智能灌溉、水肥一體化系統(tǒng)

北京盟創(chuàng)偉業(yè)科技有限公司經(jīng)多年學(xué)習(xí)、實(shí)踐、應(yīng)用，研發(fā)出一套適合溫室灌溉水肥一體化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)專為大田、溫室灌溉水肥一體化設(shè)計(jì)，具有完整的設(shè)備安裝、自動(dòng)化調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)端自動(dòng)控制、手機(jī)移動(dòng)端互動(dòng)等現(xiàn)代化灌溉模式，操作簡(jiǎn)便，易學(xué)易用，基層實(shí)用的智能灌溉水肥系統(tǒng)。

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)(或地形自然落差)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過(guò)可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過(guò)管道、噴槍或噴頭形成噴灌、均勻、定時(shí)、定量，噴灑在作物發(fā)育生長(zhǎng)區(qū)域，使主要發(fā)育生長(zhǎng)區(qū)域土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時(shí)根據(jù)不同的作物的需肥特點(diǎn)，土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況，需肥規(guī)律情況進(jìn)行不同生育期的需求設(shè)計(jì)，把水分、養(yǎng)分定時(shí)定量，按比例直接提供給作物。
??一、水肥一體化系統(tǒng)原理
??水肥一體化系統(tǒng)通常包括灌溉首部樞紐、環(huán)境墑情監(jiān)測(cè)和田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)等三部分，實(shí)際生產(chǎn)中由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統(tǒng)可能僅由部分設(shè)備組成。

二、灌溉首部系統(tǒng)

灌溉首部包含進(jìn)水泵、電源控制柜、砂石過(guò)濾器、自動(dòng)反沖洗疊片過(guò)濾器、自動(dòng)水肥一體機(jī)、管線及配電控制房等設(shè)備設(shè)施，提供水源，滿足灌溉水肥需求。

（一）砂石過(guò)濾器

砂石過(guò)濾器又稱石英砂過(guò)濾器，砂濾器，它是通過(guò)均質(zhì)等粒徑石英砂形成砂床作為過(guò)濾載體進(jìn)行立體深層過(guò)濾的過(guò)濾器，常用于一級(jí)過(guò)濾。其主要是采用砂石作為濾料過(guò)濾。

砂石過(guò)濾器是介質(zhì)過(guò)濾器之一，其砂床是三維過(guò)濾，具有較強(qiáng)的截獲污物的能力，適合深井水過(guò)濾、農(nóng)用水處理、各種水處理工藝前道預(yù)處理等，可用于工廠、農(nóng)村、賓館、學(xué)校、園藝場(chǎng)、水廠等各種場(chǎng)所。在所有過(guò)濾器中，用砂石過(guò)濾器處理水中有機(jī)雜質(zhì)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)最為有效，這種過(guò)濾器濾出和存留雜質(zhì)的能力很強(qiáng)，并可不間斷供水。只要水中有機(jī)物含量超過(guò)10mg/L時(shí)，無(wú)論無(wú)機(jī)物含量有多少，均應(yīng)選用砂石過(guò)濾器。

根據(jù)灌溉工程用量及過(guò)濾要求，可單獨(dú)使用，也可多個(gè)組合或與網(wǎng)式過(guò)濾器、疊片過(guò)濾器組合使用。作為網(wǎng)式、疊片過(guò)濾器的初級(jí)過(guò)濾。提高網(wǎng)式、疊片過(guò)濾器的過(guò)濾效果。

（二）自動(dòng)反沖洗疊片過(guò)濾器

全自動(dòng)疊片過(guò)濾器自帶電子控制裝置，可使用時(shí)間間隔和壓力差控制反沖洗的所有步驟。一旦設(shè)定完畢，即可長(zhǎng)期使用。自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器在不中斷工作的情況下在數(shù)秒內(nèi)完成整個(gè)自動(dòng)反沖洗過(guò)程。由設(shè)定的時(shí)間或壓差信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)反洗，反洗閥門改變過(guò)濾單元中水流方向，過(guò)濾芯上彈簧被水壓頂開(kāi)，所有盤片及盤片之間的小孔隙被松開(kāi)。位于過(guò)濾芯中央的噴嘴沿切線方向噴水，使盤片旋轉(zhuǎn)，在水流的沖刷與盤片高速旋轉(zhuǎn)離心力作用下，截留在盤片上的物體被沖洗出去，因此用很少的自用水量即可達(dá)到很好的清洗效果。然后反洗閥門恢復(fù)過(guò)濾位置，過(guò)濾芯上彈簧再次將盤片壓緊，回復(fù)到過(guò)濾狀態(tài)。反沖洗用水均為系統(tǒng)過(guò)濾過(guò)的水。

