辣椒5G智慧农业物联网大数据平台丨水肥一体化控制系统

系统简介

水肥一体化智能控制系统通过与灌溉系统相结合，实现智能化控制。系统由物联网监控平台、气象数据采集终端、视屏监控、施肥一体机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间水管线等组成。

图为河南益民控股5G+智慧辣椒种植基地水肥一体化系统控制中心

概述

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，按土壤养分含量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、喷q或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物发育生长区域，使主要发育生长区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的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

系统原理图

水肥一体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，实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可能仅由部分设备组成。

水肥一体机

水肥一体机系统结构包括：控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统。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。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。

施肥系统

水肥一体化施肥系统原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。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电磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、电磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。

41：输配水管网系统

由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管径根据流量分级配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带；首部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的首端进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。

输配水管网的作用是将首部处理过的水, 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，即为滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。

42：环境数据采集器

421气象信息采集

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组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素；具有高精度高可靠性的特点，可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。

422土壤墒情采集

土壤检测仪可实现对土壤不同深度的温度、湿度、EC、 PH等数据监控，通过5G信号传输至AI农大数据平台，借助于大数据平台的综合建模分析，从而给出土壤土质的综合评级，并语音播报。

43：无线阀门控制器

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电磁阀相连接，接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制，同时也能够采集田间信息，并上传信息至田间工作站，一个阀门控制器可控制多个电磁阀。

电磁阀是控制田间灌溉的阀门，电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。

44：灌水器系统

微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌水周期短，需要的工作压力较低，能够较精确的控制灌水量，能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。

系统功能

51：用水量控制管理

实现两级用水计量，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，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结合，实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用水总量将通过远程控制，限制区域用水。

52：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。

53：阀门自动控制功能

通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，采用无线或有线技术，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，分片控制，预防人为误 *** 作。

54：PC展示平台

通过物联网水肥一体化智能监测平台，能够为用户提供传感器数据、远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过物联网智能监测平台，用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。

55：移动终端

建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。

56：运维管理功能

包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理；实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理；以及对用水、耗电、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。

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。

院校专业：

专业层次 专科（高职）

基本学制 三年

学历 专科（高职）

专业代码 410103

是什么

现代农业技术主要研究现代化农业技术、现代农业装备、农业信息技术等方面的基本知识和技能，将传统农业技术与现代科学相结合，从而实现农业机械化、电气化、科学化。常见的现代农业技术有：无土栽培技术、智能温室养殖技术、无人机喷洒农药技术等。 关键词：机械 无土栽培 智能温室 无人机

学什么

《现代农业企业经营与管理》、《现代农业装备》、《作物生产技术》、《农业信息技术与信息管理》、《现代农业经营管理》、《现代农业园规划与设计》、《农产品经营与服务》、《农资经营与服务》、《植物生产技术》

干什么

现代农业类企业：无土栽培、种植技术、优良育种、农业技术。

详解

基本修业年限 三年

职业面向

面向农业技术员等职业， 农业生产、农业经营、农业服务等岗位(群)。

培养目标定位

本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和植物遗传、植物生长 发育规律、植物生长环境、土壤与肥料及相关法律法规等知识，具备大田及园艺作物生 产、作物病虫害防治、现代农业装备 *** 作与维护、农业物联网应用与维护、农业企业经 营管理等能力，具有工匠精神和信息素养，能够从事现代农作物生产、现代园艺作物生产、农业企业经营管理、农业技术服务等工作的高素质技术技能人才。

主要专业能力要求

1 具有大田作物和园艺作物高效优质生产能力； 2 具有识别田间主要病虫草害并进行有害生物综合防治的能力； 3 具有现代化农业机械装备的使用与维护能力； 4 具有运用农业物联网技术进行农业生产管理、农产品生产质量控制的能力； 5 具有现代农业企业经营管理能力，能够利用现代网络技术销售农产品； 6 具有推广农业绿色生产、节能减排和农业废弃物资源化利用的能力； 7 具有农业安全生产与自我防护的能力； 8 具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。

主要专业课程与实习实训

专业基础课程：

植物与植物生理、植物生产环境、植物遗传基础、生物化学、田间 试验与统计分析、农业信息技术。

专业基础课程：

农作物生产技术、园艺作物生产技术、作物病虫草害绿色防治技术、 现代农业装备技术、农业物联网应用技术、农业企业经营管理。

实习实训：

对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行大田作物生产、园艺作物 栽培、作物病虫草害防治、现代农业装备应用与维护及农业物联网应用等实训。在现代 农业企业、家庭农场、农资及农产品营销企业、农业技术服务公司等单位进行岗位实习。

职业类证书举例

职业技能等级证书： 家庭农场粮食生产经营、设施蔬菜生产、无人机 *** 作应用

接续专业举例

接续高职本科专业举例： 智慧农业技术、现代农业经营与管理 接续普通本科专业举例： 农学、园艺、智慧农业

持续本科专业举例

就业率

95%-98% 2020年 96%-100% 2021年

男女比例

男生 58% 42% 女生

开设课程

蔬菜生产技术、果树生产技术、花卉生产技术、植物组织培养、现代农业技术装备、农业生态与环境保护、农产品与农资营销、农产品质量安全与检测技术等。 其他信息：

现代农业技术专业就业前景较好。近年来随着农村经济的持续发展，需要越来越多的农业科技方面的人才，现代农业技术专业毕业会越来越受重视。 随着国内绿色景观神态的逐渐重视和深度开发、农业、园林、绿化、环保，园林园艺景观设计及建筑规划类人才成为城市建设的新宠，也是当前人才市场供求的热点；从而绿色之旅和以人文为主题的农家之旅成为当今旅游的业的时尚，与园林，环保形成了就业链；一向相对冷门的农业人才近两年来也备受社会的关注。随着农村经济的持续发展，需要越来越多的农业科技方面的人才。 现代农业技术专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握主要农产品的生产及其产品贮藏加工技术以及农技推广原理与方法、农产品与农资营销和农业经营管理基本知识，具备识别植物形态与结构、土壤类别、农业机具使用与维护、农技推广技术、农产品与农资营销、农业经营管理能力，从事现代农业生产、农业科技推广与产品营销等工作的高素质技术技能人才。

