基于物联网技术的智能农业喷灌系统方法设计
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现
基于物联网的智能农业灌溉系统设计与实现物联网（Internet of Things, IoT）技术在各个领域都有着广泛的应用，其中之一便是农业领域。
智能农业灌溉系统是一种利用物联网技术实现自动化灌溉的系统。
本文将介绍基于物联网的智能农业灌溉系统的设计与实现。
一、系统设计1. 系统结构设计基于物联网的智能农业灌溉系统主要由传感器、控制器、通信设备和服务器等组成。
传感器用于检测土壤湿度、温度和光照等环境参数，传输数据给控制器。
控制器根据接收到的数据，通过通信设备与服务器进行数据交互，实现对灌溉系统的智能控制。
2. 传感器选择与安装为了实现对土壤湿度、温度和光照等环境参数的监测，需要选择相应的传感器进行安装。
常用的土壤湿度传感器有电阻式土壤湿度传感器和电容式土壤湿度传感器；温度传感器可以选择温度传感器和红外线温度传感器；光照传感器可以选择光敏电阻或者光敏二极管传感器等。
在安装传感器时，应注意选择适当的位置，确保传感器能够准确地监测到环境参数。
3. 控制器设计与程序编写控制器是智能农业灌溉系统的核心部件，负责对传感器获取的数据进行处理，并控制灌溉设备的开启与关闭。
控制器的设计可以采用微控制器或者单片机等嵌入式系统，根据具体需求编写相应的程序，实现对灌溉系统的智能控制。
4. 通信设备与服务器连接为了实现系统与服务器之间的数据交互，需要使用适当的通信设备与服务器进行连接。
通信设备可以选择GSM模块、WiFi模块或者LoRa模块等。
通过编写相应的通信协议和接口程序，确保数据能够准确地传输和接收。
二、系统实现1. 硬件实现根据系统设计，依次安装传感器、控制器和通信设备等硬件组件。
确保各个组件之间的连接正常，并正确安装在农田中。
2. 软件实现进行控制器程序的编写，包括数据处理和灌溉控制的逻辑。
确保程序能够准确地处理传感器获取的数据，并按照设定的规则控制灌溉设备的开启与关闭。
3. 系统测试与优化在系统实现完成后，进行系统的测试与优化。
基于物联网的智能农业监控与灌溉系统设计
基于物联网的智能农业监控与灌溉系统设计随着物联网技术的不断发展和普及，智能农业监控与灌溉系统成为农业领域的一个热门话题。
这样的系统可以通过远程监控和控制设备，为农民提供更高效、可持续的农业管理解决方案。
本文将介绍基于物联网的智能农业监控与灌溉系统的设计，并讨论其优势和实施方法。
一、智能农业监控系统设计1. 传感器网络：智能农业监控系统的核心是传感器网络，通过安装在田地、大棚或农作物周围的传感器，可以实时收集土壤湿度、温度、湿度、光照等信息。
这些数据可以被传输到中心控制器，并进行分析和解读。
2. 中心控制器：中心控制器是智能农业监控系统的大脑，负责接收传感器发送的信息并做出相应的反应。
中心控制器可以分析农作物当前的生长状态，并根据这些数据制定合适的灌溉计划。
同时，它还可以监测气象数据，从而提前预警灾害或病虫害的发生。
3. 数据分析与应用：通过智能农业监控系统收集的数据，可以进行进一步的分析和应用。
数据分析可以提供农民们更准确的决策依据，比如调整灌溉量、施肥量等。
此外，通过整合气象、市场和大数据等信息，农民们还可以获得更深入的市场分析，提高农产品的市场竞争力。
二、智能农业灌溉系统设计1. 系统自动化：与传统的农业灌溉系统相比，智能农业灌溉系统具有更高的自动化水平。
该系统可以自动监测土壤湿度，并通过中心控制器调整灌溉水量和灌溉频率。
这大大降低了农民的工作负担，并提高了灌溉的效率。
2. 智能节水：智能农业灌溉系统可以根据农作物的需求提供适量的灌溉水量，避免浪费和过多灌溉对环境的影响。
通过实时监测土壤湿度和农作物需水量，系统可以智能地调整灌溉计划，实现节水目标。
