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水肥一體化系統(tǒng)整體方案介紹

       咸寧市農(nóng)高區(qū)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)區(qū)智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目，用現(xiàn)代化裝備來(lái)武裝農(nóng)業(yè)，引進(jìn)和組裝先進(jìn)適用技術(shù)，運(yùn)用自動(dòng)化、半自動(dòng)化設(shè)施規(guī)?；a(chǎn)模式，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，依靠科技創(chuàng)新，著力解決制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的突出問(wèn)題，形成可復(fù)制、可推廣的模式，提升農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，推動(dòng)農(nóng)業(yè)全面升級(jí)、農(nóng)村全面進(jìn)步、農(nóng)民全面發(fā)展。打造高技術(shù)農(nóng)業(yè)、新型農(nóng)業(yè)、科技農(nóng)業(yè)和特色農(nóng)業(yè)，通過(guò)本項(xiàng)目的建設(shè)，帶動(dòng)咸寧地方特色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

      本項(xiàng)目由物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)兩大部分組成，其中物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備包括物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)智能控制設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)水肥一體機(jī)設(shè)備；物聯(lián)網(wǎng)軟件系統(tǒng)包括農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備智能控制系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)以及配套的移動(dòng)端應(yīng)用軟件。

      項(xiàng)目采用軟硬件結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)示范區(qū)的智能化、自動(dòng)化、少人化控制，并且將在物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)的大數(shù)據(jù)支持下，為用戶提供農(nóng)業(yè)知識(shí)宣貫、農(nóng)產(chǎn)品追溯、農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)域分析和建議等，從而達(dá)到農(nóng)業(yè)全自動(dòng)化控制，提高產(chǎn)量，減少人工成本，增加凈利潤(rùn)，降低農(nóng)業(yè)種植風(fēng)險(xiǎn)。

      智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)功能主要包括智能灌溉和智能施肥。系統(tǒng)通過(guò)土壤氮磷鉀傳感器、土壤PH、土壤EC傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到農(nóng)作物土壤中的養(yǎng)分含量，通過(guò)土壤養(yǎng)分的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)控制施肥系統(tǒng)，當(dāng)土壤養(yǎng)分低于標(biāo)準(zhǔn)值，系統(tǒng)可以自動(dòng)打開施肥系統(tǒng)，當(dāng)土壤養(yǎng)分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值以后，系統(tǒng)有可以自動(dòng)關(guān)閉施肥系統(tǒng)。通過(guò)這樣有數(shù)據(jù)支撐的施肥，讓農(nóng)作物施肥更加合理。

      另外智能水肥一體化系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)手機(jī)端的對(duì)接，可以在手機(jī)端就能實(shí)時(shí)觀測(cè)到農(nóng)作物土壤溫度、濕度、氮磷鉀等養(yǎng)分的數(shù)據(jù)，讓您可以更直觀和及時(shí)的了解農(nóng)作物的環(huán)境情況，手機(jī)端也能實(shí)現(xiàn)控制功能，比如手動(dòng)打開灌溉系統(tǒng)，手動(dòng)關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，從而大大提高種植的效率。

       武漢新普惠智能水肥一體化物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉設(shè)備安裝示意圖如圖所示，首先通過(guò)自動(dòng)過(guò)濾設(shè)備，將來(lái)自水塔的灌溉水源進(jìn)行過(guò)濾，水塔水質(zhì)經(jīng)過(guò)過(guò)濾雜質(zhì)較少，水肥機(jī)采用三組自動(dòng)反沖洗疊片過(guò)濾器，從而充分過(guò)濾水源雜質(zhì)，防止灌溉過(guò)程中堵塞滴灌帶；水肥一體機(jī)主要采用3通道吸肥，根據(jù)不同作物所需營(yíng)養(yǎng)液的不同進(jìn)行精準(zhǔn)比例混合灌溉，以節(jié)水省肥、生工省力、高產(chǎn)高效為主要目標(biāo)。在水肥機(jī)前端安裝壓力表、自動(dòng)泄壓閥、排氣閥、止回閥等設(shè)備從而更好的監(jiān)測(cè)水管壓力、泄壓情況，通過(guò)止回閥還可以防止管道水倒流，造成不必要的損失。為保證營(yíng)養(yǎng)液與水能夠充分的混合比例，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥的效果，采用營(yíng)養(yǎng)池進(jìn)行二次混合，精準(zhǔn)配比，最后通過(guò)灌溉管道分配到各個(gè)溫室進(jìn)行智能灌溉。

