水肥一体化系统整体方案介绍

       咸宁市农高区农业高新技术研发试验区智慧农业物联网建设项目，用现代化装备来武装农业，引进和组装先进适用技术，运用自动化、半自动化设施规模化生产模式，提高生产效率，保证产品质量，依靠科技创新，着力解决制约我国农业发展的突出问题，形成可复制、可推广的模式，提升农业可持续发展水平，推动农业全面升级、农村全面进步、农民全面发展。打造高技术农业、新型农业、科技农业和特色农业，通过本项目的建设，带动咸宁地方特色经济发展。

      本项目由物联网硬件设备和物联网软件系统两大部分组成，其中物联网硬件设备包括物联网环境监测设备、物联网智能控制设备、物联网视频监控设备以及物联网水肥一体机设备；物联网软件系统包括农业大数据监测系统、物联网设备智能控制系统、农产品溯源系统以及配套的移动端应用软件。

      项目采用软硬件结合的方式，实现示范区的智能化、自动化、少人化控制，并且将在物联网智慧农业云平台的大数据支持下，为用户提供农业知识宣贯、农产品追溯、农产品种植区域分析和建议等，从而达到农业全自动化控制，提高产量，减少人工成本，增加净利润，降低农业种植风险。

      智能水肥一体化灌溉系统功能主要包括智能灌溉和智能施肥。系统通过土壤氮磷钾传感器、土壤PH、土壤EC传感器可以实时监测到农作物土壤中的养分含量，通过土壤养分的监测数据来自动控制施肥系统，当土壤养分低于标准值，系统可以自动打开施肥系统，当土壤养分达到标准值以后，系统有可以自动关闭施肥系统。通过这样有数据支撑的施肥，让农作物施肥更加合理。

      另外智能水肥一体化系统已经实现手机端的对接，可以在手机端就能实时观测到农作物土壤温度、湿度、氮磷钾等养分的数据，让您可以更直观和及时的了解农作物的环境情况，手机端也能实现控制功能，比如手动打开灌溉系统，手动关闭灌溉系统，从而大大提高种植的效率。

       武汉新普惠智能水肥一体化物联网智能灌溉设备安装示意图如图所示，首先通过自动过滤设备，将来自水塔的灌溉水源进行过滤，水塔水质经过过滤杂质较少，水肥机采用三组自动反冲洗叠片过滤器，从而充分过滤水源杂质，防止灌溉过程中堵塞滴灌带；水肥一体机主要采用3通道吸肥，根据不同作物所需营养液的不同进行精准比例混合灌溉，以节水省肥、生工省力、高产高效为主要目标。在水肥机前端安装压力表、自动泄压阀、排气阀、止回阀等设备从而更好的监测水管压力、泄压情况，通过止回阀还可以防止管道水倒流，造成不必要的损失。为保证营养液与水能够充分的混合比例，实现精准施肥的效果，采用营养池进行二次混合，精准配比，最后通过灌溉管道分配到各个温室进行智能灌溉。

1、水肥一体机

水肥一体机主要采用3通道吸肥，根据不同作物所需营养液的不同进行精准比例混合灌溉，以节水省肥、省工省力、高产高效为主要目标。

针对于现场环境及场地等因素，通过勘查当天与现场工作人员沟通确定，水肥机安装在2号温室大棚南侧空地，搭建水肥机房，水肥机及主管道铺设示意图如图所示。一方面可以减少温室面积的占用率，提高作物种植面积；另一方面可以就近取水，水塔管道已铺设在2号温室大棚南侧便于取水。

2、自动过滤设备

灌溉水源主要是水塔集中供水，水塔水质经过过滤杂质较少，水肥机采用三组自动反冲洗叠片过滤器，从而充分过滤水源杂质，防止灌溉过程中堵塞滴灌带。

3、营养池二次精准配比

为保证营养液与水能够充分的混合比例，实现精准施肥的效果，采用营养池进行二次混合。为达到灌溉效果及灌溉市场时长，营养池俯视图及剖面图如图4所示，采用两座2000*2000*1500mm的营养池，营养池壁厚250mm水泥混凝土，里外采用两层防水渗漏，从而保证营养池的密封性，营养池底部采用漏斗低洼式设计，后期对营养池进行清洗是更加方便。营养池顶部采用250mm水泥预制板，预制板顶端各留一个进水口及出水口，方便母液及清水注入以及混合肥吸出灌溉。预制板上方预留600*600mm清洗口，方便工人到营养池中进行操作。

4、灌溉施肥泵

灌溉施肥泵主要是从两个营养池中进行吸肥灌溉，每个吸肥口都安装过滤网，防止滴灌带堵塞。每个营养池管道安装电动蝶阀可以进行远程智能控制。

5、营养液PH/EC监测

当母液和清水注入营养池后，经过比例混合后通过水质PH及水质EC传感器进行监测，当数值达到作物所需营养值后进行自动灌溉。PH及EC值可以在水肥机及软件平台实时显示查看。

6、管道及脉冲电磁阀智能控制

灌溉主管道采用PE63管，主管道铺设在温室走廊一侧，预埋深度在30cm左右，方便后期检修，支主管采用PE50管道，在温室走廊两侧各做一个“Z”字型灌溉出水口，方便两侧作物分区灌溉。每个出水口安装一个脉冲电磁阀，脉冲阀通过解码器连接到水肥机，水肥机可以进行分区定时。定量精准灌溉。每个出水口在脉冲阀中间安装一个“U”字型球阀控制开关，防止脉冲阀故障无法灌溉，另配有肥通道检测装置。