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智能水肥一體化系統設計方案

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北京九州晟欣科技有限公司

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產品簡介

肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。水肥一體化是借助壓力系統（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量，浸潤作物根系發育生長區域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據不同的作物的需肥特點，土壤環境和養分含量狀況；蔬菜不同生......

詳細介紹

產品詳情

一、概述
水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。水肥一體化是借助壓力系統（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量，浸潤作物根系發育生長區域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據不同的作物的需肥特點，土壤環境和養分含量狀況；蔬菜不同生長期需水，需肥規律情況進行不同生育期的需求設計，把水分、養分定時定量，按比例直接提供給作物。

二、水肥一體化技術在農業生產中的重要作用
1. 節水省肥：
滴灌水肥一體化，直接把作物所需要的肥料隨水均勻的輸送到植株的根部，作物“細酌慢飲”，大幅度地提高了肥料的利用率，可減少50%的肥料用量，水量也只有溝灌的30%-40%。
2.省工，省時：
傳統的溝灌、施肥費工費時，非常麻煩。而使用滴灌，只需打開閥門，合上電閘，幾乎不用工。
3.減輕病害：
大棚內作物很多病害是土傳病害，隨流水傳播。如辣椒疫病、番茄枯萎病等，采用滴灌可以直接有效的控制土傳病害的發生。滴灌能降低棚內的濕度，減輕病害的發生。
4. 控溫調濕：
冬季使用滴灌能控制澆水量，降低濕度，提高地溫。傳統溝灌會造成土壤板結、通透性差，作物根系處于缺氧狀態，造成漚根現象，而使用滴灌則避免了因澆水過大而引起的作物漚根、黃葉等問題。
5. 水肥均衡：
采用滴灌，可以根據作物需水需肥規律隨時供給，同時也更加能促進養分的吸收。

三、經濟效益分析
注：“節本增收”中包含節省人工費、肥料、農藥

四.水肥一體化技術介紹
一套完整的水肥一體化系統通常包括水源工程、首部樞紐、田間輸配水管網系統和灌水器等四部分，實際生產中由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統可能僅由部分設備組成。

4.1水肥一體化系統原理圖

五.水肥一體化系統組成
5.1水源系統
江河、渠道、湖泊、井、水庫均可作為水源，只要水質符合灌溉要求，均可作為灌溉的水源。為了充分利用各種水源進行灌溉，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相應的輸配電工程，這些統稱為水源系統。
5.2首部樞紐系統
其首部樞紐系統主要包括水泵、過濾器、壓力和流量監測設備、壓力保護裝置、施肥設備（水肥一體機）和自動化控制設備。首部樞紐擔負著整個系統的驅動、檢控和調控任務，是全系統的控制調度中心。

5.2.1水肥一體機
水肥一體機系統結構包包括：控制柜、觸摸屏控制系統、混肥硬件設備系統、無線采集控制系統。支持pc端以及微信端實施查看數據以及控制前端設備；新普惠水肥一體化智能灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

系統配置如下

項目	內容
控制方式	·時間控制：設定時間灌溉
	·肥水比例：設定流量比例來控制水肥比
	·外部信號控制：土壤濕度控制水泵開關
	·無線控制：無線采集傳感器值及控制
電磁閥（區間數）	·共分為6個區間（可擴展）
系統特征	·肥料控制：肥料供應量百分比來控制
	·流量控制：根據各個大棚內流量傳感器的值判斷閥門狀態
	·可選擇施肥或者直接灌溉
	·灌溉使用原灌溉網絡的壓力不需要加壓泵
	·報警及停止：超出壓力上限值時發出報警及停止運行
	·報警及停止：超出土濕上限值時發出報警及停止運行
	·一鍵灌水：緊急灌水（手動灌水）
	·臨時停止：一鍵停止運行功能
	·灌溉區域閥門采集使用無線傳輸節約拉線成本
硬件特征	·液晶觸摸屏顯示
	·耐腐蝕材料及配件
	·控制柜

5.2.2兩大平臺
電腦云端界面
用戶信息查詢與操作入口應支持大部分瀏覽器，使得與設備無關。簡單，免于安裝，易于使用。農業物聯網系統平臺可成為管理和控制的完整農莊信息
系統和控制管理平臺，配置不同的功能模塊可靈活地實現對應現場環境的信息采集、控制和管理。

