一.概述

水肥一體化技術(shù)是一項集灌溉和施肥于一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。水肥一體化是指在壓力系統(tǒng)(或地形自然落差)的幫助下，將可溶性固體或液體肥料，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配制成肥液和灌溉水，通過可控的管道系統(tǒng)供應(yīng)水肥，使水肥混合在一起，再通過管道、噴槍或噴嘴均勻、定時、定量地噴灑在作物發(fā)育區(qū)，使主發(fā)育區(qū)土壤始終保持疏松、適宜。同時，根據(jù)不同作物的需肥特點、土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量、需肥規(guī)律，進行不同生長期的需求設(shè)計，定期定量按比例直接向作物提供水分和養(yǎng)分。

二。水肥一體化系統(tǒng)示意圖

水肥一體化系統(tǒng)通常包括水源工程、頭樞紐、田間配水管網(wǎng)系統(tǒng)和灌水器四部分。在實際生產(chǎn)中，由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統(tǒng)可能只由一些設(shè)備組成。

三。水肥一體機

水肥一體機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括:控制柜、觸摸屏控制系統(tǒng)、肥料混合硬件設(shè)備系統(tǒng)和無線采集控制系統(tǒng)。支持pc和微信查看數(shù)據(jù)和控制前端設(shè)備；水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)可以幫助生產(chǎn)者方便地實現(xiàn)自動化水肥一體化管理。該系統(tǒng)由上位機軟件系統(tǒng)、區(qū)域控制柜、分路控制器、變送器和數(shù)據(jù)采集終端組成。通過與供水系統(tǒng)的有機結(jié)合，實現(xiàn)智能控制。可以智能監(jiān)控灌溉中的供水時間、肥料濃度、供水量。變送器(土壤濕度變送器、流量變送器等。)會實時監(jiān)控灌溉情況。當灌區(qū)土壤水分達到預(yù)設(shè)的下限值時，電磁閥可自動開啟，當監(jiān)測到的土壤含水量和液位達到預(yù)設(shè)的灌溉定額時，電磁閥系統(tǒng)可自動關(guān)閉。根據(jù)時間段，可以調(diào)度整個灌區(qū)的電磁閥輪流工作，可以手動控制灌溉和土壤水分收集。整個系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)電，降低勞動強度和勞動力投入成本。

四。施肥系統(tǒng)

水肥一體化施肥系統(tǒng)的原理由灌溉系統(tǒng)和肥料溶液混合系統(tǒng)兩部分組成。灌溉系統(tǒng)主要由灌溉泵、穩(wěn)壓閥、控制器、過濾器、田間灌溉管網(wǎng)和灌溉電磁閥組成。肥料混合系統(tǒng)由控制器、肥料灌溉器、施肥器、電磁閥、傳感器、混合罐和混合泵組成。

4.1:輸配水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

它由主管、支管和毛細管組成。主管一般采用PVC管，支管一般采用PE管或PVC管，管徑按流量分類配置。目前，毛管多采用嵌入式滴灌帶或帶側(cè)縫的迷宮式滴灌帶；大多數(shù)第一種和大口徑閥門是由鐵制成的。在主管或支管的首端進水口處設(shè)置閘閥，在支管和輔助管的進水口處設(shè)置球閥。

配水管網(wǎng)的作用是根據(jù)需要將第一次處理的水輸送到灌溉單位和發(fā)射器。毛管是微灌系統(tǒng)后面的管道。在滴灌系統(tǒng)中，就是滴灌管。在微注射系統(tǒng)中，微噴嘴安裝在毛細管上。

4.2.環(huán)境數(shù)據(jù)收集器

環(huán)境數(shù)據(jù)采集器由三部分組成:低功耗氣象傳感器、低功耗氣象數(shù)據(jù)采集控制器和計算機氣象軟件?？梢酝瑫r監(jiān)測大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、輻射、光照等多種氣象要素。具有高精度、高可靠性的特點，可實現(xiàn)定時氣象數(shù)據(jù)采集、實時時間顯示、氣象數(shù)據(jù)定時存儲、氣象數(shù)據(jù)定時上報、參數(shù)設(shè)置等功能。