1、水肥一體機(jī)

水肥一體機(jī)主要采用3通道吸肥，根據(jù)不同作物所需營(yíng)養(yǎng)液的不同進(jìn)行精準(zhǔn)比例混合灌溉，以節(jié)水省肥、省工省力、高產(chǎn)高效為主要目標(biāo)。

針對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及場(chǎng)地等因素，通過(guò)勘查當(dāng)天與現(xiàn)場(chǎng)工作人員溝通確定，水肥機(jī)安裝在2號(hào)溫室大棚南側(cè)空地，搭建水肥機(jī)房，水肥機(jī)及主管道鋪設(shè)示意圖如圖所示。一方面可以減少溫室面積的占用率，提高作物種植面積；另一方面可以就近取水，水塔管道已鋪設(shè)在2號(hào)溫室大棚南側(cè)便于取水。

2、自動(dòng)過(guò)濾設(shè)備

灌溉水源主要是水塔集中供水，水塔水質(zhì)經(jīng)過(guò)過(guò)濾雜質(zhì)較少，水肥機(jī)采用三組自動(dòng)反沖洗疊片過(guò)濾器，從而充分過(guò)濾水源雜質(zhì)，防止灌溉過(guò)程中堵塞滴灌帶。

3、營(yíng)養(yǎng)池二次精準(zhǔn)配比

為保證營(yíng)養(yǎng)液與水能夠充分的混合比例，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥的效果，采用營(yíng)養(yǎng)池進(jìn)行二次混合。為達(dá)到灌溉效果及灌溉市場(chǎng)時(shí)長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)池俯視圖及剖面圖如圖4所示，采用兩座2000*2000*1500mm的營(yíng)養(yǎng)池，營(yíng)養(yǎng)池壁厚250mm水泥混凝土，里外采用兩層防水滲漏，從而保證營(yíng)養(yǎng)池的密封性，營(yíng)養(yǎng)池底部采用漏斗低洼式設(shè)計(jì)，后期對(duì)營(yíng)養(yǎng)池進(jìn)行清洗是更加方便。營(yíng)養(yǎng)池頂部采用250mm水泥預(yù)制板，預(yù)制板頂端各留一個(gè)進(jìn)水口及出水口，方便母液及清水注入以及混合肥吸出灌溉。預(yù)制板上方預(yù)留600*600mm清洗口，方便工人到營(yíng)養(yǎng)池中進(jìn)行操作。

4、灌溉施肥泵

灌溉施肥泵主要是從兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)池中進(jìn)行吸肥灌溉，每個(gè)吸肥口都安裝過(guò)濾網(wǎng)，防止滴灌帶堵塞。每個(gè)營(yíng)養(yǎng)池管道安裝電動(dòng)蝶閥可以進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制。

5、營(yíng)養(yǎng)液PH/EC監(jiān)測(cè)

當(dāng)母液和清水注入營(yíng)養(yǎng)池后，經(jīng)過(guò)比例混合后通過(guò)水質(zhì)PH及水質(zhì)EC傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)數(shù)值達(dá)到作物所需營(yíng)養(yǎng)值后進(jìn)行自動(dòng)灌溉。PH及EC值可以在水肥機(jī)及軟件平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示查看。

6、管道及脈沖電磁閥智能控制

灌溉主管道采用PE63管，主管道鋪設(shè)在溫室走廊一側(cè)，預(yù)埋深度在30cm左右，方便后期檢修，支主管采用PE50管道，在溫室走廊兩側(cè)各做一個(gè)“Z”字型灌溉出水口，方便兩側(cè)作物分區(qū)灌溉。每個(gè)出水口安裝一個(gè)脈沖電磁閥，脈沖閥通過(guò)解碼器連接到水肥機(jī)，水肥機(jī)可以進(jìn)行分區(qū)定時(shí)。定量精準(zhǔn)灌溉。每個(gè)出水口在脈沖閥中間安裝一個(gè)“U”字型球閥控制開關(guān)，防止脈沖閥故障無(wú)法灌溉，另配有肥通道檢測(cè)裝置。