我国以农立国,农业也是经济之根本,而伴随我国经济的快速发展随之而来的是用水量剧增,对淡水的需求随着人口的增长而增加,有必要通过在灌溉科学领域引入创新科学的技术来提高农业用水的效率。自动化的节水灌溉控制是有实际意义而且必不可少的。伴随着信息时代的到来、智能农业的发展和我国对于节水灌溉的看重,使得农业在生产过程中也覆盖了很多的农业信息化、现代化科技。寒地水稻的节水灌溉同样不再把田地是否干裂作为灌水标准,它是把稻田地的土壤墒情以及当天的气候状况等要素作为寒地水稻是否灌溉的界限以及灌水量的计算评定。传统的通过人工布线的数据采集成本高而且精准度又不够高,精确耕作可以提供有关田地条件的即时信息,通过布置无限传感器,可以准确测得寒地水稻的气象数据然后传输,它既是智能灌溉系统的核心也是实行农业智能化的稳定保障。本课题的主要研究工作如下:(1)首先通过对比数据判断了影响水稻灌溉的参数,通过稻田定位进行实时监测,及时获取各个生育期实际灌溉量与五个传感器收集的数据,依据水稻田间灌溉用水模型对水田进行智能灌溉控制。(2)设计传感器采集终端硬件。采用传感器技术与CC2530无线通信芯片相结合,设计制作能够实现对传感器数据采集传输同时能够控制阀门开启关闭的终端节点。(3)设计基于ZigBee通信的寒地水稻节水灌溉控制器的硬件(网关)。通过分析寒地水稻节水灌溉系统运行和操控这些现实上的需求,设计一个界面简明、布局恰当,灌溉信息实时精准、主动真实,有较强的人机交互性,能够完成控制灌溉系统启动与各个模块的设计。试验选取了CC2530单片机来构建寒地水稻灌溉控制器,控制器由控制芯片、供电模块、GPRS模块、显示触摸屏、ZigBee模块构成。选取了低功耗设计与分布控制,满足单机独立工作,并且以一定频率的对影响生长的因素收集数据,从而进行有效灌溉。(4)基于ZigBee上位机平台的设计ZigBee和ZigBee组网。控制系统选取无线传感器网络技术和物联网技术来实现数据的采集(水位、温湿度、光照辐射、光照时数、风速等的数据采集功能)与自动控制功能(电磁阀是否打开)。同时,系统采用ZigBee协议来协调无线传感器网络中的数据通信,收集并上传数据至上位机。(5)田间试验和分析。在农场安装了节水灌溉系统,对信息采集点进行了摆设,测验数据传送过程中精准度、传输距离与灌溉性能等指标,求得控制系统的实际应用效果。研究结果表明,寒地水稻节水灌溉系统数据显示清晰准确,操作简洁,灌溉时效性强,具有优化灌溉以及促进水稻增产方面的指导意义。