4.3:無線閥門控制器

閥門控制器是從現(xiàn)場工作站接收指令并執(zhí)行指令的下端。閥門控制器直接與設(shè)置在管網(wǎng)中的電磁閥連接。收到現(xiàn)場工作站的指令后，它控制電磁閥的開啟和關(guān)閉。同時還可以采集現(xiàn)場信息，上傳到現(xiàn)場工作站。一個閥門控制器可以控制多個電磁閥。

電磁閥是控制田間灌溉的閥門，電磁閥的安裝位置和數(shù)量由田間節(jié)水灌溉設(shè)計輪換灌溉組的劃分決定。

4.4:發(fā)射器系統(tǒng)

微灌微灌具有灌溉流量小、灌溉持續(xù)時間長、灌溉周期短、工作壓力小等優(yōu)點，可以精確控制灌溉量，將水分和養(yǎng)分直接輸送到作物根部附近的土壤中。

動詞 （verb的縮寫）系統(tǒng)功能:

5.1.用水量控制和管理

實現(xiàn)兩級水量計量，出口流量監(jiān)測作為本區(qū)域總水量計量，通過各支管壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)實時計算出各支管的輪灌水量。結(jié)合閥門自動控制功能，實現(xiàn)了各閥門控制單元的用水量統(tǒng)計。同時水泵引入流量控制。當總用水量超過時，將通過遠程控制限制該區(qū)域的用水量。

5.2:運行狀態(tài)的實時監(jiān)控

通過水位和視頻監(jiān)控，可以實時監(jiān)控滴灌系統(tǒng)的水源狀況，及時發(fā)出缺水預(yù)警。

通過水泵電流電壓監(jiān)測、出水口壓力流量監(jiān)測、管網(wǎng)支管流量壓力監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統(tǒng)維護人員，保證滴灌系統(tǒng)有效運行。

5.3:閥門自動控制功能

通過對農(nóng)田土壤墑情信息、小氣候信息和作物生長信息的實時監(jiān)測，采用無線或有線技術(shù)實現(xiàn)閥門的遠程控制開關(guān)和定時輪灌開關(guān)。根據(jù)采集到的信息，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)作物需水量和灌溉輪灌情況，自動開啟水泵和閥門，實現(xiàn)無人值守自動灌溉，分段控制，防止人為誤操作。

5.4:電腦顯示平臺

通過物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化智能監(jiān)控平臺，可以為用戶提供傳感器數(shù)據(jù)、遠程圖片采集、傳輸、存儲、處理、報警信息發(fā)送等服務(wù)。該平臺為用戶提供了方便、經(jīng)濟、有效的集中分區(qū)遠程監(jiān)控整體解決方案。通過物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控平臺，用戶可以不受時間和地點的限制，實時監(jiān)控、管理、觀看和接收被監(jiān)控目標的報警信息。

5.5:移動終端

建立手機系統(tǒng)，客戶可以使用微信客戶端直接控制和查看實時數(shù)據(jù)。手機具有手動開啟和關(guān)閉電磁閥、水泵等設(shè)備的功能。

5.6:運維管理功能

包括系統(tǒng)維護、狀態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)運行的現(xiàn)場管理；實現(xiàn)區(qū)域用水量計量管理的遠程決策管理、旱澇預(yù)測的專家決策、信息發(fā)布等功能；以及水、電、灌溉量、維護、材料消耗等的統(tǒng)計和成本核算。，生成灌溉設(shè)備定期維護計劃，記錄維護情況，實現(xiàn)灌溉工程精細化維護和運行管理。

節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)可以充分發(fā)揮現(xiàn)有節(jié)水設(shè)備的作用，優(yōu)化調(diào)度，提高效益。通過自動控制技術(shù)的應(yīng)用，可以節(jié)水節(jié)能，降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量，使灌溉更加科學(xué)、方便，提高管理水平。

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