智能灌溉、水肥一體化系統(tǒng)

北京盟創(chuàng)偉業(yè)科技有限公司經(jīng)多年學習、實踐、應用，研發(fā)出一套適合溫室灌溉水肥一體化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺，該平臺專為大田、溫室灌溉水肥一體化設計，具有完整的設備安裝、自動化調試、物聯(lián)網(wǎng)端自動控制、手機移動端互動等現(xiàn)代化灌溉模式，操作簡便，易學易用，基層實用的智能灌溉水肥系統(tǒng)。

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)(或地形自然落差)，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道、噴槍或噴頭形成噴灌、均勻、定時、定量，噴灑在作物發(fā)育生長區(qū)域，使主要發(fā)育生長區(qū)域土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據(jù)不同的作物的需肥特點，土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況，需肥規(guī)律情況進行不同生育期的需求設計，把水分、養(yǎng)分定時定量，按比例直接提供給作物。
??一、水肥一體化系統(tǒng)原理
??水肥一體化系統(tǒng)通常包括灌溉首部樞紐、環(huán)境墑情監(jiān)測和田間輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)等三部分，實際生產(chǎn)中由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統(tǒng)可能僅由部分設備組成。

二、灌溉首部系統(tǒng)

灌溉首部包含進水泵、電源控制柜、砂石過濾器、自動反沖洗疊片過濾器、自動水肥一體機、管線及配電控制房等設備設施，提供水源，滿足灌溉水肥需求。

（一）砂石過濾器

砂石過濾器又稱石英砂過濾器，砂濾器，它是通過均質等粒徑石英砂形成砂床作為過濾載體進行立體深層過濾的過濾器，常用于一級過濾。其主要是采用砂石作為濾料過濾。

砂石過濾器是介質過濾器之一，其砂床是三維過濾，具有較強的截獲污物的能力，適合深井水過濾、農(nóng)用水處理、各種水處理工藝前道預處理等，可用于工廠、農(nóng)村、賓館、學校、園藝場、水廠等各種場所。在所有過濾器中，用砂石過濾器處理水中有機雜質和無機雜質最為有效，這種過濾器濾出和存留雜質的能力很強，并可不間斷供水。只要水中有機物含量超過10mg/L時，無論無機物含量有多少，均應選用砂石過濾器。

根據(jù)灌溉工程用量及過濾要求，可單獨使用，也可多個組合或與網(wǎng)式過濾器、疊片過濾器組合使用。作為網(wǎng)式、疊片過濾器的初級過濾。提高網(wǎng)式、疊片過濾器的過濾效果。

（二）自動反沖洗疊片過濾器

全自動疊片過濾器自帶電子控制裝置，可使用時間間隔和壓力差控制反沖洗的所有步驟。一旦設定完畢，即可長期使用。自動反沖洗過濾器在不中斷工作的情況下在數(shù)秒內(nèi)完成整個自動反沖洗過程。由設定的時間或壓差信號自動啟動反洗，反洗閥門改變過濾單元中水流方向，過濾芯上彈簧被水壓頂開，所有盤片及盤片之間的小孔隙被松開。位于過濾芯中央的噴嘴沿切線方向噴水，使盤片旋轉，在水流的沖刷與盤片高速旋轉離心力作用下，截留在盤片上的物體被沖洗出去，因此用很少的自用水量即可達到很好的清洗效果。然后反洗閥門恢復過濾位置，過濾芯上彈簧再次將盤片壓緊，回復到過濾狀態(tài)。反沖洗用水均為系統(tǒng)過濾過的水。

精確過濾，可根據(jù)用水要求選擇不同精度的過濾盤片，有20微米、55微米、100微米、130微米、200微米、400微米等多種規(guī)格，過濾比大于85%。

（三）自動水肥一體機

自動施肥灌溉系統(tǒng)，能夠執(zhí)行精確的施肥控制過程，是一款直接連接到灌溉主管路前端或通過旁通管路連接到灌溉區(qū)域的施肥系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以與任何灌溉系統(tǒng)或任何灌溉首部簡單而快速的相連接，可用于已建成的農(nóng)田灌溉和溫室灌溉中。

標準配置清單：

1、一套灌溉控制器，中文智能操作界面。

2、一個不銹鋼防腐施肥泵（ 1.5HP ）。

3、一套 EC/PH 檢測單元。

4、一個包括終端連接端子的電動控制配電柜。

5、3 個文丘里注肥泵，每一個注肥泵的流量最高可達 400 升/小時。

7、3 個可視可調肥料流量計。

6、3 個施肥電磁閥。

8、3 個單向閥。

9、1 個電子流量計（標配 DN50)。

10、1 個壓力變送器。

11、1 個壓力表。

12、1 個空氣閥。

13、1 個疊片過濾器（標配 DN40）。

14、3 個肥料桶(標準配置 100L)。

15、3 個肥料過濾器及管路。

16、鋁合金機架，堅固美觀耐用。

17、耐腐蝕 SUPVC 管件。

標配系統(tǒng)功能：

1. 中文操作系統(tǒng)，人機友好界面，提供安全密碼設置，方便用戶權限管理和系統(tǒng)安全運行。

    