依托物聯網云平臺軟件，控制混肥泵等設備，實現智能施肥系統在手動模式、自動模式、時間段模式以及閾值控制模式下自動控制。

手動模式

手動模式即為人為手動控制個個泵以及閥門實現灌溉施肥的目的。手動模式適用于在施肥灌溉情況較復雜時，通過人為的干預，達到施肥灌溉目的。采用此種方式，需要有一定的技術專業知識作為支撐，

自動模式
自動模式即為對園區種植作物固定，在一段時間內執行相同的命令，實現相同的功能下使用，此操作節省人力，使施肥灌溉自動化、智能化。
時間段模式

時間段模式即為預設時間，在相應的時間段內執行相應的命令，實現各區的灌溉施肥的目的。

閾值模式
閾值模式即為上下限模式，工作在此模式下，當采集的墑情或其他數據達到預設的閥值時，設備自動運行，執行相應的開啟或關閉泵或閥門的命令。

移動終端
建立手機系統，客戶直接采用微信客戶端就可以控制和查看實時數據，手機端具有手動啟動、關閉電磁閥，水泵等設備功能。

5.2.3過濾系統
過濾系統的主要類型有：
介質過濾系統：
砂石介質過濾器主要用來處理水中有機雜質和藻類，主要適用于開放性水源如：水庫、池塘及渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。

離心過濾系統：
離心式過濾器的工作原理由高速旋轉水流產生的離心力，將沙粒和其他較重的雜質從水體中分離出來，它內部沒有濾網，也沒有可拆卸的部件，保養維護很方便，它主要適用于井水或含沙量較大的渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。

疊片過濾系統：
疊片式過濾器清洗簡單方便，過流能力大，過濾效果非常好，并且易于控制。通常作為二級過濾。

網式過濾系統：
單層過濾，過濾效果一般，但使用維護簡單，常用于水質較好，或者用于二級過濾。

全自動反沖洗過濾器：
當達到一定的壓差時，或設定的時間內系統自動進入反沖洗狀態，控制器控制閥門改變水流方向，過濾器底部單向隔膜關閉主通道，反沖洗進入四組噴嘴通道，和噴嘴通道連接的活塞腔內的水壓上升，活塞向上運動克服彈簧對疊片的壓力，并在疊片組頂部釋放活塞空間，同時反沖洗水從四組噴嘴通道上面的35*4個噴嘴沿疊片切線的方向高速噴射，使疊片旋轉并均勻分開，噴洗水噴洗疊片表面，將截留在疊片上的雜質噴洗甩出。當反沖洗結束時，水流方向再次改變，疊片再次被壓緊，系統重新進入過濾狀態。

5.2.4施肥系統
水肥一體化施肥系統原理由灌溉系統和肥料溶液混合系統兩部分組成。灌溉系統主要由灌溉泵、穩壓閥、控制器、過濾器、田間灌溉管網以及灌溉電磁閥構成。肥料溶液混合系統由控制器、肥料灌、施肥器、電磁閥、傳感器以及混合罐、混合泵組成。按照控制方式的不同，施肥系統可分為兩大類：一類是按比例供肥，其特點是以恒定的養分比例向灌溉水中供肥，供肥速率與滴灌速率成比例。如文丘里注入法和供肥泵法。另一類是定量供肥，又稱為總量控制，其特點是整個施肥過程中養分濃度是變化的，不能實現精確施肥，如壓差式施肥罐法，

壓差式施肥罐：
該施肥系統簡單，便宜不需要外部動力就可以達到較高的稀釋倍數。同樣，該系統也存在如無法精確控制灌溉水中的肥料流速和養分濃度、無法實現自動化操作等缺陷，

文丘里施肥器：
文丘里施肥器主要由閥門、文丘里、三通、彎頭等幾個部分連接而成。其原理是由于水流運動時流速不同從而產生壓力差，利用壓力差將液體肥料壓入輸水管網中的一種施肥裝置。
文丘里施肥器的優點：①省肥，省力，省工，省成本；
②可降低對作物根系的損傷；減少土壤板結；
③使施肥量達到均勻一致，施肥深度一致，施肥距離保持一致
文丘里施肥器的缺點：壓力損失較大，吸肥量受壓力波動的影響，一般適用灌區面積不大的場合（溫室大棚和小規模農田）。為保障系統中保持穩定壓力，需要配置增壓泵。

