21世纪以来,水资源短缺一直是困扰世界各国的严重问题。人口不断增长和工业的快速发展给淡水资源本就短缺的中国农业带来了前所未有的巨大压力。而灌溉用水始终是农业生产过程中消耗比重最大的部分,同时人工成本不断上涨及先进网络技术的持续创新使智能化的节水灌溉方案成为研究热点。Android系统作为一款开源的移动设备操作系统,以其丰富的硬件选择、友好的交互界面、强大的运算处理能力和庞大的用户人群而逐步替代由传统单片机完成单一控制功能的方案,而近年来发展迅速的无线局域网(WLAN)技术和数据可视化技术也为Android系统在农业远程监控方面奠定了技术基础。为顺应发展趋势,本文在详细分析节水灌溉系统需求的基础上,设计了一款科学、高效、实用的基于Android平台的节水灌溉控制系统。系统主要由一个搭载Android系统的主控制器、多个农田参数采集与灌溉控制子节点和一个气象站子节点组成。主控制器是系统的核心,作为中心节点与各子节点通过WiFi通信方式组成星型无线局域网,主要负责通信管理、数据存储与分析、灌溉决策与控制;农田参数采集与灌溉控制子节点负责对农田多种参数的实时采集,并通过无线局域网发送至主控制器,接收主控制器的灌溉指令,控制灌溉电磁阀的通断;气象站子节点负责当地气象信息的实时采集并发送至主控制器。运行在主控制器上的应用软件是系统的关键技术,应用软件基于Eclipse平开发并采用了MVC架构,分为基础模块、远传模块和功能模块。基础模块包含动画欢迎界面、登录界面和设置界面;远传模块设计了WiFi、GPRS和GSM三种通信连接方式。功能模块包含主菜单模块、气象站模块、天气预报指导灌溉决策模块和历史模块。主菜单是节水灌溉控制系统的中枢模块,具备农田参数显示、控制指令发送、数据定时刷新、阈值报警、设备状态查看等功能。气象站模块用于获取本地气象信息并传输至主控制器,添加了根据未来气象变化指导灌溉决策功能。历史模块中可将农田参数保存成单独文件,利用数据可视化技术将历史数据绘制成图表。最后,对系统进行了详细测试,编写了通信协议,在硬件仿真环境下进行数据采集、指令传输、警报提醒和灌溉决策等功能测试。实测证明应用软件运行状况良好,通信连接稳定,各项功能指标正常,可以满足节水灌溉控制工作的需求。