在强电磁干扰的恶劣环境下可靠运行;
5、自动故障检测功能，提高了系统的稳健性，要求各种设备布局美观。
为了实现喷灌节水和智能化控制，灌溉系统必须具备以下功能:
1. 数据采集功能:可接收土壤湿度传感器采集到的模拟量。模拟信号处理就是将模拟信号转换为数字信号(A/D转换)。
2、控制功能:具有定时控制、循环控制功能，用户可根据需要灵活选择控制方式。
3、电机过载保护功能:当电机过载时，电机立即停止运行，灌溉过程暂停，且故障指示灯闪烁报警，过载消除后自动恢复运行。
4、雨天自动停止:利用湿度传感器开关作为可编程控制器的输入信号，实现控制相关程序的功能。
5. 省电功能:定时控制器在断电时定时，用作可编程控制器的电源控制。在定时灌溉控制时间内，定时器连接到可编程控制器的电源。可编程控制器根据预先编好的程序依次打开各控制装置的电源，并根据输入信号的变化随时调整程序的执行。在非系统工作时间，定时器自动切断可编程控制器的电源，降低了系统能耗，延长了设备的使用寿命。
6. 急停功能:当发生紧急事故时，按下急停按钮，电机立即停止运转，阀门关闭，喷头停止冲洗。
7. 自动故障检测功能:当灌溉系统出现故障时，如水管破裂(水压为零)、传感器故障、电机故障、变频器故障、电磁阀故障等，泵立即停止运行，电磁阀关闭，故障报警灯闪烁并伴有警报声。操作员可按下“消音器”按钮停止铃响，但故障指示灯仍在闪烁，直到故障消除，故障指示灯将自动停止闪烁。
智能农业灌溉系统方案
每一株植物都有适宜生长的水分。如果水分太高，植物的根就会在土壤中腐烂。如果水分太低，就不能提供植物生长所需的水分。灌溉是在适合植物生长的范围内使土壤含水量最大化的过程。它可以分为三种情况:大于、等于和小于。该系统根据可编程控制器中的可编程程序，按一定的水量自动灌溉。最后，灌溉由系统自动实现，不需要人的直接参与，人的作用只是调节控制程序和检修控制设备。
控制器、传感器、变频器是实现智能灌溉不可缺少的设备。但是为了使整个草坪得到等量的水，草坪要实现均匀智能灌溉，就必须设计一个完整的系统。
一套完整的智能农业灌溉系统由水源、电源、可编程控制器、开关量、模拟量输入、现场仪表、显示面板等组成。
水源：包括各种可使用的水源，如自来水、河流、井水、池塘等。根据到灌区的距离，选择的水源必须有足够的供水是很重要的。
电源模块：稳定可靠的电源供应是整个系统安全可靠运行的重要前提。
显示面板：显示面板上的指示灯使操作人员能清楚地看到系统的运行状态，便于控制和维护。
其他辅助设备：冷却风机、UPS不间断供电等辅助设备对整个系统的改善是必要的，这对提高系统的可靠性和使用寿命有很大的帮助。
智能农业灌溉系统的工作原理和结构。
1.智能农业灌溉系统的工作原理
灌溉系统工作时，湿度传感器采集土壤中的干、湿信号，检测到的湿度信号通过A/D模块转换，将标准电流模拟信号转换为数字湿度信号，输入到可编程控制器。在可编程控制器中，预设50%rh~60%rh为标准湿度值。相对于50%~60%rh，实际测量的湿度信号可分为三种情况：在此范围内、超出此范围和小于此范围。可编程控制器将控制信号传给变频器，变频器根据湿度值，相应调节电机的转速，电机驱动水泵从水源中抽到需要灌溉的水，电磁阀会自动打开，通过主管道和分支管道进行洒水，洒水喷头以各自的宣传角度自动旋转。电磁阀在冲洗结束时自动关闭。为了避免原理水源的喷头不那个提供足够的压力，在电磁阀侧面安装了一个压力表，以确保喷头的水压满足设定的喷灌范围，从而避免了水压不足导致喷头范围缩小的现象。整个系统协同工作，实现草坪灌溉智能化的控制。
2. 智能农业灌溉系统结构
要实现智能灌溉，系统需要可编程控制器、传感器、A/D模块、变频器、电机、水泵、电磁阀、管网等设备。
(1)可编程控制器：负责发出和接收各种运行程序指令，是整个控制系统的中心部分。
(2)传感器：由于设计时间比较仓促，忽略了温度对灌溉的影响，所以不使用温度传感器，只使用土壤水分传感器。传感器接收土壤中的水分信号，以确定是否需要灌溉。
(3)A/D模块：由于可编程控制器不能接收模拟信号，所以有必要将传感器的电压或电流信号转换成数字信号。
(4)变频器：通过改变电机的转速来调节喷灌流量，达到节约用水的目的。
(5)电机和水泵：电机带动水泵从水源抽水，为喷灌系统提供一定的压力。
(6)电磁阀：控制洒水喷头是否洒水。
(7)管网：灌溉系统中输送水的管道。
高效节水灌溉技术优势
(1)高效节水灌溉技术的推广应用，不仅大大提高了水的利用率，还引发了农业生产方式的变革，改变了传统的农田水利建设模式，提高了土地利用率。
(2)改变了传统的工作方式，大大降低了作业成本，提高了劳动生产率。
多种高效节水灌溉技术
(1) 喷灌，喷灌比漫灌节水30%。主要用于田间密植作物，适合区域控制。具有增产、提高耕地利用率的优点。
(2) 滴灌，滴灌是用安装末级管道上的滴头或与毛管制成一体的滴灌将压力水以水滴状湿润土壤，滴灌灌水器的流量为2-12L/H，整个系统从首部输配水管网到滴头，保证系统在最经济条件下运行安全可靠。滴灌与其它灌溉方式比较具有：“蒸发损失小”、“局部湿润土壤、省水”、“可根据作物的生育特点，进行自动控制”、“不板结土壤、改变作物根部环境”、“可结合灌溉施肥、打药”、“因适时适量灌水，可达到提高产量和品质的效果滴灌系统常分为温室滴灌系统、大田滴灌系统、果树滴灌系统。适用范围广”等以上几个特点。