泵吸肥法：
泵吸肥法主要是用于有泵加壓的灌溉系統，主要用于有統一管理的種植區，水泵一邊吸水，同時一邊吸肥。主要結合施肥桶使用，主要原理是利用離心泵吸水管內形成的負壓將肥料溶液吸入管網系統。通過調節肥液管上閥門或者水肥一體機上的浮子流量計，可以控制施肥速度，肥水在管網輸送中自行均勻混合，不需人工配置溶度。
泵吸肥法的優點:不需外加動力，結構簡單，操作方便，施肥時調節肥液管上的閥門或水肥一體機上的浮子流量計，控制施肥速度和比例，實現精準施肥。
泵吸肥法的缺點:施肥時要有人看管，當肥液快完的時立即關閉吸肥管的上的閥門，但如果采用新普惠智能水肥一體機，就可以自己流速設置灌溉和施肥時間，避免人一直在現場。

泵注肥法：
泵注肥法的原理利用加壓泵將肥料溶液注入有壓力管道，通常泵產生的壓力必須大于輸水管的水壓，否則肥料無法注入。
泵注肥法的優點:施肥速度可控性強，施肥濃度均勻一致，操作方便，不消耗系統壓力。
泵注肥法的缺點：泵注肥法需要單獨配置施肥泵，成本較高。

5.2.5 保護/控制系統：
測控保護裝置包括水表、壓力表、止回閥、空氣閥、減壓閥等。減壓閥是保持閥門下游的壓力一致；空氣閥是灌溉系統中的保護性設備之一，它通過排出或向系統中補充空氣，從而消除因空氣對系統造成的各種不利影響；止回閥是防止介質倒流的閥門。
檢測裝置最基本的是EC/pH檢測，在整個配肥過程中，肥液EC和pH的控制對于作物來說是至關重要的，否則達不到施肥效果，因此，系統需要實時監測EC/pH的變化，并及時通過調配水肥比例和注酸通道對EC/pH進行有效控制；除EC/pH檢測外，肥料罐（池）及混肥罐液位的實時變化、管道壓力、流量等參數也需要進行檢測，以保證整個系統的正常、穩定工作。

5.3輸配水管網系統
由干管、支管、毛管組成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管徑根據流量分級配置,毛管目前多選用內鑲式滴灌帶或邊縫迷宮式滴灌帶；首部及大口徑閥門多采用鐵件。干管或分干管的首端進水口設閘閥，支管和輔管進水口處設球閥。
輸配水管網的作用是將首部處理過的水, 按照要求輸送到灌水單元和灌水器，毛管是微灌系統的最末一級管道，在滴灌系統中，即為滴灌管，在微噴系統中，毛管上安裝微噴頭。

5.4無線閥門控制器
閥門控制器是接收由田間工作站傳來的指令并實施指令的下端。閥門控制器直接與管網布置的電磁閥相連接，接收到田間工作站的指令后對電磁閥的開閉進行控制，同時也能夠采集田間信息，并上傳信息至田間工作站，一個閥門控制器可控制多個電磁閥。
電磁閥是控制田間灌溉的閥門，電磁閥由田間節水灌溉設計輪灌組的劃分來確定安裝位置及個數。

6.灌水器系統
微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延續時間較長，灌水周期短，需要的工作壓力較低，能夠較精確的控制灌水量，能把水和養分直接地輸送到作物根部附近的土壤中去。按灌水時水流出流方式的不同，可以將微灌分為四種形式。

