水肥一體化技術又稱灌溉施肥技術，是將滴灌與施肥結合在一起發展起來的一種現代農業技術。這項技術主要是借助滴灌系統，利用滴灌系統中的水為載體，在灌溉的同時進行施肥，實現水和肥一體化利用和管理，使水和肥料在土壤中以優化的組合狀態供給給作物吸收利用。按照作物生長需求，進行全生育期養分需求設計把作物所需要的水分和養分適時、定量、定時的根據植物不同的生長期按比例直接提供給作物。這樣可使灌水量、灌水時間、施肥量、施肥時間都達到很高的精度，具有水肥同步、集中供給、一次 、多年受益的特點，從而達到提高水肥利用率的目的。這一技術可適用于大棚、日光溫室蔬菜等設施農業栽培，以及農田、果樹、等經濟效益較好的作物。
水肥一體智能系統無需人為控制，系統自動感測何時需要灌溉，以及施肥，系統可以實現自動開啟灌溉點，自動關閉灌溉點；可以按恒定的月、周、日運行表進行循環運行，按灌溉日內循環時長、間隔間隔時長運行，可設定土壤水分參數自動啟停灌溉系統，可根據時間或比例、水量決定注入的肥量或根據EC/PH值進行施肥的編程。

智能農業產生的背景
說起滴灌技術，幾乎所有種植者都能想到以色列，以色列利用滴灌節水的優勢，解決了缺水的痛點，把一片沙漠變成了“果蔬之鄉”。以色列滴灌技術的成功，也被很多的國家和地區引進學習。但是隨著技術的不斷更新迭代，滴灌技術也將面臨更新迭代！中國作為農業大國，同時也意味著是用水大國，而且中國水資源 短缺，水資源危機已成為制約經濟可持續發展的重要的因素。我國農業用水浪費嚴重，灌溉水利用系數低，因此走科技節水型農業之路來實現水資源的合理利用，不僅可以節約水資源， 重要的是可以提高農業用水效率，節省人力成本，改善生態環境，這是實現我國 農業的關鍵。
中國農業用水量約占總用水量的80%左右，由于農業灌溉效率普遍低下，水的利用率僅為45%，而水資源利用率高的已達70%~80%，因而，解決農業灌溉用水的問題，緩解水資源緊缺問題是非常重要的。我們的智能農業灌溉系統在這種背景下應運而生。
智能農業灌溉施肥系統就是不需要人為的控制，系統自動感測到什么時候需要灌溉，灌溉多長時間，系統可以實現自動開啟灌溉點，自動關閉灌溉點；可以按恒定的月、周、日運行表進行循環運行，按灌溉日內循環時長、間隔間隔時長運行，可設定土壤水分參數自動啟停灌溉系統，可根據時間或比例、水量決定注肥量或根據EC/PH值進行施肥的編程。
（一）節水節肥——按照比例調控，使水肥達到化利用。
  （二）提高產量——投運該系統可增產30-50%。
  （三）省時省力——減少人力成本投入， 管理。
  （四）智能控制——根據土壤水分溫度等相關參數自動反饋控制灌溉。
  （五）科學研究——本系統擴展性強。

智慧水肥一體化滴灌系統是集“物聯網”、“移動互聯網”、“自動控制”等高、精、尖技術為一體的農業生產設施。系統依托土壤傳感器和無線通信網絡實現土壤濕度的自動感知、自動預警、自動分析、自動控制，通過控制電磁閥、水泵等灌溉設備對作物土壤濕度自動調節，極大降低對人工的依賴性，經濟節能，實現灌溉作業的無人值守自動化運行

建設智慧水肥一體化滴灌系統

水肥一體化灌溉系統可以幫助生產者實現自動水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現自動化控制。可實現監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施灌溉，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。可根據作物不同生育期的需肥特點和土壤特點，自動對水,肥進行檢測調配和供給，精細配水配肥，提供水肥利用率，水肥灌溉系統組成：主水泵，恒壓變頻控制柜，過濾器，施肥部分（水肥一體機），保護計量設備（流量計，壓力傳感器，EC，PH,閥門系列等），輸水管網系統，無線/有線閥門控制系統，田間灌水器系統。