精確過(guò)濾，可根據(jù)用水要求選擇不同精度的過(guò)濾盤片，有20微米、55微米、100微米、130微米、200微米、400微米等多種規(guī)格，過(guò)濾比大于85%。

（三）自動(dòng)水肥一體機(jī)

自動(dòng)施肥灌溉系統(tǒng)，能夠執(zhí)行精確的施肥控制過(guò)程，是一款直接連接到灌溉主管路前端或通過(guò)旁通管路連接到灌溉區(qū)域的施肥系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以與任何灌溉系統(tǒng)或任何灌溉首部簡(jiǎn)單而快速的相連接，可用于已建成的農(nóng)田灌溉和溫室灌溉中。

標(biāo)準(zhǔn)配置清單：

1、一套灌溉控制器，中文智能操作界面。

2、一個(gè)不銹鋼防腐施肥泵（ 1.5HP ）。

3、一套 EC/PH 檢測(cè)單元。

4、一個(gè)包括終端連接端子的電動(dòng)控制配電柜。

5、3 個(gè)文丘里注肥泵，每一個(gè)注肥泵的流量最高可達(dá) 400 升/小時(shí)。

7、3 個(gè)可視可調(diào)肥料流量計(jì)。

6、3 個(gè)施肥電磁閥。

8、3 個(gè)單向閥。

9、1 個(gè)電子流量計(jì)（標(biāo)配 DN50)。

10、1 個(gè)壓力變送器。

11、1 個(gè)壓力表。

12、1 個(gè)空氣閥。

13、1 個(gè)疊片過(guò)濾器（標(biāo)配 DN40）。

14、3 個(gè)肥料桶(標(biāo)準(zhǔn)配置 100L)。

15、3 個(gè)肥料過(guò)濾器及管路。

16、鋁合金機(jī)架，堅(jiān)固美觀耐用。

17、耐腐蝕 SUPVC 管件。

標(biāo)配系統(tǒng)功能：

1. 中文操作系統(tǒng)，人機(jī)友好界面，提供安全密碼設(shè)置，方便用戶權(quán)限管理和系統(tǒng)安全運(yùn)行。

    

    

   2、支持灌水量或灌溉時(shí)間控制系統(tǒng)運(yùn)行，支持土壤濕度傳感自動(dòng)控制，提供可選灌溉程序 10 個(gè)（可擴(kuò)展到 50 個(gè)）。

   3、標(biāo)準(zhǔn)控制 10 個(gè)灌溉電磁閥；可擴(kuò)展到 50 個(gè)。

    

    

    

    

   4、標(biāo)準(zhǔn)接３路注肥器（用戶可根據(jù)實(shí)際需要額外增加注肥器，最多擴(kuò)展到８路）,根據(jù)肥料配比

   設(shè)定 EC/PH 值或采用標(biāo)準(zhǔn)配方（農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)）進(jìn)行自動(dòng)施肥。

   5、實(shí)時(shí) EC/PH 值檢測(cè)控制和自動(dòng)校正功能。

   6、可控制各供料管供液量。

   7、實(shí)時(shí)監(jiān)控各輸入與輸出參數(shù)變化，并自動(dòng)保存以備查看各窗口畫面、報(bào)警事件記錄、重要參數(shù)

   歷史記錄、實(shí)時(shí)曲線等。

   8、系統(tǒng)故障報(bào)警輸出。

   9、灌溉施肥工藝擴(kuò)展。

   10、水源首部控制功能。

   11、自帶一路485接口。

   12、灌溉模式：分區(qū)循環(huán)、定時(shí)定量控制，可根據(jù)不同時(shí)段自動(dòng)調(diào)整灌溉時(shí)間，控制軟件可以根據(jù)用戶要求編寫。

    

   二、土壤墑情監(jiān)測(cè)

          實(shí)時(shí)管式超聲土壤墑情監(jiān)測(cè)站5層測(cè)量傳感器分別測(cè)量田間10cm、20cm、30cm、50cm、80cm的土層溫度/濕度數(shù)據(jù)，測(cè)試參照用戶需求定制三層、四層、五層、六層采集管體，測(cè)試深度也可調(diào)整。

（一）土壤墑情在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

土壤墑情在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)MC-TDRS是具有無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸功能的土壤水分無(wú)線傳感器采集系統(tǒng)。由無(wú)線數(shù)據(jù)采集終端和土壤溫濕度傳感器組成。數(shù)據(jù)采集終端具有自動(dòng)采集與長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行能力。溫濕度傳感器基于頻率域的介電常數(shù)探測(cè)原理，與國(guó)際通用的土壤探測(cè)傳感器規(guī)格兼容。