3. 远程监控与控制：基于物联网的智能农业灌溉系统可以实现远程监控和控制。
农民可以通过手机应用程序或电脑远程查看农田的状态，并调整灌溉计划。
这大大提高了农民的灵活性和便利性，节约了时间和资源。
4. 预警系统：智能农业灌溉系统还可以配备预警功能，及早发现并应对灾害和病虫害的发生。
基于物联网的智能农田灌溉系统设计与实现
基于物联网的智能农田灌溉系统设计与实现智能农田灌溉系统是基于物联网技术的一种智能化农田灌溉管理系统。
它利用各种传感器和网络通信技术，通过实时监测和分析土壤湿度、气象条件等相关参数，自动调节灌溉设备的运行，实现对农田的精细化管理和优化灌溉。
一、系统设计与实现的背景在传统的农田灌溉中，人工判断灌溉时机和灌溉量，效率低下且存在资源浪费的问题。
而智能农田灌溉系统的出现，能够实现对农田水分状况的实时监测和高效的水资源利用，解决了传统灌溉方式的不足之处。
二、系统设计与实现的关键技术1. 传感器技术：智能农田灌溉系统需要采集土壤湿度、气象状况等参数，选择合适的传感器并将其安装在农田中，能够准确地感知农田水分情况。
2. 网络通信技术：系统通过物联网技术，实现传感器和控制器之间的数据传输和实时交互，确保农田状况的及时监测和控制。
同时，通过云平台将数据传输到农田管理者的移动设备上，提高农田管理的便捷性。
3. 数据分析和决策算法：系统通过对传感器采集到的数据进行分析和处理，利用决策算法判断灌溉时机和水量，以最优的方式满足农作物的灌溉需求。
三、系统的工作流程1. 数据采集：系统中的传感器实时监测农田土壤湿度、气温、降水量等参数，并将数据传输给控制器。
2. 数据传输：控制器通过物联网技术将传感器采集的数据传输给云平台，并将数据推送到农田管理者的移动设备上。
3. 数据分析和决策：云平台对传输的数据进行分析和处理，根据决策算法判断灌溉时机和灌溉量。
4. 控制指令下发：云平台将灌溉时机和灌溉量的决策结果发送给控制器，控制器通过执行相应的控制指令调节灌溉设备的运行。
5. 反馈与监测：系统通过传感器实时监测灌溉过程中的水分状况，并将反馈信息传输给云平台和农田管理者的移动设备，实现对灌溉过程的实时控制和监测。
四、系统的优势和应用效果智能农田灌溉系统的出现，能够极大地提高农田的灌溉效率和农作物的生长质量。
它具有以下优势和应用效果：1. 自动化控制：系统能够根据决策算法自动调节灌溉设备的运行，有效降低人工干预的需求，提高工作效率。
基于物联网的智慧农业精准灌溉系统设计
基于物联网的智慧农业精准灌溉系统设计一、引言随着物联网技术的不断发展，智能农业应用也成为农业发展的新趋势。
智慧农业精准灌溉系统作为物联网在农业领域的应用之一，旨在提高农业生产效率、减少资源浪费。
本文将基于物联网技术，设计一套智慧农业精准灌溉系统。
二、基于物联网的智慧农业精准灌溉系统设计原理智慧农业精准灌溉系统的设计原理主要包括传感器数据采集、数据传输、云端数据分析与处理、智能灌溉控制等环节。
1. 传感器数据采集系统通过使用各类传感器，如土壤湿度传感器、气象传感器、光照传感器等，对农田环境进行数据采集。
土壤湿度传感器可以感知土壤湿度状况，气象传感器可以感知环境温度、湿度、风速等数据，光照传感器可以感知光照强度。
通过这些传感器的数据采集，可以了解到农田各要素的情况。
2. 数据传输采集到的传感器数据需要通过物联网技术进行传输。
可以利用低功耗无线通信技术（如LoRaWAN、NB-IoT等）将数据传输到云端。
在传输数据时，可以通过数据压缩、数据加密等方式保证数据的可靠传输。
数据传输的稳定性和高效性对于系统的正常运行至关重要。
3. 云端数据分析与处理传输到云端的数据需要进行分析和处理，以得出精准灌溉的策略。
通过使用大数据技术和机器学习算法，对传感器数据进行实时分析和处理，从而获得土壤湿度、气象条件等的变化趋势，为灌溉决策提供依据。
同时，通过数据的比对和分析，可以为不同作物的生长需求提供相应的灌溉水量和灌溉频率。
