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智能农业灌溉系统应用方案

2017-11-02 15:00 来源:解决方案 标签:

一.系统简介

  水肥一体化技术又称灌溉施肥技术,是将滴灌与施肥结合在一起发展起来的一种现代先进农业技术。借助灌溉系统,利用灌溉系统中的水为载体,在灌溉的同时进行施肥,实现水和肥一体化利用和管理,使水和肥料在土壤中以优化的组合状态供给给作物吸收利用。按照作物生长需求,进行全生育期养分需求设计把作物所需要的水分和养分适时、定量、定时的根据植物不同的生长期按比例直接提供给作物。这样可使灌水量、灌水时间、施肥量、施肥时间都达到很高的精度,具有水肥同步、集中供给、一次投资、多年受益的特点,从而达到提高水肥利用率的目的。

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二、物联网灌溉系统的特点

1、将充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益。
2、通过物联网技术的应用,更加节水节能,降低灌溉的成本。
3、整体系统采用以物联网进行数据通讯,稳定性和实时性强。
4、数据处理能力强,响应速度快。
5、系统维护能力强,减轻用户负担。
6、低功耗软硬件系统设计,9V充电电池(配合小功率太阳能板)避免布线的不便。
7、实时监控大田灌溉商情、水情、水位信息。
8、实现自动、远程遥控、现场遥控遥测等功能。
9、通过手机在在各地实时掌控大田信息。
10、定时、定量、精准施肥的水肥机多种运行模式选择。
11、系统兼容多种视频监控设备。


三、水肥一体化设备组成

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四、水肥一体智能控制系统的特点


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(一)功能特点:

1、低功耗软硬件系统设计,9V充电电池(配合小功率太阳能板)避免布线的不便。
2、实时监控大田灌溉商情、水情、水位信息。
3、实现自动、远程遥控、现场遥控遥测等功能。
5、通过手机在在各地实时掌控大田施肥信息。
6、定时、定量、精准施肥的多种运行模式选择。


(二) 参数设置功能:

1、可以通过手机、遥控器或电脑对现场的环境参数(温湿度、土壤水份等)进行设置和修改。

2、可以通过手机、遥控器或电脑对现场执行设备控制模式进行设置和修改。

3、定时、定量、精准施肥的多种运行模式选择。


(三) 显示功能:

1、物联网水肥机上的数据,现场、远程、手机实现实时查询与监控。
2、后台监控系统可配大屏幕显示器,图形、表格等多种形式动态显示整个灌溉区运行情况,准确、直观、明了。
3、可配LED显示大屏,配置以太网控制卡、异地发布或显示现场的实时数据信息


(四) 报警功能:

1、当水肥一体系统出现故障。如执行设备损害、水管破裂等,立即停止水泵运行,并报警。


(五) 通信功能:

1、通过现场一体机、后台计算机、安卓智能手机查看、设置、修改参数。
2、采集数据上传后台机,供后台机进行数据处理和显示。
3、接收后台机发出的控制命令。       


(六) 数据处理功能:

1、物联网水肥机数据处理功能:能够对采集的数据进行记录、查询、跟踪、分析、判断、决策等数据处理功能。

     
(七) 控制功能:
1、 具有智能自动灌溉、定时自动灌溉、手机APP遥控灌溉、手动灌溉、定量自动灌溉、循环灌溉等多种模式,用户可根据需要灵活选用灌溉模式。
2、 具有定时自动施肥、手机APP遥控施肥、手动施肥模式,用户可根据需要灵活选用施肥模式。
3、 可实现控制中心(云平台),手机APP、现场遥控及现场手动等多种方式控制。


五、系统工作原理模式

1、灌溉模式:灌溉可以设定为灌溉自动模式、计时模式或者水量体积模式。自动模式下,低功耗物联网控制器内置(pm)公式计算ET策略。根据设定的土壤湿度以及土壤湿度变化速率,进行自动计算灌水定额。
2、水肥一体灌溉模式:可以设置施肥通道数,施肥时间,施肥比例。EC/PH动态调整施肥速度和混肥比例,设定反冲洗的时间,施肥量与灌溉量、施肥时间与灌溉时间设定功能。
3、系统有施肥量,总流量,土壤湿度,压力等参数的实时监控和报警设定。
4、系统有查看和设定灌溉任务。可以设定4组,可以指定任意年、月、日、时、分启动灌溉及施肥任务。
5、报表查询可查询系统近期的操作日志,以及温湿度,土壤PH数值,EC数值曲线图,更加全面系统运行状况及预警提示信息。系统记录对每个阀门的月用水量,用肥量,保持一年的数据。


六、工程实例图


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七.水肥一体化总结


1、养分水分高效利用--增加产量,改善品质。水肥一体化技术充分满足作物的水肥供应,改善作物生长环境,促进作物产量提高和产品质量的改善,提早收获、收获期长、作物一般增产10%-80%。缺少或过量施肥导致蔬菜品质变差,水肥一体化合理施肥使蔬菜正常生理生长,生产高品质蔬菜。
2、提高经济效益。水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质,节省投入的效益。应用水肥一体化技术可以做到节水40%、节肥30%、省工10%、增产10%-80%。
3、从浇地到浇作物的转变--节水。水肥一体化技术可以减少水分的下渗和蒸发,提高水份利用率。在露天条件下,滴灌施肥与传统灌溉相比,节水率达50%左右。与大水漫灌相比,节水率70%左右。

4、节肥。水肥一体化技术实现了平衡施肥和集中施肥,减少了肥料挥发和流失,以及养分过剩造成的损失,具有施肥简单、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。滴灌施肥提高地温,促进作物对肥料的吸收。在作物产量相近或相同的情况下,水肥一体化与传统技术施肥相比节约花肥40%-50%。
5、减轻病虫害发生,节药。水肥一体化技术提高了土壤通透性和降低了温室内空气湿度,增加作物的抗逆性,在很大程度上抑制了作物病害的发生,减少农药的投入和防治病害的劳力投入,微灌施肥每亩农药用量减少15%-30%,节省劳力15-20个。
6、保温降湿,改善作物生长环境。保护地栽培采用水肥一体化技术,滴灌施肥与常规畦灌施肥相比,空气湿度可降低8.5-15%。滴灌施肥比常规畦灌施肥为降湿的通风量少了,而通风引起的降温也少了,滴灌施肥地表积水少了,而水份的蒸发引起的降温也少了,有利保持棚内的温度。棚内温度一般高2-4℃,都有利于作物生长。
7、通过水肥一体化技术可以更高效的调控土壤根系的五大障碍:水渍化、盐渍化、PH、根区土壤透气性、土传病害。
8、改良土壤。采用水肥一体化技术、滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高2.7℃,增强了土壤微生物活性,促进作物对养分的吸收;减轻了因大水灌溉造成的土壤板结和团粒破坏程度,土壤容重降低,孔隙度增加,改善了土壤物理性质。
9、减少污染。肥料定量施用,水分只浸湿根系周围土壤,减少了深层渗漏的水量,即减少了随水流失的肥料量,减少了流失的肥料对地下水系统和土壤的环境的污染。
10、自动化程度大大提高--省工省力。水肥一体化滴灌技术应用管道进行灌溉和施肥,只需要打开阀门并将肥料溶解后倒入加肥系统,不需要下地,能节省大量的人工。滴灌施肥减少了浇水施肥和防治病虫害等劳力投入。




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