园林灌溉智能控制器M. D. Dukes摘要在过去的十年里，许多制造商和已节水传播者试图减少过度灌溉, 已经开发了的智能灌溉控制器。
相关法律已经在加利福尼亚州和得克萨斯州被引入，并在佛罗里达州强制或激励使用这些控制器通过。
由于智能控制器的有利的结果，它们的使用正在增加，如已用于新的住宅和轻型商用灌溉系统的安装和改造。
然而，许多使用正式实验设计和统计分析对照研究研究表明大量节省40 ％的任何地方的水70％以上使用这些设备时，实际节省较大的中试规模的项目表明，可节省通常小于10 ％。
原因显而易见，潜在的节约和实现节约试点项目都与缺乏之间的分歧：高灌用户目标（无论是相对或绝对规模），教育承包商和最终用户，并及时跟进评估节约用水。
此外，许多科研智能控制器已在潮湿的地区，较高的节能潜力可能是由于只需要补充降雨灌溉进行。
未来试点项目应包括全面的教育组成部分，旨在灌溉站点潜在的灌溉节约基于气候变量（即高灌用户）估计园林灌溉需求。
关键词： ET、蒸散量、灌溉协会、灌溉控制器、智能水应用技术、短信、土壤湿度传感器智能灌溉控制器由农田水利会定义为控制器，“估计或可用植物土壤水分测量损耗，以经营一个灌溉系统，如同时尽量减少多余的水分利用需要补充水。
经过适当编程的智能控制器需要进行初始设置，并将使灌溉制度的调整，包括运行时间和所需的周期，在整个灌溉的季节无需人工干预“（灌溉协会，2007）。
因此，智能控制器测量灌溉系统变量和调节灌溉控制，以保持充足的水分条件。
通常有两种类型的智能控制器：气候学基础的控制器，也称为蒸散量（ET）的控制器，土壤水分传感器（SMS）的控制器。
雨水传感器（RS）或雨交换机是另一种类型的控制机制，是在控制技术，应对气候条件的灌溉园林，但不是技术上控制器的背景下讨论。
基于土壤水分灌溉控制的概念并不新鲜，在20世纪80年代在农业中已经使用（如，穆尼奥斯- Carpena等，2005;。
Smajstrla和Locascio，1996），以及在草坪灌溉（Snyder等人，1984）。
这些早期的努力通常用于切换负压计，这是比较简单的，但需要日常维护进行适当的性能（穆尼奥斯- Carpena等，2005）。
已经有一些尝试，商业目的下，园林灌溉用电阻土壤水分控制为基础的（如石膏块），但这些产品都没有成功，从来没有得到推广。
因此，基于负压计自动控制仍然主要是一个研究课题，并没有被广泛使用的商业同样，基于ET估计自动化已经有超过二十年，中央控制系统，用于商业和高尔夫灌溉，常常与集成现场气象站联合构成系统。
然而，这些系统仍然相对昂贵，不适合轻型商用或住宅景观灌溉。
1996年，一项由美国自来水厂协会研究基金会（AWWARF，现在水研究基金会，WRF）成立了称为住宅最终用途水（REUWS）的研究（Mayer等人，1999）。
在这项研究中，在美国各地的12个城市中超过1000个家庭选择在两个星期期间进行了密切监测（即，分分钟记录）饮用水使用模式来表示夏季和冬季用水量（即捕捉到高和低需求，其中高需求包括室外使用）。
本研究的目的是评估室内饮用水使用的各种类别，以明白的可能是最好的应用节约用水工作的地方。
随着研究的副产品，户外使用也被确定。
总使用的最大组成部分是户外使用，占总量的58％，其中大部分是园林灌溉。
在家庭，厕所和洗衣机是最大的用途，用水量分别为11％及9％。
此外，尽管区域和气候变化，在家庭中，人均用水量是相对恒定的（〜261L人次，1个D-1）。
高峰饮用水需求受灌溉使用驱动。
地面灌溉系统用水量增加了35％，而自动灌溉定时器，增加消费47％。
