农业灌溉是我国的用水大户，其用水量约占总用水量的70％。据统计，因干旱我国粮食每年平均受灾面积达两千万公顷，耗损粮食占全国因灾减产粮食的 50％50％。耐久以来，由于技术、维护水平落后，招致灌溉用水糜费十分严重，农业灌溉用水的使用率仅40％40％。假设依据监测土壤墒情信息，及时控制灌溉机遇和水量，能够有效提高用水效率。而人工定时测量墒情，不但消耗大量人力，并且做不到及时监控；采用有线测控系统，则须要较高的布线本钱，不便于扩展，并且给农田耕作带来不便。因而，设计一种基于无线传感器网络的节水灌溉控制系统，该系统首要由低功耗无线传感网络节点议决ZigBee自组网方式构成，从而防止了布线的不便、灵敏性较差的缺陷，完成土壤墒情的延续在线监测，农田节水灌溉的自动化控制，既提高灌溉用水使用率，缓解我国水资源日趋紧张的矛盾，也为作物生长提供良好的生长环境。
基于无线传感器网络的节水灌溉管制系统是针对我国农业灌溉用水效率低下、资源浪费严重的问题而设计的一种现代化解决方案。农业灌溉占据了我国总用水量的70%，但利用率仅为40%，因此，提高灌溉用水效率至关重要。该系统利用无线传感器网络技术，特别是ZigBee自组网协议，来实现对农田土壤湿度的实时监测和自动化灌溉控制。
ZigBee是一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术，适用于大规模网络部署。它由应用层、网络层、介质访问控制层和物理层组成，支持星型、树状和网状三种网络拓扑。在节水灌溉系统中，ZigBee网络包含全功能设备（FFD）和简化功能设备（RFD）。FFD作为网络协调器和网关，负责网络构建、数据收集和与监控中心的信息交换，而RFD则作为数据采集节点，用于监测土壤湿度。
系统架构包括无线传感节点、无线路由节点、无线网关和监控中心。每个无线传感节点配备温湿度传感器，持续监测土壤状况，并根据预设阈值判断灌溉需求。节点通过太阳能电池供电，当电池电压过低时，会发送报警信号。无线网关通过GPRS与监控中心通信，传输墒情数据和控制指令。
硬件设计主要包括传感器节点模块和无线通信模块。传感器节点采用TDR-3A型土壤温湿度传感器，能准确测量温度和湿度，并将模拟信号转化为数字信号通过ZigBee网络发送。无线通信模块基于ZigBee和GPRS，前者用于传感器节点间的短距离通信，后者用于长距离的监控中心通信，确保数据在整个网络中的有效传输。
通过这种基于无线传感器网络的灌溉控制系统，不仅可以提高灌溉效率，减少水资源浪费，还可以降低人力成本，避免有线系统带来的布线困难和农田作业阻碍。此外，该系统具备自动组网功能，方便扩展，适应性强，有助于推动我国农业节水技术的发展，保障粮食生产，并缓解水资源紧张问题。