（1）滴灌
滴灌是通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器將水一滴一滴地，均勻而又緩慢地滴入作物根區附近土壤中的灌水形式。由于滴水流量小，水滴緩慢入土，因而在滴灌條件下除緊靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀態外，其他部分的土壤水分均處于非飽和狀態，土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴散。
（2）地表下滴灌
地表下滴灌是將全部滴灌管道和灌水器埋入地表下面的一種灌水形式，這種灌水形式能克服地面毛管易于老化的缺陷，防止毛管損失或丟失，同時方便田間作業。與地下滲灌相比，區別是僅濕潤部分土體。
（3）微型噴灑灌溉
利用折射式、輻射式或旋轉式微型噴頭將水噴灑在枝葉上或樹冠下地面上的一種灌水形式，簡稱微噴。微噴即可以增加土壤水分又可提高空氣濕度，起到調節田間小氣候的作用。
（4）涌泉灌溉
涌泉灌溉是通過安裝在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式使水流入土壤的一種灌水形式。涌泉灌溉的流量比滴灌和微噴灌大，一般都超過土壤的入滲速度。為了防止產生地表徑流，需要在涌水器附近挖一小水坑或滲水溝以分散水流。涌泉灌溉尤其適合于果園和植樹造林林木的灌溉。
微灌的優點
省水微灌可以非常方便地將水灌到每一株植物附近的土壤中，經常維持較低的水壓力滿足作物生長需要。微灌具有以下諸多優點：
（1）省水、省工、節能。
（2）灌水均勻。微灌系統能夠做到有效地控制每個灌水器的出水流量，灌水均勻度高，一般可達80%~90%。
（3）增產。微灌能適時適量地向作物根區供水供肥，為作物根系活動層土壤創造了很好的水、熱、氣、養分狀況，因而可實現穩產，提高產品質量。
（4）對土壤和地形的適應性強。微灌的灌水強度可根據土壤的入滲特性選用相應的灌水器，并對其調節，不產生地表徑流和深層滲漏。微灌是采用壓力管道將水輸送到每棵作物的根部附近，可以在任何復雜的地形條件下有效工作，甚至在某些很陡的土地或在亂石灘上種的樹也可以采用微灌。
微灌的缺點
灌水器易堵塞
滴水器中很小的水流通道堵塞是滴灌應用中最主要的問題，檢測堵塞是很困難的，堵塞使毛管管路出水不均，嚴重時會使整個系統無法正常工作，甚至報廢。
鹽分積累
當在含鹽量高的土壤上進行滴灌或是利用咸水滴灌時，鹽分會積累在濕潤區的邊緣，若遇小雨，這些鹽分可能會被沖到作物根區而引起鹽害。這時需進行沖洗，必要時輔以噴灌或地面灌溉。在沒有充分沖洗條件的地方或是秋季無充足降雨的地方，則不要在高含鹽量的土壤上進行滴灌或利用咸水滴灌。
可能限制根系的發展
由于微灌只濕潤部分土壤，加之作物的根系有向水性，這樣就會引起作物根系集中向濕潤區生長。
總之，微灌的適應性較強，使用范圍較廣，各地應根據當地的自然條件、作物種類等因地制宜地選用。
微灌工程設計
1.滴灌系統田間布置
（1）毛管和滴頭布置：滴頭的布置形式取決于作物種類、種植方式、土壤類型、當地風速條件、降雨以及所選用的滴頭類型，還需同時考慮施工、管理方便、對田間農作的影響及經濟因素等。
條播密植作物
大部分作物如棉花、玉米、蔬菜、甘蔗等均屬于條播密植作物，需采用較高的濕潤比，一般宜大于60%。毛管和滴頭的用量相應較多。這時毛管順作物行向布置，滴頭均勻地布置在毛管上，滴頭間距為0.3-1m，毛管有2種布置形式：1.每行作物一根毛管，當作物行間距超過1m和輕質土壤（一般為沙壤土、沙土）時，采用這種布置形式。
2.每2行或多行作物一條毛管。當作物行間距小于1m時，考慮使用每2行作物布置一根毛管，當間距小于0.3m時，宜考慮多行作物一條毛管
果園
果樹的種植間距變化較大，從0.5m*0.5m到6m*6m。因此毛管和滴頭的布置方式也很多。
1.一行果樹布置一條毛管。當樹形較小，土壤為中壤以上的土壤時，采用一行果樹布置一條毛管比較適宜。滴頭沿毛管的間距為0.5-1.0m，視土壤情況而定，一般要求能形成一條濕潤帶。
2.一行果樹布置二條毛管。當樹行距較大（一般大于4m）土壤為中壤以上的土壤時，采用一行果樹布置兩條毛管布置形式較適宜。
3.當果樹間距較大（一般大于5m）或在極干旱地區，可考慮曲折毛管和繞樹毛管布置形式。優點在于，濕潤面積近于圓形，與果樹根系的自然分布一致。在成齡果園建設滴灌系統時，由于作物根系發育完善，可采用這種布置方式。
干、支管布置
干、支管的布置取決于地形、水源、作物分布和毛管的布置。其布置應達到管理方便、工程費用小的要求。在山丘地區，干管多沿山脊布置或沿等高線布置。支管則垂直于等高線，向兩邊的毛管配水。在平地，干、支管應盡量雙向控制，兩側布置下級管道，可節省管材。

