一、概述
水肥一體(tǐ)化技术是将灌溉与施肥融為(wèi)一體(tǐ)的农业新(xīn)技术。水肥一體(tǐ)化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可(kě)溶性固體(tǐ)或液體(tǐ)肥料，按土壤养分(fēn)含量和作物(wù)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(kě)控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物(wù)发育生長(cháng)區(qū)域，使主要发育生長(cháng)區(qū)域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物(wù)的需肥特点，土壤环境和养分(fēn)含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分(fēn)、养分(fēn)定时定量，按比例直接提供给作物(wù)。
二、水肥一體(tǐ)化系统原理(lǐ)图
水肥一體(tǐ)化系统通常包括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分(fēn)，实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可(kě)能(néng)仅由部分(fēn)设备组成。
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水肥一體(tǐ)机系统结构包括：控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无線(xiàn)采集控制系统。支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备；水肥一體(tǐ)化智能(néng)灌溉系统可(kě)以帮助生产者很(hěn)方便的实现自动的水肥一體(tǐ)化管理(lǐ)。系统由上位机软件系统、區(qū)域控制柜、分(fēn)路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有(yǒu)机结合，实现智能(néng)化控制。可(kě)实现智能(néng)化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分(fēn)变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌區(qū)土壤湿度达到预先设定的下限值时，電(diàn)磁阀可(kě)以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可(kě)以自动关闭電(diàn)磁阀系统。可(kě)根据时间段调度整个灌區(qū)電(diàn)磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可(kě)协调工作实施轮灌，充分(fēn)提高灌溉用(yòng)水效率，实现节水、节電(diàn)，减少劳动强度，降低人力投入成本。
四、施肥系统
水肥一體(tǐ)化施肥系统原理(lǐ)由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分(fēn)组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网以及灌溉電(diàn)磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、電(diàn)磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。
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4.1：输配水管网系统
由干管、支管、毛管组成。干管一般采用(yòng)PVC管材，支管一般采用(yòng)PE管材或PVC管材，管径根据流量分(fēn)级配置,毛管目前多(duō)选用(yòng)内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带；首部及大口径阀门多(duō)采用(yòng)铁件。干管或分(fēn)干管的首端进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。
输配水管网的作用(yòng)是将首部处理(lǐ)过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器，毛管是微灌系统的最末一级管道，在滴灌系统中，即為(wèi)滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。
4.2：环境数据采集器
环境数据采集器由低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件三部分(fēn)组成。可(kě)同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多(duō)气象要素；具有(yǒu)高精度高可(kě)靠性的特点，可(kě)实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能(néng)。
4.3：无線(xiàn)阀门控制器
阀门控制器是接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端。阀门控制器直接与管网布置的電(diàn)磁阀相连接，接收到田间工作站的指令后对電(diàn)磁阀的开闭进行控制，同时也能(néng)够采集田间信息，并上传信息至田间工作站，一个阀门控制器可(kě)控制多(duō)个電(diàn)磁阀。
電(diàn)磁阀是控制田间灌溉的阀门，電(diàn)磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分(fēn)来确定安装位置及个数。
4.4：灌水器系统
微灌按微灌灌水流量小(xiǎo)，一次灌水延续时间较長(cháng)，灌水周期短，需要的工作压力较低，能(néng)够较精确的控制灌水量，能(néng)把水和养分(fēn)直接地输送到作物(wù)根部附近的土壤中去。
五、系统功能(néng)：
5.1：用(yòng)水量控制管理(lǐ)
实现两级用(yòng)水计量，通过出口流量监测作為(wèi)本區(qū)域内用(yòng)水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制功能(néng)结合，实现每一个阀门控制单元的用(yòng)水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用(yòng)水总量将通过遠(yuǎn)程控制，限制區(qū)域用(yòng)水。
5.2：运行状态实时监控
通过水位和视频监控能(néng)够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警；
通过水泵電(diàn)流和電(diàn)压监测、出水口压力和流量监测、管网分(fēn)干管流量和压力监测，能(néng)够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理(lǐ)灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统高效
5.3：阀门自动控制功能(néng)
通过对农田土壤墒情信息、小(xiǎo)气候信息和作物(wù)長(cháng)势信息的实时监测，采用(yòng)无線(xiàn)或有(yǒu)線(xiàn)技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物(wù)的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分(fēn)片控制，预防人為(wèi)误操作。
5.4：PC展示平台
通过物(wù)联网水肥一體(tǐ)化智能(néng)监测平台，能(néng)够為(wèi)用(yòng)户提供传感器数据、图片遠(yuǎn)程、采集、传输、储存、处理(lǐ)及报警信息发送等服務(wù)。该平台以集中式分(fēn)區(qū)化的方式為(wèi)用(yòng)户提供便捷、经济、有(yǒu)效的遠(yuǎn)程监控整體(tǐ)解决方案。通过物(wù)联网智能(néng)监测平台，用(yòng)户可(kě)以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理(lǐ)、观看和接收报警信息。
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5.5：移动终端
建立手机系统，客户直接采用(yòng)手机就可(kě)以控制和查看实时数据，手机端具有(yǒu)手动启动、关闭電(diàn)磁阀，水泵等设备功能(néng)。
5.6：运维管理(lǐ)功能(néng)
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理(lǐ)；实现 區(qū)域用(yòng)水量计量管理(lǐ)、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能(néng)的遠(yuǎn)程决策管理(lǐ)；以及对用(yòng)水、耗電(diàn)、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设 施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理(lǐ)。
节水灌溉自动化控制系统能(néng)够充分(fēn)发挥现有(yǒu)的节水设备作用(yòng)，优化调度，提高效益，通过自动控制技术的应用(yòng)，更加节水节能(néng)，降低灌溉成本，提高灌溉质量，将使灌溉更加科(kē)學(xué)、方便，提高管理(lǐ)水平。
