我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的“精细灌溉”，具有重要的现实意义和深远的历史意义。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。
农业精细化控制系统有如下优点：
1、将充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益。
2、通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量。
3、将使灌溉更加科学，方便、提高管理水平。研制和推广节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的需要。
GPRS农业自动化灌溉系统：
GPRS农业自动化灌溉系统主要由中心主控系统（主计算机）、GPRS采集控制终端、电磁阀、田间湿度传感器（可测土壤湿度绝对值）、气象观测站（可测量气温、风向、风速）等设备所组成。操作人员可坐在控制室里，对传上来的气象资料、田间土壤湿度等数据进行综合分析，利用自动方式，足不出户的对整个小区进行灌溉。同时还可以利用数据查询系统和打印系统，随时记录、查询、打印整个灌溉小区的气象资料、土壤湿度、灌溉设置、灌溉进程、灌水历史记录等数据。
GPRS农业自动化灌溉系统网络结构分为三层，第一层为控制中心由电脑和以太网组成；第二层为GPRS无线采集控制器（SF4112 GPRS RTU），该层和第一层之间无需电缆连接；第三层为传感器采集与电磁阀，所有的传感器与电磁阀和GPRS无线采集控制器只需要用一根电缆连接。下面详细介绍一下本方案：
首先我们可以将需要灌溉的区域分成若干个小区，划分的原则为阀门相对集中。每个小区内采用一个GPRS无线采集控制器GPRS RTU，通过它与中心控制室通讯；
GPRS无线采集控制器再与电磁阀、土壤传感器等连接该套设备只需要很少的电力，可以使用太阳能来供电。这个小区的控制系统无需任何电缆与中心控制室连接。
第一层控制中心：
中心采用通过GPRS/GSM 网路把室外传感器数据发送到中心计算机，在这里进行灌溉参数设置，及对灌溉情况进行统计，并可通过专用软件在计算机上存储，显示数据和图表。同时可以人工进行特殊操作。通过互联网获取天气信息，有预见性地实施灌溉。
建立GPRS中心连接的两种方式：
a、中心控制站服务器采用固定IP地址，当监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求（适用监控点数在200个左右的）。
b、中心监控站服务器采用动态IP地址（可以申请花生壳软件采用域名的方式），当监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求（适合监控点数在几十个左右的）。
第二层GPRS 无线采集控制器：
1、产品简介：
集成采集、无线数据传输、远程控制于一体，将现场传感器的模拟量、开关量、继电器信号通过GPRS无线网络远传至监控中心，实现了由现场采集直达监控中心的一套完整解决方案。可以直接通过各类通用型工业组态软件与远端现场传感器进行数据交流，无须定制驱动。
2、产品功能：
◎ 采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；
◎ 采用超低功耗高性能的嵌入式处理器，数据采样精度小于2‰；
◎ 内嵌看门狗，不死机，掉线自动恢复；
◎ 配备多种接口资源：包括模拟信号采集、开关量采集、脉冲信号输入、继电器控制输出等；
◎ 继电器可设置报警联动；
◎ 支持一路RS232/RS485（只支持MODBUS协议）方式的用户数据接口，可接入电子式传感器、PLC等各种设备；
◎ 短信数据传输或GPRS实时在线传输方式；
◎ GPRS 远程在线设置和短信息远程设置功能；
◎ 支持终端远程进入休眠模式，并可用多种方式唤醒；
◎ 监控中心及手机远程控制现场设备；
◎ 可向用户设定的手机发送短信报警信息；
◎ 模拟量分时段报警；
◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；
◎ 内设工业时钟，精确记时；
◎ 自动定时上报和事件触发上报功能；
◎ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；
◎ 板载工业级GSM/GPRS通信模块，方便用户选择GSM/GPRS组网方式；
◎ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组态软件及其他软件连接；作用：
◎ 具有电压、电流值等直接模拟量输入监测土壤含水量等传感器；
◎ 具有485数字量输入监测EC（电导率）值和pH 值的等数字传感器；
◎ 具有开关量输入监测电磁阀状态；
◎ 具有继电器输出远程控制电磁阀；
本系统运用中的优势：
1、 中心控制室可以控制远在千里之外的阀门；
2、 每个小区内只需使用一根电缆连接所有的阀门。大大节约成本；
3、 在电力无法到达的地方，我们可以采用太阳能供电；
4、 也可以通过手机短信来控制阀门；
5、 各种监测和控制信号的通讯传输；
6、 模拟量、开关量高低报警。
农业生产精细化便是利用一体化的解决方案整合运用在农业技术，包括远程监测系统、温湿度控制系统、精确灌溉系统、水处理系统、肥液处理技术、无土栽培系统、病虫害防治系统等。在自动化监测管理建置下，可实时实施自动控制及环境调节，利用远程计算机控制温度、湿度、水质、光线、氧气、土壤肥力、病虫害数量等生长条件，并可采集农作物生长环境参数传至系统后台，作为进一步的分析。
远程监测系统
远程监控系统除具备监测警报外，亦可连结自动控制模块，进行远程装置设备的回馈控制。
温湿度控制系统
针对棚内的温、湿度、光照进行监测、记录和回报，並根据气候的变化，按照所种植农作物需要的生长数值作对应调整。
高效率太阳能/风能集收系统
在某些环境下可充份利用可再生能源例如太阳能/风能等，以其在地生产、就地使用的优点，将可更有效率地节约能源，降低对单一电力来源的依赖，并可间接应用在海水淡化或冻土环境温度调整所需的动能。
水处理系统
水处理系统包括将水奈米化成更小的分子以利农作物的吸收、提高水的含氧量以提高产品的存活率，以及透过将金属的离子撞击成分子以沉淀重金属等。
肥处理系统
针对个别农作物不同的需求于微生物繁殖工厂内培养益生菌并加工制作成肥液或发酵液，并透过堆肥技术的结合培育出养分充足并有力生长的土壤。
无土栽培系统
以营养液代替天然土壤，完整提供作物水分、养分、氧气、温度等生长要素，适用于室内植物工厂之建置。
病虫害防治系统
以不伤害人体的前提降低虫害对于作物的侵扰程度，例如以酒精液、鱼藤、面粉液等无害的喷剂取代传统杀虫剂，或是以保护网或黄色黏板扑杀害虫以保护农作物。 以节省水资源为前提，根据实际需求精准对农作物进行自动化灌溉。叶面喷洒系统采自动化杆式喷灌设备，其喷洒较为均匀，并拥有可兼做施液肥等多功能扩充优点；根部灌溉则采滴灌式，输水系统将水直接输送到每棵作物根部，可减少空气湿度，减轻棚中蔬菜病虫害。
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