3.首部樞紐布置
一個滴灌系統能否正常、方便安全的運行，發揮其效益，除了須十分謹慎選用灌水器外，還須更為謹慎地選擇首部樞紐。同時，過濾器是關鍵所在，一旦過濾器出現故障，會在很短的時間內將成千上萬只灌水器堵塞，造成滴灌系統報廢。如果水源距灌溉地塊較近時，首部系統一般安裝在泵站附近，以便運行管理。

噴灌系統
用專門的管道系統和設備將有壓力送至灌溉地段并噴射到空中形成細小水滴灑到田間的一種灌溉方法。
噴灌的優點
（1）節約用水
（2）增加農作物產量、提高農作物品質
（3）節省勞力
（4）適應性強：噴灌是將水直接噴曬在天面上，并且在一定條件下不產生徑流，所以在土壤透水性強或地形坡度較大的條件下仍可以采用噴灌，在大多數情況下無需為灌溉而平整土地和控制地面坡度。
噴灌的缺點
（1）噴灑作業受風的影響
（2）設備投資高，噴灌系統工作壓力較高，對設備的耐壓要求也高，從而設備投資一般較高。
（3）耗能較高噴灌則要利用水的壓力使水流破碎成水滴并且噴灑到規定范圍內，顯然噴灌需要多消耗一部分能源。
（4）噴灌工程—田間管道系統的布置設計
田間管道系統的布置取決于田塊的形狀、地面坡度、耕作與種植方向、灌溉季節的風速風向、噴頭的組合間距等情況，需進行多方案比較，擇優選用，主要有以下兩種形式。1.豐字形布置 2.梳齒形布置
田間管道系統布置的原則
（1）應符合噴灌工程規劃的要求
（2）噴灑支管應盡量與耕作和作物種植方向一致
（3）噴灑支管平行等高線布置，如果條件限制，至少也應盡量避逆坡布置
（4）在風向比較恒定的噴灌區，支管垂直于主風向布置，應盡量避免平行主風向布置。
（5）噴灑支管與上一級管道的連接，應避免銳角相交，支管鋪設應力求平順、減少折點。
在貫徹以上原則時，有時會出現矛盾，這時應根據具體情況進行比較，分清主次，因地制宜地確定布置方案。

六.農業物聯網系統
6.1 農業物聯網—土壤墑情監控系統
“智慧農業監控系統”立足現代農業，融入的“物聯網、移動互聯網、云計算”技術，借助個人電腦、智能手機，實現對農業生產現場氣象、土壤、水源控制的實時監測，并對大棚、溫室的灌溉、通風、降溫、增溫等農業設施實現遠程自動化控制。結合視頻直播、智能預警等強大功能，系統可幫助廣大農業工作者隨時隨地掌握農作物生長狀況及環境變化趨勢，為用戶提供一套高效便捷、功能強大的農業監控解決方案。系統包括監控中心、報表中心、任務中心。
土壤墑情監測系統能夠實現對土壤墑情（土壤濕度）的長時間連續監測。用戶可以根據監測需要，靈活布置土壤水分傳感器；也可將傳感器布置在不同的深度，測量剖面土壤水分情況。系統還提供了額外的擴展能力，可根據監測需求增加對應傳感器，監測土壤溫度、土壤電導率、土壤PH值、地下水水位、地下水水質以及空氣溫度、空氣濕度、光照強度、風速風向、雨量等信息，從而滿足系統功能升級的需要。土壤墑情監測系統能夠全面、科學、真實地反映被監測區的土壤變化，可及時、準確地提供各監測點的土壤墑情狀況，為減災抗旱、施肥灌溉提供了重要的基礎信息。