灌溉設計

智能滴灌系統的類型，根據供水方式的不同，有恒定流量的滴頭（自補償式），可調節的微型滴頭。必須根據每種植物的水需求，土壤特性和智能滴灌系統的大小來選擇滴管。

恒定流量的滴頭：它們不可調節，并且總是提供相同量的水。它們是始終需要相同量水的植物的理想之選，這些水通常是成年植物的標本。這種類型的滴管是，的。

自補償滴頭：它們是恒定流量（不可調節）的滴頭，能夠補償壓力差，以確保相同流量。建議在滴水管的長度超過25 m或有明顯差異時使用。

可調式滴頭：這種類型的滴頭允許將流量調節到60升/小時。它們是專為生長中的植物或溫度和濕度條件變化很大的地方設計的。

微型灑水裝置：您的灌溉方式是微雨。這些微型噴頭投射出非常細的水滴（甚至可以用作霧化器），并投射出半徑為5 m的水。使用這種灌溉方式時，必須注意灌溉時間表，以免植物因陽光而燃燒。

    常規管傳統的聚乙烯管是可與滴頭配合使用的管。與其他類型的管道（例如多孔或集成滴頭）相比，的優點是它們可以將每個滴頭放置在所需的確切位置，從而充分利用水并進行精確灌溉。根據每個工廠的用水需求，您可以連接并組合不同類型的滴頭，甚至微擴散器。直徑的選擇取決于所需灌溉點的數量，必須覆蓋的延伸范圍以及地形的特征。見的直徑是：直徑4毫米。這種細管非常適合組成小型智能滴灌系統：最多12個盆或15線性米。它也用于較粗的管道中的分支。

增壓泵參數設計：水泵流量數據=參考主管道過流量（即主管道經濟輸水能力）+計劃灌溉面積，水泵流量可以選擇：25立方/小時，確定水泵參數為： 流量：25立方/小時，揚程：32米，功率：4KW。

水泵控制方式

設計單臺水泵，采用1拖1形式工作，主管道上安裝壓力傳感裝置。田間閥門開啟后泵開始工作，變頻水泵控制柜系統通過測到的管道壓力，經變頻器系統內置的PID調節器運算，調節輸出頻率，然后實現管網的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(一般可作為管網壓力信號)可適時通知PLC的進行變頻泵切換。為防止水錘現象的產生，泵的開關將聯動其出口。

砂石過濾器選型

因水源為地表水,含雜質主要是有機物，根據選用灌水器對水質的要求選用“全自動(120目)過濾器”過濾即可滿足該滴灌系統要求。

設計2個缸體，單個直徑600mm，過流量：40m3/h，2個碳鋼砂缸，帶法蘭盤式，水平安裝；

砂石介質過濾器主要用來處理水中有機雜質和藻類，主要適用于開放性水源如：水庫、池塘及渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。

1、設置固定時間清洗程序；

2、過濾器進出口差壓感應清洗程序；

疊片過濾器選型

設計單體2寸過濾體，3組并聯；流量：每組20m3/h，總流量為60m3/h，采用全自動清洗控制方式；當達到一定的壓差時，或設定的時間內系統自動進入反沖洗狀態，控制器控制閥門改變水流方向，過濾器底部單向隔膜關閉主通道，反沖洗進入六組滴嘴通道，和滴嘴通道連接的活塞腔內的水壓上升，活塞向上運動克服彈簧對疊片的壓力，并在疊片組頂部釋放活塞空間，同時反沖洗水從六組滴嘴通道上面的35*6個滴嘴沿疊片切線的方向高速滴射，使疊片旋轉并均勻分開，滴洗水滴洗疊片表面，將截留在疊片上的雜質滴洗甩出。當反沖洗結束時，水流方向再次改變，疊片再次被壓緊，系統重新進入過濾狀態。反沖洗控制器操作簡單，可根據壓差，時間或兩者組合對過濾器或工作站進行全面控制。疊片過濾器濾芯無須更換，壽命可達15年之久。清洗控制方式：