應(yīng)用領(lǐng)域：遙感土壤水分多尺度監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)預(yù)警、智慧農(nóng)業(yè)灌溉管理。

（二）管式超聲土壤墑情監(jiān)測(cè)站

管式超聲土壤墑情監(jiān)測(cè)站是非接觸式土壤水分監(jiān)測(cè)儀，是一款以根據(jù)監(jiān)測(cè)儀發(fā)出的電磁波在不同介電系數(shù)物質(zhì)中的頻率變化測(cè)得各土層的濕度，利用高精度數(shù)字溫度傳感器，測(cè)量各土層溫度。能夠針對(duì)不同土層的土壤水分含量進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，而且是進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、全面地觀測(cè)，讓人們實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的高度感知。

管式超聲土壤墑情監(jiān)測(cè)站采用分層設(shè)點(diǎn)的觀測(cè)結(jié)構(gòu)，地面配置一個(gè)溫度觀測(cè)點(diǎn)，地下土壤每隔10cm配置一個(gè)土壤溫濕測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)相對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)的土壤溫濕度。

1、土壤水分（體積含水量）測(cè)量范圍：干土～水分飽和土，實(shí)驗(yàn)室測(cè)量精度：±3%，野外測(cè)量精度：±5%，濕度分辨率：0.1%，溫度分辨率0.1℃；

2、溫度測(cè)量范圍：-50℃～80℃，測(cè)量精度±0.5℃，溫度分辨率：0.1℃；

3、供電方式：可選配適配器DC12~24V寬電壓供電或者內(nèi)置鋰電池供電；

三、農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)站

隨時(shí)在線精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、大氣壓力、降雨量、光合有效輻射、光照度、土壤溫度、土壤濕度等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并實(shí)時(shí)將采集數(shù)據(jù)全部上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)端存儲(chǔ)，可隨時(shí)通過(guò)手機(jī)、計(jì)算機(jī)查看即時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

主要由觸摸屏數(shù)劇采集器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程管理平臺(tái)等組成。數(shù)據(jù)平臺(tái)是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)，具有對(duì)各子站的監(jiān)控功能以及對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警處理、記錄、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表輸出等多種功能。

三、田間、溫室水管網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

（一）LoRa無(wú)線自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)

1、LoRa無(wú)線網(wǎng)關(guān)

LoRa無(wú)線網(wǎng)關(guān)

是集LoRa、4G、WIFI、SDI-12、RJ45、RS485/232等傳輸協(xié)議為一體的無(wú)線智能網(wǎng)關(guān)，通過(guò)LoRa低功耗無(wú)線傳輸協(xié)議接收傳感器采集的數(shù)據(jù)也可以通過(guò)此協(xié)議直接對(duì)電磁閥和其他用電設(shè)備進(jìn)行無(wú)線控制。內(nèi)置工業(yè)級(jí)4G無(wú)線模塊，可以實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到云中心。適用于土壤墑情監(jiān)測(cè)、科學(xué)試驗(yàn)、節(jié)水灌溉、園區(qū)、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場(chǎng)、土壤速測(cè)、植物培養(yǎng)、污水處理、精細(xì)農(nóng)業(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景。

無(wú)線傳輸距離遠(yuǎn)：可達(dá)500米-2.5公里，適用城市綠化噴灌、農(nóng)田灌溉、農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉、大棚噴滴灌等。

1. LoRa無(wú)線節(jié)點(diǎn)

    

   無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊是采用高效的ISM頻段射頻Lora擴(kuò)頻芯片，提供了多個(gè)頻道的選擇。模塊可在線修改串口速率，發(fā)射功率，射頻速率等各種參數(shù)。模塊能夠透明傳輸任何大小的數(shù)據(jù)，而用戶無(wú)須編寫復(fù)雜的設(shè)置與傳輸程序。模塊提供多種接口、支持寬范圍電壓運(yùn)行，傳輸距離遠(yuǎn)；提供豐富便捷的軟件編程設(shè)置功能，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛；無(wú)線節(jié)點(diǎn)同時(shí)可以給前端傳感器設(shè)備供電，節(jié)點(diǎn)內(nèi)含智能電源模塊，能控制上電及斷電時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的低功耗，采用鋰亞電池即可工作3—5年（根據(jù)上下電頻次）。

   技術(shù)參數(shù)：

3、LoRa無(wú)線節(jié)點(diǎn)電磁閥控制器

     LoRa無(wú)線電磁閥控制器能控制市面上所有的脈沖電磁閥。無(wú)需布設(shè)電源線，自帶電池就可以實(shí)