4. 智能灌溉控制在分析和处理数据后，系统会根据灌溉策略进行智能灌溉控制。
根据所监测到的土壤湿度和环境条件，系统可以自动地通过执行器（如电磁阀、水泵等）来控制灌溉水量和灌溉时间。
智能控制可以准确地满足作物的灌溉需求，避免了过度灌溉或不足灌溉的问题。
三、基于物联网的智慧农业精准灌溉系统设计实现基于以上设计原理，下面将介绍智慧农业精准灌溉系统的具体实现。
1. 硬件设施在现实中，可以在农田中部署传感器节点，并与一个或多个基站进行通信。
基于物联网的智能农田灌溉控制系统设计
基于物联网的智能农田灌溉控制系统设计智能农田灌溉控制系统是一种基于物联网技术的创新解决方案，结合了农业生产的需求和智能化技术的优势，旨在提高农田灌溉的效率和可靠性。
本篇文章将围绕基于物联网的智能农田灌溉控制系统设计展开，包括系统架构、设备要素、传感器应用和算法优化等方面的内容。
一、系统架构基于物联网的智能农田灌溉控制系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器网络：利用传感器网络实时监测农田的土壤湿度、气象条件等关键参数，通过传感器将采集到的数据上传到云服务器。
2. 云服务器：农田的数据在云服务器上进行存储和处理，通过分析历史数据和实时数据，生成决策和指令。
3. 控制节点：通过无线通信模块接收云服务器传来的指令，控制灌溉设备的开关状态和灌溉量。
4. 灌溉设备：负责实际的灌溉操作，根据控制节点的指令开关灌溉设备，并按照设定的灌溉量进行灌溉。
二、设备要素1. 传感器：系统中的关键设备，可以选择土壤湿度传感器、气温传感器、光照传感器等，用于实时监测农田的环境参数。
2. 无线通信模块：负责将传感器采集到的数据上传到云服务器，并接收云服务器传来的指令。
3. 控制节点：作为系统的核心部分，控制节点需要具备较强的计算和通信能力，能够接受云服务器传来的指令，并控制灌溉设备的开关状态和灌溉量。
4. 灌溉设备：根据控制节点的指令，控制灌溉设备的开关状态和灌溉量，实现智能化的灌溉操作。
三、传感器应用1. 土壤湿度传感器：通过安装在地下的土壤湿度传感器，可以实时监测农田土壤的湿度情况。
当土壤湿度低于一定阈值时，系统会发出指令打开灌溉设备进行灌溉。
2. 气温传感器：气温对作物的生长发育和灌溉需求有着重要的影响。
通过安装气温传感器，系统可以根据不同气温条件下的作物需水量变化，智能调整灌溉量。
3. 光照传感器：光照是植物光合作用的重要因素之一。
通过安装光照传感器，系统可以根据实时监测到的光照情况，调整灌溉计划，保证植物光合作用的正常进行。
基于物联网的农田自动灌溉系统设计与应用
基于物联网的农田自动灌溉系统设计与应用农田自动灌溉系统是一种基于物联网技术的智能农业解决方案，它利用传感器、执行器、数据传输和云平台等技术手段，实现对农田灌溉的远程监控和自动控制，提高农田水资源的利用效率和农作物的生产效益。
本文将详细介绍基于物联网的农田自动灌溉系统的设计与应用。
一、系统设计1. 传感器网络农田自动灌溉系统需要搭建传感器网络，实时监测农田的土壤湿度、气温、光照强度等参数。
通过物联网技术，将传感器获取的数据传输到云平台进行分析和处理。
传感器网络的部署要覆盖整个农田，并根据不同作物的需水量确定传感器的布置密度。
2. 控制系统控制系统是农田自动灌溉系统的核心。
根据传感器数据的分析结果，控制系统可以自动调节灌溉设备的开启和关闭。
控制系统还可以通过云平台远程控制，根据不同农田的实际需求进行手动调整。
控制系统需要保证稳定可靠的运行，同时具备一定的安全性，以防止恶意攻击或操纵。
3. 云平台云平台是农田自动灌溉系统的数据中心，负责接收传感器数据、分析数据、生成控制指令并将其发送到控制系统。
云平台可以利用大数据分析和人工智能算法，对传感器数据进行模型预测，实现对农田灌溉的自动化控制。
云平台还可以提供实时监控、远程控制和数据分析报表等功能。