毫不奇怪，灌溉利用深受气候和水的价格影响。
本研究与定量园林灌溉相关的峰值需求与总体积的大小。
智能灌溉控制器定位于小型灌溉系统（小于16区，但往往4-8）已经成为可用于轻型商用和住宅市场。
第一气候型控制器（ET控制器）被引入美国西部 ET 控制器的最早记载研究是在尔湾牧场试点研究，加利福尼亚州，在1998-1999年，在此标准洒水控制器（打卡钟）进行了修改，以接受一个ET信号，并相应地调整灌溉（亨特等人，2001）。
有趣的是要注意，所有在此期间开发的智能控制器为小型创业公司。
自那时以来，规模较大的制造商已经开发，购买，或通过智能控制技术。
灌溉协会制定了一项计划，智能水应用技术（SWAT），旨在推广和激励采用节水灌溉技术，如智能控制器（灌溉协会，2011）。
由于SWAT计划的一部分，测试协议已经开发出基于对计量或按单个控制器估计气候变量为期30天的测试测量灌溉运行时间为一个虚拟的景观评估ET控制器的性能。
在测试结束时，控制器打进了他们的灌溉充足率（衡量下灌溉）和调度效率（衡量过度灌溉）。
正在开发中。
本文总结了智能控制器的测试和性能的文献报道，从调查研究到中试规模的实现。
在报道灌溉节约各种项目的差异将随着该技术的未来实施的建议进行讨论。
蒸散为基础的控制器ET为基础的控制系统已经使用了很多年;然而，类似的短信为基础的控制系统，直到最近的技术还没有可靠的或价格低廉的广泛的园林灌溉应用。
这些系统的最古老的类型是由完整的气象站，与一个控制器通常用于大型灌区，如高尔夫球场接口。
然而，一个完整的气象站费用数千元，需要经常维护精确测量。
ET 是基于由一个天气站测得的气象参数来计算，并且无论是某种类型的土壤水分平衡（SWB）的连续计算由控制器或运行时间的时间相对于历史峰值ET（非主观幸福感控制器）真正的调整。
以住宅及商业ET为基础的灌溉控制有几种方法。
共同所有的这些方法都编入控制器，以从被灌溉的景观中指定的变量设定。
例如，大多数控制器都包含设置变量，如株型，植株密度，阴影，斜面和自动喷水灭火应用率。
这些变量是用来调整参考蒸散量（ETO; ASCE-EWRI，2005），以匹配特定的景观灌溉区和计算土壤水分消耗和运行时间。
具体方法不尽相同控制器制造商，但基本的方法来推导经贸办事处如下：•信号为基础的：气象数据，无论是从公开来源或与气象站网络协议收集和ETO计算。
E要数据，然后通过无线通信发送到控制器。
某些控制器发送的天气数据和蒸散值，然后计算该控制器。
在这两种情况下，该办事处的值是基于某种类型的点气象资料，或对点数据的区域插值。
在ET控制器调节灌溉运行时间，浇水天，或两者根据不断变化的一年四季的气候。
•历史：这种方法适用于ET控制器使用一个预编程的蒸散曲线为不同的区域。
资格作为一个智能控制器，曲线必须由传感器进行修改，诸如温度或太阳辐射传感器，其测量现场的气候条件。
这种方法的一个变化是常见的非SWB控制器。
这些设备通常根据测得的气候调节用户输入的最大季节性运行时间变量，如太阳辐射和温度。
最大运行时间应根据在最大时令日蒸散控制器的选择输入（即，历史曲线的峰值）。
•现场测量天气：天气数据在控制器测量现场，以连续计算ETO，和灌溉是根据天气条件使用一个SWB或自上次事件灌溉更换ET调整。
经济贸易办事处的数据应用程序由制造商和产品而异。
有些设备的目标是保持最大允许消耗之间计算土壤水分含量（MAD）和田间持水量（FC）。
最简单的控制器都是非SWB的设备。
一般来说，大多数控制器与任何类型的SWB有设置如下：•土壤类型，定义可用的持水能力。