現(xiàn)對(duì)脈沖電磁閥超過(guò)3萬(wàn)次的開(kāi)關(guān)控制。以LoRa無(wú)線傳輸模式與智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。對(duì)電池電量實(shí)時(shí)檢測(cè)，可提前告知用戶更換，不影響生產(chǎn)作業(yè)。安裝方便。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

☆ 無(wú)線傳輸距離遠(yuǎn)：可達(dá)500米-2.5公里

☆ 低功耗，電池壽命可達(dá)2年，工作環(huán)境在-22℃-70℃

☆ 安裝簡(jiǎn)單、管理靈活，在需要移動(dòng)設(shè)備和增加設(shè)備時(shí)更有優(yōu)勢(shì)

☆ 傳輸穩(wěn)定，通過(guò)8頻段自動(dòng)跳頻

☆ IP68防護(hù)等級(jí)，使用更安心放心

☆ 可兼容國(guó)內(nèi)外的不同品牌電磁閥，如Toro 、Hunter、RainBird、伯爾梅特、拉斐爾、耐特菲姆等

4、LoRa無(wú)線節(jié)點(diǎn)傳感器

① 無(wú)線傳輸距離遠(yuǎn)：可達(dá)500米-2.5公里

② 低功耗，3.6V電池壽命可達(dá)2年

③ 鋼針采用優(yōu)質(zhì)材料，可經(jīng)受長(zhǎng)期電解，耐酸堿腐蝕

④ 電極采用特殊處理的合金材料測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定

⑤ IP68防護(hù)等級(jí)，使用更安心放心

⑥ 可接入土壤溫度、濕度、鹽分、電導(dǎo)率、空氣溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、光照、輻射等傳感器。

⑦ 同時(shí)可接入10組傳感器，

⑧ 可識(shí)別接入電壓電流模擬信號(hào)、SDI-12、RJ45、RS485/232等MODBUS傳輸協(xié)議。

（二）自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)

1、自動(dòng)化控制系統(tǒng)平臺(tái)適用范圍：

溫室大棚種植、自動(dòng)灌溉、特種養(yǎng)殖、食品加工、文物保護(hù)單位、發(fā)酵行業(yè)、食用菌栽培、小氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、組培室、及各種需要隨時(shí)在線精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照強(qiáng)度、土壤水分、土壤溫度等參數(shù)

2、智能溫室控制柜可以設(shè)定各運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照度、二氧化碳的濃度等來(lái)自動(dòng)控制卷簾、天窗、側(cè)窗、內(nèi)遮陽(yáng)、外遮陽(yáng)、風(fēng)機(jī)、外翻窗、加溫設(shè)備等的目標(biāo)值和設(shè)備的開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)間等等，通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤的水分、土壤的溫度、電導(dǎo)率等參數(shù)來(lái)自動(dòng)控制電磁閥和水泵、施肥系統(tǒng)設(shè)備的開(kāi)啟/停止等目標(biāo)值。

3、溫室數(shù)據(jù)采集：空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照度、土壤溫度、土壤濕度等多路傳感器數(shù)據(jù)。

4、控制項(xiàng)目：卷簾、通風(fēng)（卷膜）、加熱、補(bǔ)光、灌溉（滴灌、噴灌）等

5、自動(dòng)/手動(dòng)控制柜：〖手*停*自〗，手動(dòng)（本地手動(dòng)人工控制模式）；停止（非使用期間或防止意外均可選停止檔位）；自動(dòng)（使用遠(yuǎn)程手動(dòng)或全自動(dòng)控制）。

6、觸摸屏采集控制主機(jī)，本機(jī)可以查看數(shù)據(jù)，設(shè)置采集間隔、查看聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，通過(guò)TCP網(wǎng)口、GPRS無(wú)線等傳輸方式遠(yuǎn)程查看、設(shè)置、控制等。

7、自動(dòng)控制柜可以實(shí)現(xiàn)本地手動(dòng)控制、聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、聯(lián)網(wǎng)啟用智能自動(dòng)控制功能。

四、水肥一體化綜合配置方案

1、供水配電設(shè)備：水泵、穩(wěn)壓泵、配電箱等

2、砂石過(guò)濾器：初級(jí)砂石過(guò)濾

3、自動(dòng)反沖洗疊片過(guò)濾器：精細(xì)過(guò)濾、滿足滴灌微噴等灌溉需求、自動(dòng)沖洗、避免堵塞。

4、水肥一體機(jī)。

5、農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)站。

6、土壤墑情監(jiān)測(cè)站。

7、變頻控制柜。

8、溫室智能控制系統(tǒng)。

9、無(wú)線網(wǎng)關(guān)。

10、無(wú)線節(jié)點(diǎn)采控器。