二、系统应用1. 自动灌溉基于物联网的农田自动灌溉系统可以根据实时监测到的农田情况，自动控制灌溉设备的开启和关闭。
通过灌溉设备的精确调控，能够使得农作物根部始终保持适宜的土壤湿度。
自动灌溉可以减少人工干预，提高灌溉的科学性和精准性，降低用水量，节约资源。
2. 数据分析和决策支持基于云平台的农田自动灌溉系统能够对大量的传感器数据进行分析和处理，提取有价值的信息，为农场主或农艺师提供决策支持。
利用大数据分析和机器学习算法，可以对农田的生长环境、作物生长状态以及病虫害预测等进行分析和预测，及时采取相应的措施，提高农作物的产量和质量。
3. 远程监控和管理基于物联网的农田自动灌溉系统可以实现远程监控和管理。
基于物联网技术的智慧灌溉系统设计
基于物联网技术的智慧灌溉系统设计智慧灌溉系统是基于物联网技术的一种新型农业灌溉系统，通过传感器、数据网络和智能控制算法实现对农田灌溉的远程监控和自动化调节。
本文将会介绍智慧灌溉系统的设计原理、关键技术以及应用前景。
一、设计原理智慧灌溉系统的设计原理是通过物联网技术将传感器、执行器、数据网络和控制算法相互连接，实现对农田灌溉过程的远程监测和智能控制。
首先，系统会安装一系列感知节点，如温度、湿度、土壤湿度等传感器，用于实时感知农田的环境参数。
感知节点会将采集到的数据通过无线网络传输给云服务器。
其次，云服务器会接收并处理感知节点上传的数据，通过分析和建模，确定最优的灌溉策略。
例如，根据土壤湿度和天气预报数据来预测农田的水分需求，进而控制水泵的开关以实现精确灌溉。
最后，执行器部分会根据云服务器下发的指令，自动控制水泵、阀门等设备的开关，实现对农田灌溉设备的自动化控制。
此外，系统还可以通过手机APP或者网页端进行远程控制和监测。
二、关键技术智慧灌溉系统设计需要应用如下关键技术：1. 传感器技术：根据农田的需求，选择合适的传感器来感知环境参数，比如土壤湿度、温度、湿度等，并确保传感器的精度和稳定性。
2. 通信技术：系统中的感知节点需要通过无线网络将数据传输给云服务器，因此需要选择合适的通信技术，如WiFi、LoRa、NB-IoT等，来实现数据的稳定传输。
3. 数据处理和分析技术：云服务器需要对传感器上传的大量数据进行处理和分析，以获取有用的信息，并通过机器学习和算法建模来确定最优的灌溉策略。
4. 控制算法：根据数据分析的结果，制定出灌溉的控制策略，使得灌溉系统能够实现高效的灌溉，节约水资源的同时提高农作物的生长质量。
5. 自动化控制技术：智慧灌溉系统需要实现对水泵、阀门等设备的自动化控制，因此需要采用合适的自动化控制技术，例如PLC控制器、单片机等。
三、应用前景智慧灌溉系统在现代农业中具有广阔的应用前景。
首先，智慧灌溉系统能够有效地提高农田的灌溉效率和水资源利用率。
基于物联网的智能农药喷洒系统设计
基于物联网的智能农药喷洒系统设计随着物联网技术的快速发展和农业科技的日益进步，智能农药喷洒系统受到越来越多农民和农业企业的关注和需求。
本篇文章将针对基于物联网的智能农药喷洒系统进行设计，并介绍其原理、功能及优势。
一、系统原理智能农药喷洒系统基于物联网技术，通过传感器网络、云计算以及远程控制技术实现。
传感器通过感知农田环境的温度、湿度、土壤湿度等参数，将数据传输至云端，随后通过云计算对数据进行处理和分析，最终传给远程控制设备。
二、系统功能1. 实时监测农田环境参数：智能农药喷洒系统通过部署传感器网络，可以实时监测农田温度、湿度、土壤湿度等参数。
这些数据的准确获取有助于农民制定科学的农药喷洒计划，提高生产效率，降低农药使用量。
2. 自动调整农药喷洒方案：根据实时监测的农田环境参数，系统可以自动调整农药的喷洒方案。
例如，在高温干燥的天气条件下，系统可以自动减少农药喷洒量，以避免农药流失和作物受损。
3. 远程监控和控制：农民可以通过手机或电脑等设备随时随地对智能农药喷洒系统进行监控和控制。
