水肥一体机智能灌溉系统
一.概述
水肥一体化技术是一项集灌溉和施肥于一体的农业新技术。水肥一体化是指在压力系统(或地形自然落差)的帮助下，将可溶性固体或液体肥料，根据土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配制成肥液和灌溉水，通过可控的管道系统供应水肥，使水肥混合在一起，再通过管道、喷枪或喷嘴均匀、定时、定量地喷洒在作物发育区，使主发育区土壤始终保持疏松、适宜。同时，根据不同作物的需肥特点、土壤环境和养分含量、需肥规律，进行不同生长期的需求设计，定期定量按比例直接向作物提供水分和养分。
二.水肥一体化系统示意图
水肥一体化系统通常包括水源工程、头枢纽、田间配水管网系统和灌水器四部分。在实际生产中，由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可能只由一些设备组成。
三.水肥一体化系统的组成
3.1水源系统
河流、渠道、湖泊、水井、水库都可以作为水源，只要水质符合灌溉要求。为了充分利用各种水源进行灌溉，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相应的输配电工程，统称为水源系统。
3.2头部中枢系统
头枢纽系统主要包括水泵、过滤器、压力和流量监测设备、压力保护装置、施肥设备(水肥一体机)和自动控制设备。枢纽负责整个系统的行车、巡检和控制任务，是整个系统的控制和调度中心。
3.3水肥一体机
水肥一体机的系统结构包括:控制柜、触摸屏控制系统、肥料混合硬件设备系统和无线采集控制系统。支持pc和微信查看数据和控制前端设备；水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者方便地实现自动化水肥一体化管理。该系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器和数据采集终端组成。通过与供水系统的有机结合，实现智能控制。可以智能监控灌溉中的供水时间、肥料浓度、供水量。变送器(土壤湿度变送器、流量变送器等。)会实时监控灌溉情况。当灌区土壤水分达到预设的下限值时，电磁阀可自动开启，当监测到的土壤含水量和液位达到预设的灌溉定额时，电磁阀系统可自动关闭。根据时间段，可以调度整个灌区的电磁阀轮流工作，可以手动控制灌溉和土壤水分收集。整个系统可以协调实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水节电，降低劳动强度和劳动力投入成本。
水肥一体机
四。施肥系统水肥一体化施肥系统的原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网和灌溉电磁阀组成。肥料混合系统由控制器、肥料灌溉器、施肥器、电磁阀、传感器、混合罐和混合泵组成。
4.1输配水管网系统
它由主管、支管和毛细管组成。主管一般采用PVC管，支管一般采用PE管或PVC管，管径按流量分类配置。目前，毛管多采用嵌入式滴灌带或带侧缝的迷宫式滴灌带；大多数第一种和大口径阀门是由铁制成的。在主管或支管的首端进水口处设置闸阀，在支管和辅助管的进水口处设置球阀。
配水管网的作用是根据需要将第一次处理的水输送到灌溉单位和发射器。毛管是微灌系统的最后一级管道。在滴灌系统中，它是滴灌管。在微注射系统中，微喷嘴安装在毛细管上。
4.2环境数据收集器
环境数据采集器由三部分组成:低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件。可以同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、降雨量、风速、风向、气压、辐射、光照等多种气象要素。具有高精度、高可靠性的特点，可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设置等功能。
4.3无线阀门控制器
门控制器是从现场工作站接收指令并执行指令的下端。阀门控制器直接与设置在管网中的电磁阀连接。收到现场工作站的指令后，它控制电磁阀的开启和关闭。同时还可以采集现场信息，上传到现场工作站。一个阀门控制器可以控制多个电磁阀。
电磁阀是控制田间灌溉的阀门，电磁阀的安装位置和数量由田间节水灌溉设计轮换灌溉组的划分决定。
4.4发射器系统
微灌微灌具有灌溉流量小、灌溉持续时间长、灌溉周期短、工作压力小等优点，可以精确控制灌溉量，将水分和养分直接输送到作物根部附近的土壤中。
动词 （verb的缩写）系统功能:
5.1用水量控制和管理
实现两级水量计量，出口流量监测作为本区域总水量计量，通过各支管压力传感器采集的数据实时计算出各支管的轮灌水量。结合阀门自动控制功能，实现了各阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制。当总用水量超过时，将通过远程控制限制该区域的用水量。
5.2运行状态的实时监控
通过水位和视频监控，可以实时监控滴灌系统的水源状况，及时发出缺水预警。
通过水泵电流电压监测、出水口压力流量监测、管网支管流量压力监测，及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保证滴灌系统高效运行。
5.3阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物生长信息的实时监测，采用无线或有线技术实现阀门的远程控制开关和定时轮灌开关。根据采集到的信息，结合当地农作物需水量和灌溉轮灌情况，自动开启水泵和阀门，实现无人值守自动灌溉，分段控制，防止人为误操作。
5.4 PC展示平台和移动终端APP
通过物联网的水肥一体化智能监控平台，可以为用户提供传感器数据、远程图片采集、传输、存储、处理、报警信息发送等服务。该平台为用户提供了方便、经济、有效的集中分区远程监控整体解决方案。通过物联网智能监控平台，用户可以不受时间和地点的限制，实时监控、管理、观看和接收被监控目标的报警信息。
可移动终端
建立手机系统，客户可以使用微信客户端直接控制和查看实时数据。手机具有手动开启和关闭电磁阀、水泵等设备的功能。
5.5运维管理功能
包括系统维护、状态监控和系统运行的现场管理；实现区域用水量计量管理的远程决策管理、旱涝预测的专家决策、信息发布等功能；以及水、电、灌溉量、维护、材料消耗等的统计和成本核算。，生成灌溉设备定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程精细化维护和运行管理。
节水灌溉自动控制系统可以充分发挥现有节水设备的作用，优化调度，提高效益。通过自动控制技术的应用，可以更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量，使灌溉更加科学便捷，提高管理水平。
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