系統構成
土壤墑情監測系統主要由監控中心、通信網絡、遠程監測設備和土壤墑情檢測設備四部分構成。
◆ 監控中心
硬件主要由服務器、計算機、交換機、打印機等組成。軟件主要有操作系統軟件、數據庫軟件、土壤墑情監測系統軟件組成。
◆ 通信平臺
包括中國移動GPRS網絡和INTERNET公網。系統計劃采用公網專線的組網方式，監控中心需具備可上外網的固定IP地址。
◆ 遠程監測設備
遠程監測設備可根據供電類型分為市電供電土壤墑情監測終端、太陽能供電土壤墑情監測終端和電池供電土壤墑情監測終端。針對土壤墑情監測點分散分布、不易布線的特點，建議選用太陽能供電型土壤墑情監測終端。
◆ 土壤墑情檢測設備
根據監測需求，可采用1路土壤水分傳感器實現單點墑情檢測；也可采用多路土壤水分傳感器，并將傳感器布置在不同的深度，實現監測點的剖面土壤墑情檢測。
系統功能及特點
土壤墑情監測系統可實現全天候不間斷監測。現場遠程監測設備自動采集土壤墑情實時數據，并利用GPRS無線網絡實現數據遠程傳輸；監控中心自動接收、自動存儲各監測點的監測數據到數據庫中。系統主要功能如下：
● 符合墑情監測規范SL 364-2006。
● 實時監測土壤水分，各監測點可靈活進行單路測量或多路剖面測量。為施肥灌溉提供重要的基礎信息。
● 土壤水分超過預先設定的限值時，立刻通過GPRS上報告警信息給用戶，為遠程施肥控制提供農田環境信息。
● 可擴展土壤溫度、電導率、PH值以及地下水參數、氣象參數等監測功能。
● 數據采集、存儲頻率可靈活調整，可遠程設置監測設備工作參數。
● 遠程監測設備只在采集數據時才給傳感器供電，一方面節約了能源，另一方面避免了因長期供電導致土壤物理性質變化所形成的測量誤差。
● 支持GPRS、短消息、局域網等多種通訊方式，推薦采用GPRS無線通訊。
● 可同時將監測數據上報至多個中心。
● 具備監測數據、報警數據的統計、分析功能，數據報表可導出、可打印輸出。
● 監測系統軟件具備GIS功能，可在地圖上顯示各監測點的詳細分布位置。
土壤墑情傳感器
土壤墑情傳感器是一款高精度、高靈敏度的土壤水分測量儀器,通過測量土壤的介電常數，能直接穩定地反映各種土壤的真是含水量。本傳感器具有功耗低，體積小，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單等特點。
● 采用優質塑料管，可防老化，更耐土壤中酸堿鹽的腐蝕;
● 用環氧樹脂做為密封材料，可長期浸泡水中而不會發生滲漏;
● 測量精度高，性能可靠，受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質;
● 采用抗沖擊包裝，運輸存儲更安全；
● 具有電源線、地線、信號線多向防誤接保護。
本傳感器適用于節水農業灌溉、溫室大棚蔬菜、花卉園藝、草地牧場、土壤速測、植物培養、科學試驗等領域。

6.2 農業物聯網—智能溫室監控系統
智能溫室控制系統是專門為農業溫室、農業環境控制、氣象觀測開發生產的環境自動控制系統。可測量風向、風速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農業環境要素，根據溫室植物生長要求，自動控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，自動調控溫室內環境，達到適宜植物生長的范圍，為植物生長提供環境。溫室控制系統可以使溫室運行于經濟節能狀態，實現溫室的無人值守自動化運行，降低溫室能耗和運行成本。該系統已成為目前為止的溫室環境控制系統。