无论身在何处，农民都可以掌握农田的实时情况，并进行远程控制操作，如调整农药喷洒量和喷洒范围等。
4. 数据分析与决策支持：通过云计算技术对农田环境参数进行大数据分析，系统可以为农民提供农药使用建议、灾害预警等决策支持。
通过科学的数据分析，农民可以更好地制定种植计划，提高农作物产量及品质。
5. 故障监测和维护提醒：系统能够监测设备的工作状态，一旦发生故障或异常，及时向用户发送提醒信息。
这有助于农民及时发现和处理设备问题，确保系统正常运行。
三、系统优势1. 提高农作物品质与产量：智能农药喷洒系统可以根据农田环境参数进行智能调节，确保农药喷洒量和喷洒范围准确无误。
这样可以更加科学地管理农田，提高农作物的品质与产量。
2. 减少农药使用量：系统通过实时监测和数据分析，合理调整农药使用量。
精准喷洒可以降低农药的使用量，减少生态环境的污染，更加环保。
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基于物联网技术的智能农业喷灌系统方案设计托普物联网认为所谓智能农业喷灌系统就是不需要人的控制，系统能自动感测到什么时候需要灌溉，灌溉多长时间；系统可以自动开启灌溉，也可以自动关闭灌溉；可以实现土壤太干时增大喷灌量，太湿时减少喷灌量。
要实现此功能就要充分利用可编程控制器的控制作用。
系统要实现自动感测土壤湿度的功能必须要有土壤湿度传感器。
要实现灌溉水量的多与少的调节，必须要有变频器。
在可编程控制器内预先设定50%—60%RH为标准湿度，传感器采集的湿度模拟信号经A/D模块转换成数字信号。
喷灌是将灌溉水通过喷灌系统（或喷灌机具），形成具有一定压力的水，由喷头喷射到空中，形成水滴状态，洒落在土壤表面，为作物生长提供必要的水分。
喷灌比地面灌可提高产量15％一25％；灌水均匀度一般可达到80％一85％，水的有效利用率为80％以上，用水量比地面灌溉节省36％—50％；喷灌可用于各种类型的土壤和作物，受地形条件的限制小；可以提高工效20一30倍；可提高耕地利用率7％一15％。
但喷灌受风的影响大，3一4级以上风力时应停止喷灌。
喷灌的蒸发损失相对较大。
喷灌系统组成：水源工程、首部装置、输配水管道系统和喷头等喷灌系统形式：管道式喷灌系统和机组式喷灌系统a：管道式喷灌系统：以输配水管网为主体，在我国使用比较广泛。
b：机组式喷灌系统：结构紧凑，使用灵活，机械利用率高，单位喷灌面积的投资较低，在农业节水灌溉中具有广泛的使用前景。
针对灌溉水利用系数较低,文中提出一种基于嵌入式智能灌溉控制系统。
依托无线传感器网络采集灌区作物需水信息,汇聚到网关节点发送给主控中心,中心主机根据信息确定灌溉状态并计算灌水量,控制灌溉设备工作实现智能灌溉;依托Internet管理员有权对系统远程管理,满足了规模化灌溉的需求。
根据示范区观测,灌溉水利用系数由原来的提高到。
系统结合了无线传感、计算和网络通信技术,解决了精确农业亟待解决的关键技术问题。
智能农业喷灌系统涉及到传感器技术、自动控制技术、计算机技术、无线通信技术等多种高新技术，这些新技术的应用使我国的农业由传统的劳动密集型向技术密集型转变奠定了重要的基础。
智能农业喷灌系统可以根据植物和土壤种类，光照数量来优化用水量，还可以在雨後监控土壤的湿度。
有研究现实，和传统灌溉系统相比，智能农业喷灌系统的成本差不多，却可节水16%到30%。
加州出台的新法案要求2012年起新公司必须使用智能农业喷灌系统。
智能农业喷灌系统背景灌溉造成水资源浪费美国每年浪费掉的水资源高达8,520亿升，而若安装一种智能农业喷灌系统则可有效地控制水流量，达到节水目的。
HydroPoint公司负责可持续领域业务的Chris Spain援引美国用水工程协会的报告称，美国住宅区和商业区的草坪、植物灌溉用水浪费了30%到300%。
