在農(nóng)業(yè)科技的飛速發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化系統(tǒng)作為智慧農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在不斷改變著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式，旨在提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)約水肥資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色化、智能化與高效化。

系統(tǒng)概述

物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化系統(tǒng)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代信息技術(shù)，深度融合于農(nóng)業(yè)灌溉與施肥過(guò)程中，形成的整套智慧農(nóng)業(yè)解決方案。通過(guò)安裝在農(nóng)田中的各類傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水分、養(yǎng)分含量、空氣溫濕度等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)需求及預(yù)設(shè)的灌溉施肥策略，自動(dòng)調(diào)整水肥供給量，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉與施肥，減少資源浪費(fèi)，提升農(nóng)作物生長(zhǎng)效率。

工作原理

物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化系統(tǒng)的工作原理主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策制定、執(zhí)行控制四個(gè)環(huán)節(jié)。

①布置在農(nóng)田中的傳感器網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)采集土壤、氣候及農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)匯集到云端服務(wù)器;

②云端服務(wù)器利用大數(shù)據(jù)分析算法，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，識(shí)別出當(dāng)前農(nóng)田環(huán)境狀況與農(nóng)作物生長(zhǎng)需求;

③基于分析結(jié)果，用戶通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)端的管理界面，調(diào)整設(shè)置適宜科學(xué)的灌溉施肥方案，通過(guò)智能控制終端向灌溉與施肥設(shè)備發(fā)送指令;

④智能控制柜、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備根據(jù)接收云平臺(tái)發(fā)布的指令，控制智能閥門、電磁閥等設(shè)備，自動(dòng)執(zhí)行水肥供給量，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè);

功能作用

精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)：

通過(guò)部署的物聯(lián)網(wǎng)高精度傳感器，24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土壤墑情、養(yǎng)分狀況、氣象環(huán)境、土壤含水量、土壤電導(dǎo)率、土壤PH值、蒸發(fā)量等關(guān)鍵參數(shù)，為科學(xué)灌溉與施肥提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

智能控制：

基于實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)綜合分析農(nóng)作物生長(zhǎng)需求與當(dāng)前環(huán)境狀況，制定并執(zhí)行預(yù)設(shè)的灌溉管理規(guī)則。云平臺(tái)支持定時(shí)灌溉、遠(yuǎn)程灌溉、循環(huán)灌溉等灌溉模式，用戶可根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置灌溉時(shí)間、灌溉量、水肥比例等參數(shù)。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整，達(dá)到控制水肥灌溉的目的。

比如：當(dāng)土壤濕度達(dá)到預(yù)設(shè)的下限值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟電磁閥進(jìn)行灌溉;當(dāng)灌溉時(shí)長(zhǎng)、灌溉量或土壤含水量達(dá)到預(yù)設(shè)的定額后，自動(dòng)關(guān)閉電磁閥停止灌溉。

遠(yuǎn)程管理：

通過(guò)安卓/IOS手機(jī)APP、電腦軟件/網(wǎng)頁(yè)等終端設(shè)備的管理界面，實(shí)時(shí)查看灌溉區(qū)域的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，讓用戶無(wú)論身處何地都能隨時(shí)掌握農(nóng)田的實(shí)時(shí)情況，根據(jù)需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整或故障處理。

自動(dòng)報(bào)警：

支持自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常情況或設(shè)備故障時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，支持平臺(tái)信息、微信公眾號(hào)信息、電子郵件等報(bào)警方式，多途徑多方式通知用戶。

數(shù)據(jù)分析：

云平臺(tái)自動(dòng)記錄歷史數(shù)據(jù)，并將參數(shù)根據(jù)類型生成曲線圖，直觀掌握農(nóng)田情況的同時(shí)，結(jié)合歷史查詢、報(bào)表導(dǎo)出、數(shù)據(jù)下載等功能，科學(xué)分析水肥灌溉量與農(nóng)作物生長(zhǎng)情況，優(yōu)化種植方案。

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.精準(zhǔn)管理：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，精確掌握農(nóng)作物生長(zhǎng)需求，實(shí)現(xiàn)按需灌溉與施肥，避免傳統(tǒng)灌溉施肥方式中的盲目性和浪費(fèi)。

2.資源節(jié)約：精準(zhǔn)控制水肥用量，減少水資源和化肥的消耗，降低因過(guò)量使用化肥導(dǎo)致的土壤污染和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

3.提高產(chǎn)量與質(zhì)量：科學(xué)合理的灌溉施肥策略，為農(nóng)作物提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

4.降低勞動(dòng)強(qiáng)度：減少人力投入，降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過(guò)減少水肥用量、降低人工成本、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5.智能化管理：系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化管理，農(nóng)民只需通過(guò)手機(jī)或電腦即可隨時(shí)查看農(nóng)田狀況，調(diào)整灌溉施肥方案，極大地提高了管理效率和便捷性。

6.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：系統(tǒng)生成的大量數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)管理者提供了科學(xué)依據(jù)，有助于制定更加科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃和管理策略。

物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化系統(tǒng)，通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐，在更多地區(qū)、更多農(nóng)作物上得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全面升級(jí)與轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全貢獻(xiàn)力量。

審核編輯 黃宇