功能及特點
① 根據目前正在施工和目前已經存在的溫室，實現單個溫室作物生長情況的相關數據在線檢測，如每個溫室的空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度、光照強度等，實現遠程對這些參數的監測。
單個溫室具備協調生長的自動化設備的集中控制：
（1）滴灌功能
（2）卷簾/遮陽控制
（3）天窗/側窗控制（可選）
（4）風機控制（可選）
采用現代化的通訊設備將溫室組成網絡系統,并且進行集中控制，從而節省運行成本，提高生產力。溫室大棚智能管理系統的任務目標：通過目前的光纖網絡以及GPRS、CDMA無線網絡建造一個現代化溫室大棚環境監控系統。
（1）棚內控制系統中的數據采集器，可自動監測和采集農作物環境的溫濕度、光照以及CO2濃度等參數。
（2）實現棚內自動化設備的遠程控制，如通風、卷簾升降、滴灌控制、燈光控制等。
（3）溫室大棚智能管理系統的組網設計。采用光纖和光電轉換技術將分布多點的溫室組成可靠的光纖通訊網絡，實現遠程設備的操作和相關數據的報警提示等。
（4）實現溫室大棚的集中控制。幫助種植者做全面細致的數據分析，將數據通過網絡和相關的通訊協議傳遞給上位數據存儲和顯示區域，實現遠程的數據采集。

技術參數

	設備配置	說明
傳感器	空氣溫度	傳感器是溫室控制系統中的感知層，主要是為控制系統提供數據保障，實現控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等控制設備，自動調控溫室內環境，達到適宜植物生產的范圍，為植物生長提供環境。
	空氣濕度
	光照強度
	土壤水分
	土壤溫度
	二氧化碳
數據采集	數據采集器	數據收集、分析、上報
系統控制	智能控制系統	通過設定的控制邏輯，控制各種設備運行，調節室內環境
電源	供電電源	AC220V(市電)或太陽能等多種供電方式
通訊	通訊系統	可采用有線、WIFE、無線GPRS等
電氣柜		開關、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、插頭、指示燈等。用戶選配

6.3農業物聯網—水肥一體化智能灌溉系統
九州空間水肥一體化智能灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

6.3農業物聯網—水肥一體化智能灌溉系統
九州空間水肥一體化智能灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

系統功能：
6.3.1用水量控制管理
實現兩級用水計量，通過出口流量監測作為本區域內用水總量計量，通過每個支管壓力傳感采集數據實時計算各支管的輪灌水量，與閥門自動控制功能結合，實現每一個閥門控制單元的用水量統計。同時水泵引入流量控制，當超過用水總量將通過遠程控制，限制區域用水。
6.3.2運行狀態實時監控
通過水位和視頻監控能夠實時監測滴灌系統水源狀況，及時發布缺水預警；通過水泵電流和電壓監測、出水口壓力和流量監測、管網分干管流量和壓力監測，能夠及時發現滴灌系統爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統維護人員，保障滴灌系統高效運行。
6.3.3閥門自動控制功能
通過對農田土壤墑情信息、小氣候信息和作物長勢信息的實時監測，采用無線或有線技術，實現閥門的遙控啟閉和定時輪灌啟閉。根據采集到的信息，結合當地作物的需水和灌溉輪灌情況制定自動開啟水泵、閥門，實現無人職守自動灌溉，分片控制，預防人為誤操作。
6.3.4運維管理功能
包括系統維護、狀態監測和系統運行的現場管理；實現區域用水量計量管理、旱情和灌溉預報專家決策、信息發布等功能的遠程決策管理；以及對用水、耗電、灌水量、維護、材料消耗等進行統計和成本核算，對灌溉設施設備生成定期維護計劃，記錄維護情況，實現灌溉工程的精細化維護運行管理。
節水灌溉自動化控制系統能夠充分發揮現有的節水設備作用，優化調度，提高效益，通過自動控制技術的應用，更加節水節能，降低灌溉成本，提高灌溉質量，將使灌溉更加科學、方便，提高管理水平。
6.3.5移動終端APP
方便管理人員通過手機等移動終端設備隨時隨地查看系統信息，遠程操作相關設備。
6.4 農業物聯網—無線閥門控制系統
無線閥門控制器是專門為農業溫室、農業環境控制開發生產的環境控制系統。可測量風速、風向、溫度、濕度、雨量、土壤溫濕度等農業環境要素，根據植物生長要求，控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，為植物生長提供環境。無線閥門控制器配套的有“中間件”上位機軟件，用戶可以通過該軟件查看實時環境狀況，實現對環境的遠程監控，并可通過”中間件”實現對多路繼電器的開關控制，這為農業種植帶來了極大的便利。同時，由于設備采用無線通信方式，這大大降低了設備的安裝成本和環境要求。
A. 智能化可定制多路氣象監測
無線閥門控制器功能全面，數據測量精度高，最多可采集多達十幾項環境要素的數據；同時具備軟件配置繼電器輸出，可以控制多個溫室設備。核心部件采用高性能工業微處理器為主控CPU，運行安全可靠。便攜式防震結構，工業控制標準設計，適合在惡劣環境中使用。
B. 無線采集控制
中端設備定時輪詢獲取每個終端設備的數據以及繼電器狀態，并通過中端設備上傳至中間件，或者其他采集器，在與其他設備連接時可采用多種方式進行通訊，因而可方便集成到其他設備上，中端設備在和終端設備通訊時采用無線通信方式，通訊距離遠，通訊信號安全穩定可靠。終端設備可采用低功耗工作方式，在接電不方便的地方也可長時間工作。

