数字灌区是一个复杂的系统工程，需要一套先进的、可靠的和完善的测控技术实现方法，首先需要可靠实用的硬件，这些硬件首先必须要有抗各种恶劣环境的能力，因为我们灌区设备环境都是潮湿的，有时甚至是要在水下的环境工作的，这就要求我们的电子硬件具有高等级的IP68防水功能。在数字灌区内使用的硬件需要防水功能以外，还需要有合适的通讯传输功能的硬件，这个通讯传输硬件不可能只采用一种通讯网就能简单解决的，必须要有局部的通讯和远距离通信，近程物联网和远程互联网的上网功能，它是全网融合，互联互通的，多种网关互相配合的通讯系统。数字系统数据是多种多样的、使用场景十分不同，操作人员知识技能结构不同等，现场操作员工除了必须经过培训以外，还需要针对是有着巨大差异的管理队伍，选择合适的硬件设备，对于终端使用的产品来说，必须要在安装、使用和维护上简单化，理想的使用产品必须要达到以下的要求：

(1)终端尽量小型化，降低产品成本；

(2)设备安装方便，让用户不需要很多知识轻松自助安装；

(3)尽可能实现少维护，最好免维护，这样需要终端的续航时间长，产品尽量设计成终身免换电池或免充电的一次性消耗品。

数字灌区需要搭建以硬件设备、通讯、数据、模拟和分析决策的功能实现为核心的系统架构。实现数字灌区需要在技术上实现以下软硬件内容：

网络层 

网络层为信息共享和数据传输提供云服务平台基础，网络的配置根据实际情况采用公用云服务器和本地云服务器相结合的方式。 

数据层 

数据层通过建立所有与灌区相关数据的模型或结构，使应用层能够更方便、更快捷地获得各种灌区数据，完成灌区的应用构建。数字灌区孪生模型需要海量的、异构的数据，还要兼顾人机交互的应用。数据格式的建立必须遵循水利部门相关标准，以便为上级或下级系统提供数据接口。

应用层 

应用层建立在大数据和云计算的基础上，通过建立各种应用模型如作物生长模拟模型、配水模型等，提供农村用水与灌区管理相关的应用功能。如灌区配水计量和服务、统计分析、灌区数字孪生、预报决策等。 表示层 表示层以浏览器和APP为载体，直接面向从事灌区工作的各级人员和灌区用水户提供其所需要的相关用水和配水管理功能和服务。 

执行层 

执行层实现放水的水闸（阀）群、水泵站群、堰坝群的工况远程测控、远程数据收集和分析处理技术，实现灌区调度决策指令执行，以及执行后状态工况收集，设备状态数据精准修正，来水数据收集、蓄水数据收集和用水量数据收集的全过程测控与调度，包括感知设备和控制设备的各类感知器、控制器、调节器和执行器的协调测控。