水资源被浪费的原因是技术不行，美国有4,500万个仅是安有简易计时器的灌溉系统，它们在时间控制上还可以，但精准度不高。
Spain称，城市灌溉系统占城市用水的58%，这些被浪费的水资源每年生产万吨温室气体。
在中国农业用水量约占总用水量的80%左右，由于农业灌溉效率普遍低下，水的利用率仅为45%，而水资源利用率高的国家已达70%～80%，因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。
我们的智能农业喷灌系统在这种背景下应运而生了。
不仅美国，英国也开始关注节水问题。
英国节能信托基金会和能源部警告，随着越来越多的家庭开始节约能源，使用热水可能会超过取暖成为制造二氧化碳的主要途径。
智能农业喷灌系统整体方案图结构系统结构采用了可以无限扩展的开放式设计思路，并采用先进的集木式构建。
整个系统由多组集群控制单元组成，每组集群控制单元管理一片区域，每一个片区由多台控制器、电磁阀、传感器组成。
因此本系统可以根据用户的需求，方便快速地组建智能农业喷灌系统。
用户只需增加各级控制设备的数量即可实现整个系统的无限扩容。
本系统可适用于小到某块棉田的自动灌溉，大到整个兵团所有作物地块，包括绿地的自动灌溉。
并且系统容量越大，平均投资成本愈低，生产效率也越高。
本系统遵循了以下设计原则：1、系统模块化、层次化设计，以提高效率，增加可维护性，便于扩展；2、灵活的硬件配置，用户可以任意升级、更换被控硬件设备，而不需要更换软件；3、人机界面友好，实现灌溉过程的无人值守，减少人员的工作强度，提高灌溉效率；4、抗电磁干扰的能力强，保证系统在野外强电磁干扰的恶劣环境下能可靠地运行；5、故障自动检测功能，提高系统的健壮性，各种设备的布局要求美观。
通信方式控制系统系统上行数据与下行数据均采用了基于广域网的先进的无线传输方式进行传输。
上行数据包括：空气温度、湿度；土壤温度、显度；电磁阀及各控制器的工作状态等信息。
下行数据是指中央计算机向各控制单元发出的各种控制指令，包括电磁阀的开关指令；各工作单元的状态查询指令以及对各控制单元的参数预设等。
由于采用了先进的无线数字网络，因此本系统能够快速地任意规模地构建而且不受时间、空间和其它条件的限制。
无线数字网络还具有误差小、抗干扰能力强、成本低、便于扩展等多种优点，使无线数字网成为智能农业喷灌系统首选的组网方式。
无线通信技术的使用，拓宽了控制器的应用范围，只要有无线信号覆盖的地区，都可以实现远距离无线采集与控制。
实现了计算机和控制器等多方面的互动性，系统还具有自动报警功能，控制器检测出系统异常，会及时将故障相关信息上报给中央计算机系统，以便迅速地定位并排出故障。
软件设计数据的传递路径软件是控制系统的灵魂，需要与硬件配合，将实时数据与专家系统的设定值进行比较判断，来控制电磁阀的开启和延续时间的长短，实现智能控制。
中央控制室的计算机系统使用了大型关系数据库，能对各种数据进行分类存储和自动备份，并能根据定制条件进行查询。
本系统能够实现全自动、无人值守的数据处理，并预留WEB接口，远程用户可以通过浏览器查询有关的灌溉信息。
本系统采用了图形用户界面，用户操作简单方便。
实时或定时采集的田间土壤水分、土壤温度、空气温湿度等数据，均可以实时地以图形或者表格方式在中央控制计算机上显示。
用户可以通过图形界面设定每个地块的灌溉策略，实现定时、定量的无人值守的自动灌溉。
从数据的传递路径可将本系统分为三个层次，即数据汇集层、数据处理层、数据应用层，如右图所示：集群控制田间控制单元田间控制单元田间控制单元控制着电磁阀和各种数据采集仪器。
土壤湿度传感器一般是采集土壤水份含量大小，也叫土壤水分传感器。
本系统选用世界最先进的土壤水分传感器，它把土壤水含量转化为标准的电压信号，经过A/D转换、信号处理后传到集群控制单元，微电脑处理器根据获得的土壤信息确定灌溉量，然后输出控制信号并结合中央计算机指令，控制电磁阀的开关，即可以实现自动灌溉。
