水肥一体化物联网智能管控系统V4.6

任务来源：

技术领域：农村水利

技术来源：该项目的技术成果主要来自于“十二五”科技支撑项目“灌区高效节水灌溉标准化技术模式及设备”、国家自然科学基金项目“滴灌均匀系数对土壤水氮分布与作物生长的影响及其标准研究”。

技术原理

水肥一体化物联网智能管控系统由：①综合管控云平台；②农情信息采集系统；③现场级灌溉施肥控制器；④田间电磁阀，共4个主要部分组成。安装在田间的农情信息系统采集土壤墒情、作物长势、空气温湿度、太阳辐射、风速、风向等多指标，并将这些数据发送给农业综合管控云平台，然后云平台依据这些数据制定灌溉、施肥决策，并将灌溉施肥决策下发给现场级灌溉施肥控制器，现场级灌溉施肥控制器依据接受到的指令，进行智能配肥，并控制田间电磁阀的启闭进行水肥一体化灌溉。

技术特色

（1）综合管控云平台可依据农情信息系统上报的气象、墒情等多参数，进行灌溉施肥决策，制定适宜的灌溉施肥方案。同时，云平台基于公网与分布在不同地区的多台现场级灌溉施肥控制器进行实时通讯，可远程掌握多个灌溉现场的情况，并控制灌溉、施肥过程，可实现灌溉现场的无人值守，降低了灌溉管理的劳动强度。
（2）综合管控云平台可对分布在全国不同地区的多台现场级灌溉控制器的灌溉、施肥数据进行存储、展示与综合对比分析。通过多年的灌溉施肥数据的积累，可通过大数据分析，挖掘不同地区典型作物产量、长势、品质与灌溉、施肥的关系，以得到更科学的灌溉施肥决策。
（3）现场级灌溉施肥控制器（安装在泵房内）与田间电磁阀之间采用两线解码器系统进行通讯。与传统的多线控制系统相比，两线解码器运行更稳定、可靠，易于扩展，同时田间布线量比多线系统减少90%以上。
（4）单台现场级灌溉施肥控制器基于模块化设计，单个模块控制电磁阀多达127个。控制器可增加至6个编码器模块，控制能力可达127×6=762个电磁阀。可满足目前规模化农业生产的需求。

技术指标

（1）现场级灌溉施肥控制器单个编码器模块的电磁阀控制能力多达127个，控制器可增至6个模块，控制器的控制能力为127×6=762个电磁阀。
（2）施肥灌溉系统运行稳定，野外环境下，平均无故障运行时间可达3000h以上。
（3）水肥一体化灌溉云智能管控系统对电磁阀开关状态的反馈准确度为96%。对管网流量、压力监测偏差小于3%，田间墒情监测偏差小于3%。
（4）针对规模化经营的设施农业生产（50栋温室及以上），经测算，相比以往的人工控制模式，采用水肥一体化物联网智能控制系统，可节约劳动力80%以上。

应用范围及前景

适用于大型农场或规模化农业生产的水肥一体化智能灌溉，大型社区的绿地、高尔夫球场以及园林景观的水肥一体化智能灌溉。
集约化和规模化的农业发展趋势对传统手动控制的滴灌、喷灌等节水灌溉形成挑战。该技术利用现代科学技术对传统灌溉技术进行升级改造以适应现代农业发展模式的新需求。通过将灌溉、施肥的管理与互联网结合，不仅实现了适时、快速和适量灌溉，又能利用其平台专家水肥管理模型的优势进行降雨、气温和风速等气象监测和土壤干湿状况的墒情监测，实现精准的灌溉、施肥。同时，通过结合互联网可以实现远程灌溉施肥的综合管理，大幅节约农业劳动力的投入，解决目前农业劳动力不足的问题。
典型应用案例：
农业园区水肥一体化物联网智能控制系统、设施蔬菜水肥一体化物联网智能控制系统。

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