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水肥一體化系統(tǒng)整體方案介紹

       咸寧市農高區(qū)農業(yè)高新技術研發(fā)試驗區(qū)智慧農業(yè)物聯網建設項目，用現代化裝備來武裝農業(yè)，引進和組裝先進適用技術，運用自動化、半自動化設施規(guī)?；a模式，提高生產效率，保證產品質量，依靠科技創(chuàng)新，著力解決制約我國農業(yè)發(fā)展的突出問題，形成可復制、可推廣的模式，提升農業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，推動農業(yè)全面升級、農村全面進步、農民全面發(fā)展。打造高技術農業(yè)、新型農業(yè)、科技農業(yè)和特色農業(yè)，通過本項目的建設，帶動咸寧地方特色經濟發(fā)展。

      本項目由物聯網硬件設備和物聯網軟件系統(tǒng)兩大部分組成，其中物聯網硬件設備包括物聯網環(huán)境監(jiān)測設備、物聯網智能控制設備、物聯網視頻監(jiān)控設備以及物聯網水肥一體機設備；物聯網軟件系統(tǒng)包括農業(yè)大數據監(jiān)測系統(tǒng)、物聯網設備智能控制系統(tǒng)、農產品溯源系統(tǒng)以及配套的移動端應用軟件。

      項目采用軟硬件結合的方式，實現示范區(qū)的智能化、自動化、少人化控制，并且將在物聯網智慧農業(yè)云平臺的大數據支持下，為用戶提供農業(yè)知識宣貫、農產品追溯、農產品種植區(qū)域分析和建議等，從而達到農業(yè)全自動化控制，提高產量，減少人工成本，增加凈利潤，降低農業(yè)種植風險。

      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)通過土壤氮磷鉀傳感器、土壤PH、土壤EC傳感器可以實時監(jiān)測到農作物土壤中的養(yǎng)分含量，通過土壤養(yǎng)分的監(jiān)測數據來自動控制施肥系統(tǒng)，當土壤養(yǎng)分低于標準值，系統(tǒng)可以自動打開施肥系統(tǒng)，當土壤養(yǎng)分達到標準值以后，系統(tǒng)有可以自動關閉施肥系統(tǒng)。通過這樣有數據支撐的施肥，讓農作物施肥更加合理。

      另外智能水肥一體化系統(tǒng)已經實現手機端的對接，可以在手機端就能實時觀測到農作物土壤溫度、濕度、氮磷鉀等養(yǎng)分的數據，讓您可以更直觀和及時的了解農作物的環(huán)境情況，手機端也能實現控制功能，比如手動打開灌溉系統(tǒng)，手動關閉灌溉系統(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網智能灌溉設備安裝示意圖如圖所示，首先通過自動過濾設備，將來自水塔的灌溉水源進行過濾，水塔水質經過過濾雜質較少，水肥機采用三組自動反沖洗疊片過濾器，從而充分過濾水源雜質，防止灌溉過程中堵塞滴灌帶；水肥一體機主要采用3通道吸肥，根據不同作物所需營養(yǎng)液的不同進行精準比例混合灌溉，以節(jié)水省肥、生工省力、高產高效為主要目標。在水肥機前端安裝壓力表、自動泄壓閥、排氣閥、止回閥等設備從而更好的監(jiān)測水管壓力、泄壓情況，通過止回閥還可以防止管道水倒流，造成不必要的損失。為保證營養(yǎng)液與水能夠充分的混合比例，實現精準施肥的效果，采用營養(yǎng)池進行二次混合，精準配比，最后通過灌溉管道分配到各個溫室進行智能灌溉。

1、水肥一體機

水肥一體機主要采用3通道吸肥，根據不同作物所需營養(yǎng)液的不同進行精準比例混合灌溉，以節(jié)水省肥、省工省力、高產高效為主要目標。

針對于現場環(huán)境及場地等因素，通過勘查當天與現場工作人員溝通確定，水肥機安裝在2號溫室大棚南側空地，搭建水肥機房，水肥機及主管道鋪設示意圖如圖所示。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，水塔管道已鋪設在2號溫室大棚南側便于取水。

2、自動過濾設備

灌溉水源主要是水塔集中供水，水塔水質經過過濾雜質較少，水肥機采用三組自動反沖洗疊片過濾器，從而充分過濾水源雜質，防止灌溉過程中堵塞滴灌帶。

3、營養(yǎng)池二次精準配比

為保證營養(yǎng)液與水能夠充分的混合比例，實現精準施肥的效果，采用營養(yǎng)池進行二次混合。為達到灌溉效果及灌溉市場時長，營養(yǎng)池俯視圖及剖面圖如圖4所示，采用兩座2000*2000*1500mm的營養(yǎng)池，營養(yǎng)池壁厚250mm水泥混凝土，里外采用兩層防水滲漏，從而保證營養(yǎng)池的密封性，營養(yǎng)池底部采用漏斗低洼式設計，后期對營養(yǎng)池進行清洗是更加方便。營養(yǎng)池頂部采用250mm水泥預制板，預制板頂端各留一個進水口及出水口，方便母液及清水注入以及混合肥吸出灌溉。預制板上方預留600*600mm清洗口，方便工人到營養(yǎng)池中進行操作。

4、灌溉施肥泵

灌溉施肥泵主要是從兩個營養(yǎng)池中進行吸肥灌溉，每個吸肥口都安裝過濾網，防止滴灌帶堵塞。每個營養(yǎng)池管道安裝電動蝶閥可以進行遠程智能控制。

5、營養(yǎng)液PH/EC監(jiān)測

當母液和清水注入營養(yǎng)池后，經過比例混合后通過水質PH及水質EC傳感器進行監(jiān)測，當數值達到作物所需營養(yǎng)值后進行自動灌溉。PH及EC值可以在水肥機及軟件平臺實時顯示查看。

6、管道及脈沖電磁閥智能控制

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