    

   2、支持灌水量或灌溉時間控制系統(tǒng)運行，支持土壤濕度傳感自動控制，提供可選灌溉程序 10 個（可擴展到 50 個）。

   3、標準控制 10 個灌溉電磁閥；可擴展到 50 個。

    

    

    

    

   4、標準接３路注肥器（用戶可根據(jù)實際需要額外增加注肥器，最多擴展到８路）,根據(jù)肥料配比

   設定 EC/PH 值或采用標準配方（農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)）進行自動施肥。

   5、實時 EC/PH 值檢測控制和自動校正功能。

   6、可控制各供料管供液量。

   7、實時監(jiān)控各輸入與輸出參數(shù)變化，并自動保存以備查看各窗口畫面、報警事件記錄、重要參數(shù)

   歷史記錄、實時曲線等。

   8、系統(tǒng)故障報警輸出。

   9、灌溉施肥工藝擴展。

   10、水源首部控制功能。

   11、自帶一路485接口。

   12、灌溉模式：分區(qū)循環(huán)、定時定量控制，可根據(jù)不同時段自動調整灌溉時間，控制軟件可以根據(jù)用戶要求編寫。

    

   二、土壤墑情監(jiān)測

          實時管式超聲土壤墑情監(jiān)測站5層測量傳感器分別測量田間10cm、20cm、30cm、50cm、80cm的土層溫度/濕度數(shù)據(jù)，測試參照用戶需求定制三層、四層、五層、六層采集管體，測試深度也可調整。

（一）土壤墑情在線監(jiān)測系統(tǒng)

土壤墑情在線監(jiān)測系統(tǒng)MC-TDRS是具有無線數(shù)據(jù)采集與傳輸功能的土壤水分無線傳感器采集系統(tǒng)。由無線數(shù)據(jù)采集終端和土壤溫濕度傳感器組成。數(shù)據(jù)采集終端具有自動采集與長時間運行能力。溫濕度傳感器基于頻率域的介電常數(shù)探測原理，與國際通用的土壤探測傳感器規(guī)格兼容。

應用領域：遙感土壤水分多尺度監(jiān)測、地質災害實時預警、智慧農(nóng)業(yè)灌溉管理。

（二）管式超聲土壤墑情監(jiān)測站

管式超聲土壤墑情監(jiān)測站是非接觸式土壤水分監(jiān)測儀，是一款以根據(jù)監(jiān)測儀發(fā)出的電磁波在不同介電系數(shù)物質中的頻率變化測得各土層的濕度，利用高精度數(shù)字溫度傳感器，測量各土層溫度。能夠針對不同土層的土壤水分含量進行動態(tài)觀測，而且是進行快速、準確、全面地觀測，讓人們實現(xiàn)對土壤的高度感知。

管式超聲土壤墑情監(jiān)測站采用分層設點的觀測結構，地面配置一個溫度觀測點，地下土壤每隔10cm配置一個土壤溫濕測點，觀測相對應范圍內(nèi)的土壤溫濕度。

1、土壤水分（體積含水量）測量范圍：干土～水分飽和土，實驗室測量精度：±3%，野外測量精度：±5%，濕度分辨率：0.1%，溫度分辨率0.1℃；

2、溫度測量范圍：-50℃～80℃，測量精度±0.5℃，溫度分辨率：0.1℃；

3、供電方式：可選配適配器DC12~24V寬電壓供電或者內(nèi)置鋰電池供電；

三、農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測站

隨時在線精準監(jiān)測環(huán)境中的空氣溫度、空氣濕度、風向、風速、大氣壓力、降雨量、光合有效輻射、光照度、土壤溫度、土壤濕度等監(jiān)測項目，并實時將采集數(shù)據(jù)全部上傳物聯(lián)網(wǎng)平臺遠端存儲，可隨時通過手機、計算機查看即時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

主要由觸摸屏數(shù)劇采集器、環(huán)境傳感器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)遠程管理平臺等組成。數(shù)據(jù)平臺是一個互聯(lián)網(wǎng)架構的網(wǎng)絡化平臺，具有對各子站的監(jiān)控功能以及對數(shù)據(jù)的報警處理、記錄、查詢、統(tǒng)計、報表輸出等多種功能。

三、田間、溫室水管網(wǎng)自動控制系統(tǒng)

（一）LoRa無線自動灌溉控制系統(tǒng)

1、LoRa無線網(wǎng)關

LoRa無線網(wǎng)關

是集LoRa、4G、WIFI、SDI-12、RJ45、RS485/232等傳輸協(xié)議為一體的無線智能網(wǎng)關，通過LoRa低功耗無線傳輸協(xié)議接收傳感器采集的數(shù)據(jù)也可以通過此協(xié)議直接對電磁閥和其他用電設備進行無線控制。內(nèi)置工業(yè)級4G無線模塊，可以實時將數(shù)據(jù)上傳到云中心。適用于土壤墑情監(jiān)測、科學試驗、節(jié)水灌溉、園區(qū)、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、污水處理、精細農(nóng)業(yè)等應用場景。

