廣州賽通科技有限公司是物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)廠家，歡迎咨詢。
一、物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)是什么
物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)，是融合了物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、自動(dòng)化控制等先進(jìn)技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉與施肥解決方案，旨在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。它打破了傳統(tǒng)灌溉和施肥分離的模式，將兩者有機(jī)結(jié)合，通過智能調(diào)控，為農(nóng)作物提供最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。
該系統(tǒng)的工作原理基于 “感知 - 決策 - 執(zhí)行” 的閉環(huán)控制模式。在農(nóng)田中廣泛部署各類傳感器，如土壤濕度傳感器、EC 值（電導(dǎo)率）傳感器、pH 值傳感器、氣象站等設(shè)備 。土壤濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤的含水量，讓我們了解土壤的干濕程度；EC 值傳感器能檢測(cè)土壤中可溶性鹽的濃度，反映土壤養(yǎng)分含量；pH 值傳感器則用于監(jiān)測(cè)土壤酸堿度，這些數(shù)據(jù)對(duì)于農(nóng)作物的生長(zhǎng)至關(guān)重要。氣象站負(fù)責(zé)收集大氣溫濕度、光照強(qiáng)度、降雨量等氣象信息。
傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過無線傳輸技術(shù)，如 LoRa、4G/5G 等，實(shí)時(shí)上傳至中央控制平臺(tái)。控制平臺(tái)如同系統(tǒng)的 “大腦”，運(yùn)用智能決策系統(tǒng)，基于作物生長(zhǎng)模型、土壤特性數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)采集的環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)，通過復(fù)雜算法進(jìn)行分析運(yùn)算。例如，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同作物在不同生長(zhǎng)階段的需水需肥規(guī)律，如幼苗期需水量少、養(yǎng)分需求相對(duì)較低，開花期和結(jié)果期對(duì)水分和養(yǎng)分需求增加等，精確計(jì)算出最佳的水肥配比和灌溉量。
在執(zhí)行層面，系統(tǒng)根據(jù)控制平臺(tái)的指令，利用文丘里施肥器、比例注肥泵等設(shè)備，將液態(tài)肥料按設(shè)定比例與灌溉水自動(dòng)混合，形成均勻的水肥溶液。隨后，通過預(yù)先鋪設(shè)好的滴灌、微噴灌等灌溉管網(wǎng)，將水肥混合物精準(zhǔn)地輸送到作物根部區(qū)域。在輸送過程中，流量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水流量，pH/EC 監(jiān)測(cè)儀反饋肥液的酸堿度和濃度數(shù)據(jù)，形成閉環(huán)控制，確保施肥的精度和穩(wěn)定性，避免水肥過量或不足對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)造成不良影響。
二、系統(tǒng)的組成部分
（一）水源系統(tǒng)
水源系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)的基礎(chǔ)，為整個(gè)灌溉作業(yè)提供不可或缺的水資源。江河、湖泊、井、水庫(kù)等均可作為水源 。例如在南方水資源豐富地區(qū)，江河與湖泊常被利用，而北方干旱地區(qū)則更多依賴井水與水庫(kù)水。
水質(zhì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)和灌溉系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響重大。若水質(zhì)不佳，含有過多雜質(zhì)、泥沙或有害微生物，不僅會(huì)堵塞灌溉管道和滴頭，影響灌溉均勻性和系統(tǒng)壽命，還可能引發(fā)作物病蟲害，影響作物生長(zhǎng)。因此，必須確保水源水質(zhì)符合農(nóng)業(yè)灌溉要求，必要時(shí)需進(jìn)行沉淀、過濾、消毒等預(yù)處理。比如通過沉淀池去除大顆粒泥沙，利用過濾設(shè)備過濾細(xì)小雜質(zhì)，采用紫外線或化學(xué)藥劑消毒殺滅有害微生物 。
（二）首部系統(tǒng)
水泵是首部系統(tǒng)的動(dòng)力核心，其作用是將水源中的水抽取并加壓，使水能夠克服管道阻力，按照設(shè)定壓力和流量輸送到灌溉管網(wǎng)中，滿足不同灌溉方式和農(nóng)作物對(duì)水壓的需求。不同類型的水泵適用于不同場(chǎng)景，離心泵流量大、揚(yáng)程較高，常用于大面積農(nóng)田灌溉；潛水泵安裝方便，適合從深井取水。
過濾器是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要設(shè)備，用于去除水中的雜質(zhì)，如泥沙、藻類、懸浮物等，防止這些雜質(zhì)進(jìn)入灌溉管網(wǎng)，造成滴頭、噴頭等設(shè)備的堵塞，影響灌溉效果和系統(tǒng)壽命。常見的過濾器有砂石過濾器、疊片過濾器和網(wǎng)式過濾器等。砂石過濾器過濾效果好，能有效去除水中的大顆粒雜質(zhì)；疊片過濾器過濾精度高，常用于對(duì)水質(zhì)要求較高的灌溉系統(tǒng)；網(wǎng)式過濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，適用于一般水質(zhì)的初步過濾 。