•设备型号，调节蒸散估计到东部工厂（ETC）。
•发射器/应用率，等深度转换为运行时的分钟。
某些控制器还具有设置为百分比坡度，百分之色光，以及其它自定义输入。
（2009年）表明，ET控制器在一份研究研究阴谋导致平均节省43％的灌溉比较典型的房主时间表，在草坪质量没有降低。
此外，储蓄分别为60％，在冬季的几个月。
德维特等。
（2008）报道，基于信号的ET控制器，减少灌溉，平均20％家在拉斯维加斯，内华达州，相比家园房主调度灌溉。
然而，在1316的ET控制器家减少水的使用，三院的实际增加了灌溉。
麦克里迪等。
（2009）报道ET 控制器节约灌溉相比，在试验田典型的房主灌溉制度介乎25％至63％。
戴维斯和杜克斯（2012）总结和回顾ET控制器的研究在美国佛罗里达州的结果。
他们发现，ET控制器可以配合季节性需求灌溉的应用，特别是减少灌溉在冬天的时候设备的需求正在显着降低。
此外，他们还指出，当ET控制器施加到网站灌溉低于工厂的需求水平，这些控制器可能会增加灌溉。
正确地占了降雨对大多数测试的ET控制器的挑战。
土壤水分传感器的控制器两种类型的控制方法使用土壤水分传感器（SMS）控制器。
最简单的是被称为旁路控制，其中一个SMS控制器串联连接用一个计时器来控制电磁阀。
在旁通控制时，SMS控制器具有用户可调节的阈值设定，使得在预定的时间为基础的灌溉事件被绕过，如果土壤水分含量超过用户调节门槛。
应当指出的是，简单的基于SMS的控制器操作在中断模式中，由此将传感器只要土壤湿度超过可调阈值的中断控制电路。
近年来，研究适用于风景（表1）加速旁路短信控制系统。
卡德纳斯-Lailhacar等。
（2008年）显示，平均可节省72％的灌溉与相对于房主灌溉制度与定时器的四个品牌手机短信控制器。
这四个相同的短信控制器必须在干燥条件下可节约34％（卡德纳斯-Lailhacar等，2010）。
灌溉节省下的相对干燥条件相同的区域介乎11％至下最佳的阈值设置53％，但仍表明，由于过度房主时间表浪费的灌溉，同时保持良好的草坪质量（麦克里迪等人，2009）减少。
理想情况下，土壤湿度传感器应安装在每个灌溉根区域中。
如果传感器系统仅包含一个土壤湿度探测器，则该探测器应安装在灌溉区，将最经常需要灌溉，和所有其他的灌溉区域的运行时间应减少到最小化过度浇水。
在这种系统中，与传感器的灌溉区域作为整个景观是否将接收灌溉的指标。
在实践中，其中只有一个传感器控制整个灌溉系统（例如，对家在佛罗里达州西南部）配置旁通短信系统已显示了65％，以减少灌溉相比，用家只计时器（Haley和杜克斯，2012）。
卡德纳斯-Lailhacar和杜克斯（2012）提出了一个详细的总结和回顾短信的研究。
从表2中可以看出，没有出现过大幅度的大小中试短信灌溉控制器项目到今天为止，并与ET控制器几个示范项目。
雨水传感器另一类型的装置已被用于景观灌溉多年是雨传感器，有时也被称为雨水开关。
尽管不认为是一个智能控制器，如SMS和ET的控制器，雨传感器中断计时器和电磁阀之间的信号响应于降雨。
这些设备可能包括一个杯子，抓住降雨和在杯子或者使用重量或依赖于杯中水进行电信号。
比较常见的，但是，是使用吸湿性磁盘中的电磁阀'电路打开一个开关，当磁盘响应润湿扩展扩展盘雨量传感器。
传统打卡钟，雨水传感器的接线时启动中断阀门的普通电线。
这些设备可以连接，并在事实上被作为标准装备了一些ET控制器上，以现场降雨响应。
大多数扩展盘传感器具有可调整的设定值造成开路（即灌溉中断），以不同的金额降雨。