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智能水肥一体化灌溉系统

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智能水肥一体化灌溉系统





一、系统概述

       随着农业物联网技术的发展与应用,推动了水肥一体化的进步,基于农业物联网技术的农田水肥一体化智能灌溉系统可以对不同作物的需水、需肥规律以及土壤环境和养分含量状况,自动对水、肥进行检测、调配和供给,在提高灌溉用水效率的同时又实现了对灌溉、施肥的定时、定量控制,不仅能够节水节肥节电,并且还能够减少劳动力的投入,降低人工成本。

       该系统广泛应用于大田、旱田、温室、果园等种植灌溉作业。



二、水肥一体化系统原理图


       水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术借助压力系统(或地形自然落差),将肥料按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量,喷洒在作物发育生长区域,使生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同作物的需肥特点,土壤环境和养分含量状况,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。



.水肥一体化系统组成

       水肥一体化系统通常包括水源工程、部枢纽、过滤系统、田间输配水管网系统和控制软件平台部分还会配套田间气象监测站、土壤墒情监测站。在实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同,水肥一体化自动施肥系统可能仅由部分设备组成。

      水源工程
       
江河、渠道、湖泊、井、水库均可作为水源,只要水质符合灌溉要求,均可作为灌溉的水源。为了充分利用各种水源进行灌溉,往往需要修建引水、蓄水和提水工程,以及相应的输配电工程,这些统称为水源系统。

       水源工程主要涉及的控制系统有水泵启停控制系统,蓄水池水位远程监测系统等。根据泵房内的水泵、管路等,可灵活设计。

水泵变频控制系统



      首部枢纽系统

       其首部枢纽系统主要包括水泵、过滤器、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备(水肥一体机)和自动化控制设备。首部枢纽担负着整个系统的驱动、检控和调控任务,是全系统的控制调度中心。


      过滤系统

       过滤设备是水肥一体化应用的必备设备,部分使用者错误的认为井水或其他水源很干净,不需要过滤,而事实上井水经常含有粗砂、细砂和一些化学物质,堵塞滴头。


       因此,必须根据水源、水质、灌水器流道尺寸等精心选择过滤设备。常用的过滤器有离心式过滤器、筛网式过滤器、叠片式过滤器、砂石过滤器等。

       石家庄圣启科技提供常用的几种过滤器选择,具体方案可咨询客服。

 

      水肥一体机

       水肥一体机是整个智能水肥灌溉系统的核心。水肥一体机以自控单元为核心,通过传感检测技术、微处理器技术、计算机技术等信息化技术,实现水肥供应的自动管理和分配。系统根据用户设定好的施肥比例、施肥时间及循环模式、EC/pH平衡条件等各种逻辑组合,由控制器通过一组注肥器电磁阀门和一套EC/pH监测系统适时适量定比例地将将各种肥料注入到灌溉管道中,自动完成施肥任务,合理控制水肥供应。

 



       用户通过操作触摸屏进行管控,控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,节水节肥、省力省时、提高产量,专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。


 





      输配水管网系统

  由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材,支管一般采用PE管材或PVC管材,管径根据流量分配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带;部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的端进水口设闸阀,支管和辅管进水口处设球阀。

      输配水管网的作用是将部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器,毛管是微灌系统的末一管道,在滴灌系统中,即为滴灌管,在微喷系统中,毛管上安装微喷头。



      无线阀门控制系统

       通过对种植区土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测,采用无线或有线技术,实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息,结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门,实现无人职守自动灌溉,分片控制,预防人为误操作。

       阀门控制终端直接与管网布置的电磁阀相连接,接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制,一阀门控制终端可控制多个电磁阀。


       电磁阀是控制田间灌溉的阀门,电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。


      环境数据采集土壤墒情监测系统(田间气候监测系统)

       水肥一体化控制是以土壤墒情测试数据作为基础,根据土壤墒情监测规范要求设计,不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分,还可根据用户需求增加探头,监测土壤温度和土壤电导率,土壤PH值等,以及空气温度湿度,光照强度,风速风向,二氧化碳,雨量等信息。圣启科技可提供多达16种气象参数的监测采集系统。

四、智能水肥一体化灌溉系统云平台


         软件系统由水肥电脑管理平台软件、水肥手机APP软件两款软件系统组成,将实现电脑端平台+移动终端+农业设施控制柜的互联互通双向通信应用。

       软件系统可成为管理和控制完整信息的平台,配置不同的功能模块是为了能够实现对应现场环境的信息采集、管理和控制。

       电脑平台

      水肥一体化电脑管理平台主要实现功能包括如下:

(1)可在PC端自定义设置不同时间段内水肥灌溉流量程序的开启或关闭,系统会按已设程序进行自动灌溉。
(2)PC端可查询历史灌溉记录,及启动某个程序记录。
(3)PC端可查询Ph及Ec数据,进水量,进水压力等历史数据及时实数据。也可对施肥系统进行远程控制园区灌溉。
(4)可在PC端自动控制水肥系统的开启和关闭,进水泵开启关闭,出水泵开启关闭等操作。
(5)平台须有环境采集及墒情监测功能。
(6)平台须具有水池水位监测功能,并可根据水位设置与水泵联动,实现水泵强停控制。
(7)管理平台:平台运行、存储及管理升级。

      手机APP


水肥一体化手机APP软件主要实现功能包括如下:
(1)可在手机端自定义设置不同时间段内水肥灌溉流量程序的开启或关闭,系统会按已设程序进行自动灌溉。
(2)手机端可查询历史灌溉记录,及启动某个程序记录。
(3)手机端可查询Ph及Ec数据,进水量,进水压力等历史数据及时实数据。也可对施肥系统进行远程控制园区灌溉。
(4)可在手机端自动控制水肥系统的开启和关闭,同时也能够控制进水泵开启关闭,出水泵开启关闭等操作。
(5)可接进控制功能联动。



      视频监控
       视频监控系统能将节水灌溉区域现场的实时图像和数据等信息准确、清晰、快速地传送到信息中心,信息中心能够实时、直接地了解和掌握各被监控现场的实际情况。同时,信息中心的管理人员根据监测到的灌溉区域情况做出相应的处理,因此能有效地管理灌溉设施的运行情况及灌溉区域的动态。


智能水肥一体化系统主要配置表(仅供参考,实际配置请咨询客服












甘肃华亭县



山东菏泽




                                                                                                                            

        
          


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