1、設置固定時間清洗程序；

2、過濾器進出口差壓感應清洗程序；

智能水肥一體機

水肥一體機系統結構包包括：控制柜、觸摸屏控制系統、混肥硬件設備系統、無線采集控制系統。支持PC端以及微信端實施查看數據以及控制前端設備。

·時間控制：設定時間灌溉

·肥水比例：設定流量比例來控制水肥比

·外部信號控制：土壤濕度控制水泵開關

·無線控制：無線采集傳感器值及控

系統特征

·肥料控制：肥料供應量百分比來控制

·流量控制：根據各個大棚內流量傳感器的值判斷閥門狀態

·可選擇施肥或者直接灌溉

·灌溉使用原灌溉網絡的壓力不需要加壓泵

·報警及停止：超出壓力上限值時發出報警及停止運行

·報警及停止：超出土濕上限值時發出報警及停止運行

·一鍵灌水：緊急灌水（手動灌水）

·臨時停止：一鍵停止運行功能

·灌溉區域閥門采集使用無線傳輸節約拉線成本

硬件特征

·包含嵌入式現場下位機控制器、信號采集模塊、設備驅動模塊以及人機交互7寸觸摸屏等，可完成灌溉精準調控、水肥信息采集、云服務器交互等工作；

智能水肥機具有快速運算能力，配合傳感技術以及大數據分析技術保證設備操作簡單，智能運行。支持XPH、標準MODBUS雙協議切換；可支持JSON/HTTP數據上報。

·可利用lora或nb-lot技術拓展接入現場環境采集設備以及現場灌溉控制設備

外形特征

·內置系統不銹鋼離心泵、過濾系統，檢控系統，電氣柜，施肥桶和吸肥通道組合。

·10寸觸摸屏顯示

·棚內使用無線傳輸節約拉線成本

·系統標配3路注肥通道，預留1路，單通道施肥量420L/h；

·可與物聯網平臺聯動，根據采集的墑情等信息智能配比，自動記錄施肥時間、施肥區域、流量、PH值、EC值、使用量等。

安全進排氣閥

排氣、進氣功能，水泵啟動時排出管路或設備里面的空氣，保證設備安全運行，避免巨大的空氣流給設備造成強大的沖擊力；當設備停止時，防止負壓產生，此時閥門會吸入大量氣體，保證系統壓力與外界大氣壓力一直，避免負壓吸力對設備造成損壞；

無線閥門控制器，是一款基于470M無線傳輸技術研發的新型產品。本產品注意用于灌溉系統，通過控制終端即可根據農作物對澆灌不同要求設定不同的澆灌策略，實現個性化澆灌。

供電方式：18650電池；

太陽能板：3W；

工作頻段：470MHz；

調制方式：LORA

通訊距離：>2KM

脈沖閥數量：標配1路，可擴展到2路脈沖閥 脈沖閥供電：9-40V脈沖信號（支持伯爾梅特、耐特菲姆、雨鳥等主流閥）

集成多種傳感器（閥門出口壓力，土壤水分，流量等傳感器）；可定時自動開關，也可與傳感器設置聯動邏輯

物聯網平臺系統

水肥一體化灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預 先設定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流 工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動強度，降低人力投入成本。借助個人電腦、智能手機，實現對農業生產現場氣象、土壤、水源控制的實時監測，并對大棚、溫室的灌溉、結合視頻直播、智能預警等強大功能，系統可幫助廣大農業工作者隨時隨地掌握農作物生長狀況及環境變化趨勢，為用戶提供一套高效便捷、功能強大的農業監控解決方案。系統包括監控中心、報表中心、任務中心。另外，用戶還可自己設定灌溉時刻、時長、次數、閥門開度等。

電腦手機云端界面

用戶信息查詢與操作入口應支持大部分瀏覽器，使得與設備無關。簡單，免于安裝，易于使用。農業物聯網系統平臺可成為管理和控制的完整農莊信息系統和控制管理平臺，配置不同的功能模塊可靈活地實現對應現場環境的信息采集、控制和管理。