水肥一体化智能灌溉系统
在农业生产中,水肥一体化技术对于提高水肥的利用率有非常显著的作用。而农业物联网技术在水肥一体 化中的应用,可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差), 将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含性和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过 可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量,浸润作物根系发育 生长区域,使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同的蔬菜的需肥特点,土壤环境和养分 含量状况;蔬菜不同生长期需水,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例 直接提供给作物。
水肥一体化智能灌溉系统应用范围
水肥一体化智能灌溉系统可以广泛应用于农业、土肥、植保、经作、园林等农技推广或是农业科技示范 区、农场等大型农业生产加工企业。
水肥一体化智能灌溉系统功能
1、 运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况,及时发布缺水预警;通过水泵电流和电压监测、出 水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测,能够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,保障滴灌系统高效运行。
2、 阀门自动控制功能
通过对农田土壤信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测。根据采集到的信息,结合当地作物的 需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵,实现无人值守自动灌溉,分片控制,预防人为误操作。
3、 运维管理功能
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,通过自动控制技术的 应用,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,将使灌溉更加科学、方便,提高管理水平。
4、移动终端APP
方便管理人员通过手机等移动终端设备随时随地查看系统信息,远程操作相关设备。
水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。通过与供水系统有机结 合,实现智能化控制。整个系统可协调工作实施轮灌,充分提高灌溉用水效率,实现对灌溉、施肥的定时、定 量控制,节水节肥节电,减少劳动强度,降低人力投入成本。省力省时、提高产量。水肥一体化必将成为智能 化、现代化农业发展中重要的一环,引领中国农业走向更广阔的领域。
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水是生命之源,小至一草一木,大至人类生存繁衍,皆离不开水源,自古以来,人类傍水而居,有水源的地方更方便人类活动。我国作为农业大国,农产品的生长离不开水源,为了能够提高农作物的产量,人类开始使用化肥。
据相关数据统计,每年的农业用水量占据总用水量的65%。其灌溉用水的利用率仅为40%。与节水先进国家70%—80%的高利用率相比差距明显。由于水肥不合理的利用,造成土地盐碱化,土壤PH值破坏,以及土壤和水质污染等一系列问题。以此看来,解决水资源的问题已经势在必行。
在“十四五”规划中,已明确提出建设节水型社会,新增高效节水灌溉面积0.6亿亩, 创建200个节水型灌区,到2025年,全国建成高标准农田10.7亿亩。由此可见,农业灌溉问题已经引起国家重视。
据相关数据分析,2015年—2020年,我国节水灌溉设备行业市场规模从604.4亿元提升至1150亿元,年复合增长率达13.7%,未来,基于国家政策的支持与种植户节水意识的逐渐提高,预计到2024年我国节水灌溉设备行业市场规模将达到2384.6亿元。
在农村小面积的农田采用的依然是抽水灌溉,将水管的一端接入抽水井,另一端放入农田的一侧,打开机器,水源便会从水管流出,直至流满整片农田。在浇灌的期间,需要人工不断来回巡逻,防止有地方没有浇灌到位,而浇灌这样的一亩田地需要耗费几个小时。
大面积的农田如果继续采用这种方式,不仅会造成水资源的浪费,也容易造成浇灌不均,少浇或多浇。而且由于面积过大,布线,水费、供电皆是农田管理者头疼的问题。如今,随着国家的大力推行,科技的力量已经渗透在农业生产过程中,其中的智能灌溉系统,打破了传统灌溉方式,解决的大面积农田灌溉的问题。
智慧农业灌溉系统,是一种新型的智慧农业无线灌溉解决方案,其原理利用扩频通讯的超远距离,低功耗LORA无线传输技术,加之多种不同传感器,对整体的农业环境中的湿度,温度、光照强度以及土壤墒情等参数进行测量,实时传输数据并对其分析。
系统对不同要素可设置不同阈值,当监测的要素脱离所设范围内的阈值时,可以进行远程手动人为干预,自动或定时,作为灌溉设备的控制条件,从而实现智能化灌溉,提升水肥利用率,减少功耗,改变往期关于传输距离与功耗相矛盾的问题。
智慧农业无线灌溉系统是由LORA网关、LORA采集器(气象+土壤)、LORA阀门控制器、农业四情测报平台组成。
作为智慧农业无线灌溉系统中的一员,掌握着接收下部设备信息,统计分析整理,下发控制指令的职责。配对32路采集器和32路无线阀门,进行3Km的传输。其采用LORA扩频技术,进行多信道通信,增强了链路的稳定性。
包含LORA温湿度采集器、LORA土壤温湿度采集器、LORA光照采集器、LORA485数据采集器、风速风向传感器,各路采集器各司其职,监测不同要素,上传至LORA网关。
作为一款低功耗的脉冲阀门控制器,使用远距离、低功耗的技术LORA,通过脉冲信号控制阀门的开关,灌溉时不需要持续输出信号,可以在远程平台上实现手动开关,阀门的定时开关,实现关联采集设备进行自动控制,实现智慧联动,精准灌溉。
农业四情测报平台可以监测灌溉,虫情,苗情,墒情,孢子等监测数据,智慧农业无线灌溉系统作为农业四情之一,可在云平台的灌溉终端登录,实现对监测点的位置,设备类型的实时监测,管理人员想要查看数据,可通过手机、Pad、计算机等信息终端进行查看。
智慧农业无线灌溉系统节省大量人力资源,用科技手段代替人工力量,实现了节约水资源,提高肥料利用率的发展战略,降低了环境污染率,实现科技兴国,最后,国家推广节水灌溉,合理施肥,综合提升水肥利用率,不仅是建设我国现代化农业的必要条件,更是保证国家供水和粮食安全,推荐可持续发展的战略要求。