壓力和流量檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道中的水壓和水流量，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)可以及時(shí)調(diào)整水泵的運(yùn)行狀態(tài)，確保灌溉水壓和流量穩(wěn)定，滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。當(dāng)水壓過低或過高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并采取相應(yīng)措施，如調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速或開啟備用泵。
壓力保護(hù)裝置則是系統(tǒng)的 “安全衛(wèi)士”，當(dāng)管道內(nèi)壓力超過設(shè)定的安全值時(shí)，壓力保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，通過泄壓等方式降低管道壓力，防止管道因壓力過高而破裂，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行 。
水肥機(jī)是首部系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，負(fù)責(zé)將肥料與灌溉水按設(shè)定比例混合，實(shí)現(xiàn)水肥一體化供應(yīng)。它能夠根據(jù)農(nóng)作物不同生長(zhǎng)階段的需肥需求，精確控制肥料的添加量和混合比例，確保作物獲得充足且適量的養(yǎng)分。同時(shí)，水肥機(jī)具備自動(dòng)化控制功能，可與控制系統(tǒng)連接，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)程序自動(dòng)完成施肥操作 。
（三）控制系統(tǒng)
智能控制柜作為控制系統(tǒng)的核心，內(nèi)置先進(jìn)的微處理器和控制軟件，負(fù)責(zé)接收、處理各類傳感器傳來的數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和算法，向系統(tǒng)中的執(zhí)行設(shè)備發(fā)送控制指令。它就像一個(gè)指揮官，協(xié)調(diào)著整個(gè)灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉時(shí)間、灌溉量、施肥量、水肥比例等參數(shù)的精確控制。智能控制柜還具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析功能，能夠記錄系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史操作記錄，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和決策提供依據(jù)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，可以了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況和需水需肥規(guī)律，進(jìn)一步優(yōu)化灌溉和施肥方案 。
各類傳感器是控制系統(tǒng)的 “觸角”，實(shí)時(shí)感知農(nóng)田環(huán)境中的各種參數(shù)。土壤溫濕度傳感器用于測(cè)量土壤的溫度和濕度，反映土壤的水分狀況，為判斷是否需要灌溉以及灌溉量的多少提供重要依據(jù)。例如，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的下限值時(shí)，傳感器會(huì)將信號(hào)傳輸給智能控制柜，觸發(fā)灌溉指令；當(dāng)土壤濕度達(dá)到設(shè)定的上限值時(shí)，停止灌溉。土壤 PH 值傳感器用于監(jiān)測(cè)土壤的酸堿度，不同的農(nóng)作物對(duì)土壤酸堿度有不同的適應(yīng)范圍，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤 PH 值，可及時(shí)調(diào)整水肥配方，為農(nóng)作物創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。EC 傳感器（電導(dǎo)率傳感器）則用于檢測(cè)土壤中可溶性鹽的含量，反映土壤的肥力狀況，幫助確定施肥的種類和量 。
這些傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過有線或無線傳輸方式，如 RS485 總線、ZigBee、LoRa 等，實(shí)時(shí)傳輸?shù)街悄芸刂乒瘛Ｖ悄芸刂乒駥?duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)和施肥系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能化的灌溉和施肥管理 。
（四）施肥系統(tǒng)
灌溉系統(tǒng)中的抽水泵負(fù)責(zé)將水從水源抽取并加壓，為肥料的輸送提供動(dòng)力，確保肥料能夠隨著水流均勻地分布到田間。過濾器則對(duì)進(jìn)入施肥系統(tǒng)的水進(jìn)行過濾，防止雜質(zhì)進(jìn)入，影響施肥設(shè)備的正常運(yùn)行和肥料的混合均勻度。灌溉管道是水肥輸送的通道，將混合好的水肥溶液輸送到田間各個(gè)區(qū)域。智能磁閥用于控制灌溉管道中水流的通斷，根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，精確控制灌溉的時(shí)間和區(qū)域 。
肥料溶液混合系統(tǒng)是施肥系統(tǒng)的核心部分。肥料罐用于儲(chǔ)存不同種類的肥料溶液，根據(jù)農(nóng)作物的需求，可配置多種肥料，如氮肥、磷肥、鉀肥以及微量元素肥料等。智能控制柜根據(jù)傳感器監(jiān)測(cè)到的土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)和農(nóng)作物的生長(zhǎng)階段，計(jì)算出所需的肥料種類和用量，并向施肥器發(fā)送指令。施肥器按照設(shè)定的比例將肥料從肥料罐中抽取出來，與灌溉水在混合罐中充分混合。混合泵則進(jìn)一步攪拌混合液，確保肥料在水中均勻分布，形成濃度適宜的水肥溶液 。