無線傳輸距離遠：可達500米-2.5公里，適用城市綠化噴灌、農(nóng)田灌溉、農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉、大棚噴滴灌等。

1. LoRa無線節(jié)點

    

   無線節(jié)點模塊是采用高效的ISM頻段射頻Lora擴頻芯片，提供了多個頻道的選擇。模塊可在線修改串口速率，發(fā)射功率，射頻速率等各種參數(shù)。模塊能夠透明傳輸任何大小的數(shù)據(jù)，而用戶無須編寫復雜的設置與傳輸程序。模塊提供多種接口、支持寬范圍電壓運行，傳輸距離遠；提供豐富便捷的軟件編程設置功能，應用領域非常廣泛；無線節(jié)點同時可以給前端傳感器設備供電，節(jié)點內(nèi)含智能電源模塊，能控制上電及斷電時間從而實現(xiàn)設備的低功耗，采用鋰亞電池即可工作3—5年（根據(jù)上下電頻次）。

   技術參數(shù)：

3、LoRa無線節(jié)點電磁閥控制器

     LoRa無線電磁閥控制器能控制市面上所有的脈沖電磁閥。無需布設電源線，自帶電池就可以實

現(xiàn)對脈沖電磁閥超過3萬次的開關控制。以LoRa無線傳輸模式與智能網(wǎng)關進行通信。對電池電量實時檢測，可提前告知用戶更換，不影響生產(chǎn)作業(yè)。安裝方便。

產(chǎn)品特點：

☆ 無線傳輸距離遠：可達500米-2.5公里

☆ 低功耗，電池壽命可達2年，工作環(huán)境在-22℃-70℃

☆ 安裝簡單、管理靈活，在需要移動設備和增加設備時更有優(yōu)勢

☆ 傳輸穩(wěn)定，通過8頻段自動跳頻

☆ IP68防護等級，使用更安心放心

☆ 可兼容國內(nèi)外的不同品牌電磁閥，如Toro 、Hunter、RainBird、伯爾梅特、拉斐爾、耐特菲姆等

4、LoRa無線節(jié)點傳感器

① 無線傳輸距離遠：可達500米-2.5公里

② 低功耗，3.6V電池壽命可達2年

③ 鋼針采用優(yōu)質材料，可經(jīng)受長期電解，耐酸堿腐蝕

④ 電極采用特殊處理的合金材料測量精度高、性能穩(wěn)定

⑤ IP68防護等級，使用更安心放心

⑥ 可接入土壤溫度、濕度、鹽分、電導率、空氣溫度、濕度、風向、風速、光照、輻射等傳感器。

⑦ 同時可接入10組傳感器，

⑧ 可識別接入電壓電流模擬信號、SDI-12、RJ45、RS485/232等MODBUS傳輸協(xié)議。

（二）自動灌溉控制系統(tǒng)

1、自動化控制系統(tǒng)平臺適用范圍：

溫室大棚種植、自動灌溉、特種養(yǎng)殖、食品加工、文物保護單位、發(fā)酵行業(yè)、食用菌栽培、小氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測、組培室、及各種需要隨時在線精準監(jiān)測環(huán)境中的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照強度、土壤水分、土壤溫度等參數(shù)

2、智能溫室控制柜可以設定各運行參數(shù)，通過監(jiān)測溫室內(nèi)的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照度、二氧化碳的濃度等來自動控制卷簾、天窗、側窗、內(nèi)遮陽、外遮陽、風機、外翻窗、加溫設備等的目標值和設備的開啟/關閉時間等等，通過監(jiān)測土壤的水分、土壤的溫度、電導率等參數(shù)來自動控制電磁閥和水泵、施肥系統(tǒng)設備的開啟/停止等目標值。

3、溫室數(shù)據(jù)采集：空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照度、土壤溫度、土壤濕度等多路傳感器數(shù)據(jù)。

4、控制項目：卷簾、通風（卷膜）、加熱、補光、灌溉（滴灌、噴灌）等

5、自動/手動控制柜：〖手*停*自〗，手動（本地手動人工控制模式）；停止（非使用期間或防止意外均可選停止檔位）；自動（使用遠程手動或全自動控制）。

6、觸摸屏采集控制主機，本機可以查看數(shù)據(jù)，設置采集間隔、查看聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，通過TCP網(wǎng)口、GPRS無線等傳輸方式遠程查看、設置、控制等。

7、自動控制柜可以實現(xiàn)本地手動控制、聯(lián)網(wǎng)遠程手動控制、聯(lián)網(wǎng)啟用智能自動控制功能。

四、水肥一體化綜合配置方案

1、供水配電設備：水泵、穩(wěn)壓泵、配電箱等

2、砂石過濾器：初級砂石過濾

3、自動反沖洗疊片過濾器：精細過濾、滿足滴灌微噴等灌溉需求、自動沖洗、避免堵塞。

4、水肥一體機。

5、農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測站。

6、土壤墑情監(jiān)測站。

7、變頻控制柜。

8、溫室智能控制系統(tǒng)。

9、無線網(wǎng)關。

10、無線節(jié)點采控器。