【正文】 TDR(TimeDomainRefleetometry)時(shí)域反射法是一種快速測(cè)量技術(shù)，其原理是高頻電磁脈沖在土壤中傳播的速度依賴于土壤的介電特性，而在一定的頻率范圍內(nèi)(soM一IOGHZ)，礦物質(zhì)、空氣和水的介電特性為常數(shù)，且水的介電常數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他物質(zhì)，因此電磁脈沖的傳播速度主要跟土壤的容積含水量相關(guān)。（2）輸水管網(wǎng)，這部分主要是把水源輸送到不同灌溉區(qū)終端的噴頭。其中土壤墑情的采集和傳輸以及灌溉控制指令的傳輸均可通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)論灌溉區(qū)域大小，完全由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)土壤的吸水能力，作物種類，作物生長(zhǎng)階段和氣候條件等定時(shí)、定量、定位為農(nóng)作物供水。此外，通過(guò)對(duì)作物信息和作物環(huán)境信息建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，建立產(chǎn)量與周圍環(huán)境變量的模型，可以預(yù)測(cè)以后的作物收成。傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為我國(guó)信息領(lǐng)域少數(shù)位于世界前列的方向之一。換句話說(shuō)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水的 55％浪費(fèi)掉了，水資源嚴(yán)重短缺以及水資源利用率偏低嚴(yán)重制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。其根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀，調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。從控制工程的角度來(lái)講，精準(zhǔn)灌溉表示在土壤、氣候、作物、水源和灌溉設(shè)施等約束條件下，通過(guò)對(duì)灌溉方式、時(shí)機(jī)、速度、水量等實(shí)施精準(zhǔn)控制，使農(nóng)田水勢(shì)保持在適宜作物生長(zhǎng)的最佳狀態(tài)，即農(nóng)田水勢(shì)的最優(yōu)化控制。同年，美國(guó)《商業(yè)周刊》評(píng)價(jià)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是人類未來(lái)四大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。通過(guò)離子、生物傳感器可以獲知農(nóng)田中的土壤養(yǎng)分，包括土壤有機(jī)質(zhì)、PH 值、氮、磷、鉀以及交換性鈣和鎂的監(jiān)測(cè)，然后通過(guò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)或在中心節(jié)點(diǎn)安裝 GPS 芯片可以確定缺少養(yǎng)分的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)精確的施肥灌溉。以色列位居沙漠邊緣，降雨量少，年降雨量?jī)H 20～50mm，是一個(gè)極度干旱少雨、土壤瘠薄的國(guó)家，發(fā)展精準(zhǔn)灌溉對(duì)他們至關(guān)重要，為克服區(qū)域水源缺乏，以色列目前已經(jīng)研制出世界上最先進(jìn)的噴灌、滴灌、微噴灌和微滴灌等精準(zhǔn)灌溉技術(shù)，完全取代了傳統(tǒng)的溝渠漫灌方式。雖然,將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)中的技術(shù)尚不多見，但近幾年來(lái)，隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)深入研究，利用無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)施農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉已被證明是可行的且擁有廣闊前景。該方式也可以減少滲透但是一般適合于大面積均勻灌溉如苗圃、園林、草坪等。烘干法是把土壤放在105℃地烘箱內(nèi)烘烤8一10小時(shí)，土壤樣本恒重后，計(jì)算土壤樣本烘烤前后的重量差，結(jié)果用重量含水率表示。綜合考慮成本及測(cè)量精度，采用自主開發(fā)FDR（頻域反射法）傳感器的方式，測(cè)量土壤水分，以降低系統(tǒng)成本，同時(shí)保證水分采集的精度。（3）噴頭，用于把水分散成水滴均勻的撒在種植區(qū)。該方法可以大大降低輸水過(guò)程中的滲透和蒸發(fā)，但是種植區(qū)的滲漏仍不可避免。國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，節(jié)水供水系統(tǒng)發(fā)展得也很快，但大多停留在以單片機(jī)控制為核心技術(shù)基礎(chǔ)上，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距。藍(lán)會(huì)立、張認(rèn)成、毛思文(2005)針對(duì)目前我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)糧情檢測(cè)系統(tǒng)存在的不足，提出了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案，主要進(jìn)行了無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)，用來(lái)監(jiān)測(cè)糧食儲(chǔ)備庫(kù)溫度的變化，具有精確度高、穩(wěn)定、使用方便的特點(diǎn)。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所經(jīng)過(guò)近十年的努力，在無(wú)線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器端機(jī)、移動(dòng)基站和應(yīng)用系統(tǒng)等方面均取得了重大進(jìn)展。國(guó)家發(fā)改委、科技部、建設(shè)部、農(nóng)業(yè)部和水利部聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)節(jié)水技術(shù)政策大綱》明確指出:發(fā)展高效節(jié)水型農(nóng)業(yè)是國(guó)家的基本戰(zhàn)略,改進(jìn)田間灌水技術(shù)是農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點(diǎn)；鼓勵(lì)應(yīng)用精準(zhǔn)控制灌溉技術(shù)；提倡適時(shí)適量灌溉；加強(qiáng)農(nóng)作物水分生理特性和需水規(guī)律研究；積極研究作物生長(zhǎng)與土壤水分、土壤養(yǎng)分、空氣濕度