系統功能：
6.3.1用水量控制管理
實現兩級用水計量，通過出口流量監測作為本區域內用水總量計量，通過每個支管壓力傳感采集數據實時計算各支管的輪灌水量，與閥門自動控制功能結合，實現每一個閥門控制單元的用水量統計。同時水泵引入流量控制，當超過用水總量將通過遠程控制，限制區域用水。
6.3.2運行狀態實時監控
通過水位和視頻監控能夠實時監測滴灌系統水源狀況，及時發布缺水預警；通過水泵電流和電壓監測、出水口壓力和流量監測、管網分干管流量和壓力監測，能夠及時發現滴灌系統爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統維護人員，保障滴灌系統高效運行。
6.3.3閥門自動控制功能
通過對農田土壤墑情信息、小氣候信息和作物長勢信息的實時監測，采用無線或有線技術，實現閥門的遙控啟閉和定時輪灌啟閉。根據采集到的信息，結合當地作物的需水和灌溉輪灌情況制定自動開啟水泵、閥門，實現無人職守自動灌溉，分片控制，預防人為誤操作。
6.3.4運維管理功能
包括系統維護、狀態監測和系統運行的現場管理；實現區域用水量計量管理、旱情和灌溉預報專家決策、信息發布等功能的遠程決策管理；以及對用水、耗電、灌水量、維護、材料消耗等進行統計和成本核算，對灌溉設施設備生成定期維護計劃，記錄維護情況，實現灌溉工程的精細化維護運行管理。
節水灌溉自動化控制系統能夠充分發揮現有的節水設備作用，優化調度，提高效益，通過自動控制技術的應用，更加節水節能，降低灌溉成本，提高灌溉質量，將使灌溉更加科學、方便，提高管理水平。
6.3.5移動終端APP
方便管理人員通過手機等移動終端設備隨時隨地查看系統信息，遠程操作相關設備。
6.4 農業物聯網—無線閥門控制系統
無線閥門控制器是專門為農業溫室、農業環境控制開發生產的環境控制系統。可測量風速、風向、溫度、濕度、雨量、土壤溫濕度等農業環境要素，根據植物生長要求，控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，為植物生長提供環境。無線閥門控制器配套的有“中間件”上位機軟件，用戶可以通過該軟件查看實時環境狀況，實現對環境的遠程監控，并可通過”中間件”實現對多路繼電器的開關控制，這為農業種植帶來了極大的便利。同時，由于設備采用無線通信方式，這大大降低了設備的安裝成本和環境要求。
A. 智能化可定制多路氣象監測
無線閥門控制器功能全面，數據測量精度高，最多可采集多達十幾項環境要素的數據；同時具備軟件配置繼電器輸出，可以控制多個溫室設備。核心部件采用高性能工業微處理器為主控CPU，運行安全可靠。便攜式防震結構，工業控制標準設計，適合在惡劣環境中使用。
B. 無線采集控制
中端設備定時輪詢獲取每個終端設備的數據以及繼電器狀態，并通過中端設備上傳至中間件，或者其他采集器，在與其他設備連接時可采用多種方式進行通訊，因而可方便集成到其他設備上，中端設備在和終端設備通訊時采用無線通信方式，通訊距離遠，通訊信號安全穩定可靠。終端設備可采用低功耗工作方式，在接電不方便的地方也可長時間工作。

關鍵詞：自動化控制控制柜數據采集