土壤湿度传感器用来测量土壤的湿度，以了解土壤的真实灌溉需求，据此确定灌溉与否以及灌溉时间长短。
本系统还配有EC（电导率）值和pH值传感器，可对进水和出水进行EC值和pH值的检测，以便控制自动营养液的配给。
系统控制方式灵活性灌溉控制系统，具有多种灌溉控制方式：系统可以脱离上微机而常年独立运行，有手动灌溉，自动连续灌溉，自动间隙灌溉等不同灌溉方式，系统可以任意设定轮灌组，每个轮灌组可以设定按照任意天间隔进行灌溉，每天可以设定多组不同启动时间。
供电系统遵循方便、稳定、可靠的原则，结合的气候条件，本系统各个控制单元均采用了目前最先进的太阳能设备，用于供给控制单元电能。
太阳能电站具有能效转换高、维护成本低、部署方便等诸多优点，成为本系统田间供电最理想的选择。
考虑到长时间阴雨天气、太阳能系统需要检修等特殊情况，作为太阳供电系统的备份，使用了风能发电装置，作为供电系统的必要补充。
六要素气象站由于气象条件的空间变异特征明显，因此在示范区内配备气象数据监测仪器，自动采集所需的气象数据，作为当地气象参数的补充。
自动观测气象站是由一个能自动测量、记录与存贮数据的记录仪与一套相应的传感设备所组成的一个气象观测记录系统，该站安装的农业气象自动站其探测内容在室外有风向、风速、空气温湿度、辐射和降水量；总共为6个气象要素。
功能为了最大限度地节约喷灌用水和实现智能控制，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的模拟量。
模拟量信号的处理是将模拟信号转变成数字信号（A/D转换）。
2.控制功能：具有定时控制、循环控制的功能，用户可根据需要灵活选用控制方式。
①自动控制功能：可编程控制器通过程序将传感器检测的湿度信号与预先设定的标准湿度范围值相比较，如果检测的湿度值超出了设定湿度值，（低于设定值则调大电动机转速，高于设定值则调小电动机转速）则自动调节电动机转速，进行灌溉操作。
②定时控制功能：系统可对电磁阀设定开、关时间，当灌溉的湿度值达到设定的湿度值时，电动机自动停止灌溉。
③循环控制功能：用户在可编程控制器内预先编好控制程序，分别设定起始时间、结束时间、灌溉时间、停止时间，系统按设定好的时间自动循环灌溉。
3.变速功能:当前所测的土壤湿度值与预先设定的最适宜草坪生长的湿度值50%—60%RH比较，分为大于、等于、小于三种结果，即可将湿度分为高湿度、中湿度、低湿度三种状态。
在控制面板上表现为高湿度、中湿度、低湿度三个指示灯。
变频器根据土壤湿度的三个状态自动调节电动机的转速，电动机设有高速，中速，低速3种旋转速度，分别对应高速，中速，低速三个指示灯。
4.自动转停功能：控制系统根据土壤的干湿度情况自动启动喷灌，控制电动机以所需的转速转动，喷头喷灌5分钟，停2分钟，再喷5分钟后自动停转。
5.电动机过载保护功能：当电动机过载时，电动机立即停止转动，灌溉过程中止，并且故障指示灯闪烁报警，过载消除后自动恢复运转。
6.阴雨天自动停止：利用湿度传感器的开关量作为一个可编程控制器的输入信号，实现控制相关程序的功能。
7.省电功能：定时控制器在断电时正常计时，故采用其作为可编程控制器的电源控制。
在定时灌溉控制时间之内，由定时器接通可编程控制器的电源，可编程控制器按预先编制的程序依次打开各控制设备电源，并根据输入信号的变化随时调整程序的执行。
在非系统工作时间里，定时器自动断开可编程控制器的电源，这样既减少了系统耗费的电能又延长了设备的使用寿命。
8.急停功能：当出现紧急意外事故时，按下急停按钮，电动机立即停止运转，阀门关闭，喷头停止灌溉。
9.故障自动检测功能：当灌溉系统出现故障，如水管破裂（水压为零），传感器故障，电动机故障，变频器故障，电磁阀故障等，水泵立即停止运行，电磁阀关闭，故障报警灯闪烁并伴有警笛声响起。
操作人员可以按下“消音”按钮以解除铃响，但故障指示灯仍在闪烁，直到故障消除，故障指示灯才自动停止闪烁。