傳感器在施肥系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的監(jiān)測(cè)作用。例如，在混合罐中安裝 EC 傳感器和 PH 值傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水肥溶液的電導(dǎo)率和酸堿度，確保水肥溶液的濃度和酸堿度符合農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求。一旦監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超出設(shè)定范圍，智能控制柜會(huì)及時(shí)調(diào)整施肥器的工作參數(shù)，保證施肥的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性 。
整個(gè)施肥系統(tǒng)與控制系統(tǒng)緊密相連，實(shí)現(xiàn)了智能化的施肥管理。通過預(yù)設(shè)施肥方案和自動(dòng)化控制，不僅提高了施肥效率，減少了人工操作的誤差，還能根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際需求，精準(zhǔn)供應(yīng)養(yǎng)分，提高肥料利用率，降低肥料浪費(fèi)和環(huán)境污染 。
三、系統(tǒng)的主要功能
物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分含量、EC 值（電導(dǎo)率，反映土壤溶液鹽分含量）、空氣溫濕度、土壤溫度、氣溫、降雨量、土壤信息、作物生長(zhǎng)特性等環(huán)境參數(shù)，為精準(zhǔn)管理提供數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)運(yùn)用智能決策算法，根據(jù)不同作物在不同生長(zhǎng)階段的需水需肥規(guī)律，精確計(jì)算出最佳的水肥配比和灌溉量。例如，在蔬菜種植中，苗期時(shí)系統(tǒng)依據(jù)傳感器數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)控制每次灌溉的水量在 3 - 5 立方米 / 畝，肥料配比以氮肥為主，適量搭配磷、鉀肥 ；而在開花結(jié)果期，灌溉量增加到 8 - 10 立方米 / 畝，肥料中鉀肥的比例相應(yīng)提高，以滿足果實(shí)膨大對(duì)養(yǎng)分的需求。通過這種精準(zhǔn)管理，確保農(nóng)作物在每個(gè)生長(zhǎng)階段都能獲得最合適的水肥供應(yīng)，促進(jìn)作物健康生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì) 。
該系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)掌握作物生長(zhǎng)需求，實(shí)現(xiàn)按需灌溉與施肥。通過精確控制水肥用量，避免了傳統(tǒng)灌溉和施肥方式中常見的水肥過量問題，從而減少了水資源和化肥的消耗。研究數(shù)據(jù)表明，與傳統(tǒng)灌溉施肥方式相比，物聯(lián)網(wǎng)智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)可節(jié)水 30% - 50%，減少化肥使用量 20% - 40% 。例如在一片 100 畝的果園中，使用傳統(tǒng)灌溉施肥方式每年需用水 5000 立方米，化肥用量 50 噸；采用智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)后，每年用水量降至 3000 立方米，化肥用量減少至 30 噸。同時(shí)，減少化肥的過量使用，降低了因化肥流失導(dǎo)致的土壤污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，助力農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 。
當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到環(huán)境異常，如土壤濕度過高或過低、土壤酸堿度失衡、氣溫異常等，或者設(shè)備出現(xiàn)故障，如水泵故障、管道漏水、傳感器失靈等情況時(shí)，能夠立即自動(dòng)告警。告警方式多樣化，可通過平臺(tái)信息推送、短信、郵件、微信等方式通知管理人員，確保相關(guān)人員及時(shí)了解情況并采取措施。例如，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定的下限值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)向管理人員手機(jī)發(fā)送短信提醒，告知需要進(jìn)行灌溉；若檢測(cè)到施肥設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)立即通過微信公眾號(hào)推送消息，通知技術(shù)人員前往維修。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將所有告警信息進(jìn)行匯總，形成數(shù)據(jù)報(bào)表，方便后續(xù)查詢和分析，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和農(nóng)作物正常生長(zhǎng) 。
根據(jù)作物生長(zhǎng)周期、實(shí)時(shí)環(huán)境等因素，系統(tǒng)可預(yù)設(shè)定時(shí)灌溉的智能策略。管理人員只需在智能控制柜或遠(yuǎn)程管理平臺(tái)上，提前設(shè)置好不同生長(zhǎng)階段的灌溉時(shí)間、水肥比例、灌溉量等參數(shù)，系統(tǒng)就能按照預(yù)設(shè)策略自動(dòng)運(yùn)行，無需人工頻繁干預(yù)。此外，用戶還能通過手機(jī)、電腦等終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作，無論身在何處，都能隨時(shí)隨地對(duì)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。例如，種植戶在外出期間，可通過手機(jī) APP 遠(yuǎn)程啟動(dòng)或停止灌溉，調(diào)整施肥量，避免因無法現(xiàn)場(chǎng)管理而影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。這種智能化的操作方式，大大節(jié)省了人力成本，提高了管理效率，尤其適用于大面積農(nóng)田、果園和規(guī)模化種植基地 。