物联网应用技术的大专生就业方向较多，物联网应用技术毕业生可在各类物联网企业和IT企业从事物联网方案设计、物联网方案系统集成、物联网系统售前技术支持与售后技术服务、物联网技术应用实施等岗位工作；物联网应用企业从事物联网系统的管理与维护工作。

随着物联网在智能化城市、交通、物流、电网、医疗、工业、农业等方面的广泛应用，物联网人才都将处于供不应求的状态，其需求具有紧迫性和稀缺性。

面对现在大学生毕业就业难的情况下，物联网领域却急需相关专业的人才，同时物联网行业内前景大好，这也是成为高校热门专业的一个重要原因。

扩展资料

物联网应用技术专业面向物联网系统集成、物联网应用开发、物联网终端设备、物联网系统运营等相关企业，培养德、智、体、美全面发展，具有与物联网应用技术相适应的文化水平和职业素质，掌握射频、嵌入式、传感器、无线传输、信息处理等物联网技术。

能适应长三角地区物联网产业发展需要，具备从事物联网系统工程设计、工程设备安装调试、物联网应用系统的运行与维护、物联网系统集成项目开发及物联网企业的产品营销、技术服务与设备运维、管理等具有良好服务意识与职业道德高素质技术技能型人才。

作为一位物联网小白，是时候分享自己对物联网这个庞然大物一些简单的解析了。
众所周知，物联网的范围很广很广。在人们都意识生活离不开互联网的时候，你会发现，其实物联网也无处不在。但是物联网又没有像互联网一样应用的很明显，能够通过音视频表现出来。物联网从2016、2017年的LoRa、NB-Iot等技术站在风口上，到2018年渐渐进入一个平稳期，很多人不确定其方向到底在哪里。
近两年一直从事物联网相关的硬件产品开发，对物联网相关知识有了浅陋的了解，对物联网方向也简单认识。简答发表个人见解。
智能家居
提到智能家居，现在我们首先想到的就是AI音箱，它是智能家居的入口，它融合了AI、物联网、大数据等技术一体，实现了人与物、物与物的相连。此类产品有亚马逊的Echo、小米的小爱、京东的叮咚、阿里的天猫精灵等。已经深入到人们的生活中。与我们的智能家居（家用电器等）相接、控制，提供人们的生活质（bi）量（ge）。未来，智能家居行业将会围绕着AI音箱等作更广的发展。如扩展到智能穿戴设备、智能医疗等方面。
畜牧业、农业物联网应用
我国是一个农业大国，也是一个畜牧业大国。物联网在农业中的应用包括植物生长环境的数据采集、农业物流跟踪、食品安全跟踪、农作物生长控制等。目前的市场来看，物联网在农业方面的应用主要还是应用于农场、果蔬基地等，其他，如物流市场、食品安全市场等都还没有很好的应用。这个和现有技术、成本以及需求等相关
畜牧业主要包括牛、羊、猪、鸡鸭鹅等。物联网在畜牧业中应用案例比较多。例如，网易猪、京东的跑步鸡、牛耳标、羊耳标等。物联网在畜牧业中应用主要是动物数据采集（健康、生长周期等）、实时定位、动物溯源（食品安全）等。现在虽有大量案例，但是技术的成熟型以及产品的必要性一直制约其发展。（只针对畜牧业本身，不涉及对应的物联网+畜牧业+金融贷款的组合产品，因为涉及到畜牧业+金融，现在就可以考虑加入区块链）
工业物联网
工业物联网的市场与应用是我目前认为市场行情最好的，也是目前物联网效果最能体现的应用场景。工厂设备改造、无线监控、设备状态检测、工业园区人员监控等需求非常多。工业物联网的应用主要是现代企业需要提高效率、降低人力成本以及维护成本，而现在的物联网解决方案恰好帮助他们解决了。其次，工业应用不像商用对产品性能以及外观等最求很高，其对使用时间，寿命稳定性等要求比较高。这些恰恰是符合物联网终端设备的要求。还有就是现在的窄带物联网技术满足长距离传输需求，符合工业场所的需求。需求和技术都能满足，所以工业物联网的前景非常明朗。
智慧城市
智慧城市这个概念比较大，智慧城市的目的是方便人们生活，智慧城市的每个部分都离不开物联网，包括安防监控、环保、停车等。智慧城市的发展在一定程度上会方便人们的生活，提高生活质量。但是，从现在已经部署的智慧城市的效果来看，并不明显。个人认为其主要原因是人们对物联网的概念还不深入，一直停留在过去的生活方式中，并且生活中的一些微小的变化并不会立刻显示出来，不会像移动互联网那样表现的特别明显。我们现在要做的就是适应时代的变化，让科技进入生活，改变生活。
物联网的应用远不止这么点，它无处不在，让科技进入我们的生活，让物联网提高我们的生活质量，这个是我们作为物联网产品人的职责。让产品进入生活，改变生活，改变物与物，万物互联。

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