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。
蜂窝物联自主研发的智慧农业物联网云平台可实现在线环境监测+大数据分析+可视化监控+自动化控制，实时掌控农作物的“心跳”、“脉搏”、“体温”、“温饱状态”、“病虫害”等特征，实现农业设施智能化远程控。相比传统农业管理，可节水50%-80%，节约肥料30%-60%，节省农药50%，提高效率5倍以上，目前福建蜂窝物联网科技有限公司智慧农业物联网解决方案已在全国各地的温室大棚、生态农林园场、水产养殖和畜牧养殖基地广泛应用。（1）一套投入，全面升级
一套设备的成本投入，便能完成对温室大棚的全面智能化、生产标准化的升级改造。节约成本，有效节约成本。
（2）产品升级，全为致富
保障产品的优质、高产，形成极富特色、极具卖点的品牌农产品。产品加分，消费者放心,新农人致富。
（3）产业升级，激活资源
以大数据调动农场全部可用资源，激活农场休闲、旅游等功能。助力农业产业的全面升级,新农人多方面创收。
当前，人工智能快速爆发，物联网技术稳步前进。我们可以看到，无论是人工智能，还是物联网的应用，都即将迎来一个新阶段，作为传统产业的农业已经成为物联网、人工智能的重点发展领域。十九大报告中鼓励新时代农业利用现代化手段，结合互联网大数据分析，建立满足农业生产整体规划要求的智慧农业人工智能基础设施。未来，智慧农业将是中国农业发展的重要方向。
下面给大家展示一个基于Hightopo可视化方案实现的智慧农业案例，所见即所得：
智能水肥一体化控制系统亮点(1)节水节肥——节水节肥50%-70%；设备实时监控用水用肥量，不仅能精确保证水肥平衡还节省了大量的多余消耗。
(2)省时省力——实时在线远程监测，迅速大面积灌溉和施肥。
(3)智能控制——根据土壤水分等相关参数自动反馈控制灌溉。控温调湿，避免了施肥浇水过多作物造成黄叶坏死等问题。
(4)提高产量——投运该系统可增产30~50%，改善作物品质，提高经济效益。
(5)减轻病害——大棚内作物极容易产生土传病害，采用滴灌可以直接有效的控制土传病害的发生。
可以通过移动平台或者个人电脑访问该界面，宏观统计出园区温室数量和总面积。可宏观的查看到不同类型温室的分布状况。并且由主界面可以访问各个园区分区温室。可以大体直观的统计出温室数量和种植品种，水肥流动流向和每一个储备罐中的液位高度情况，以及点触节点查看水表和电磁流量计等可查看施肥流量和用电用水量，直观查看EC/PH数值，实时监控到园区内土壤的酸碱和电导度是否适宜作物生长，及时做出调整。
每一个区域都配备4个不同方位的监视设备，有助于实时直观的了解园区内的现实状况，及时反馈到用户 *** 作平台上。整个系统由设施农业母液制备系统，管道增压离心泵，设施农业母液输配系统，农业工作液制备与施肥系统，多级细心增压构成。
该系统提供肥料添加量自动计算，智能引导注肥。 可查看详细参数配置了解制作母液时工作数值,母液制备时循环搅拌,增加水压将原液输送到母液桶中及时储存。
扩展资料图扑软件（Hightopo ）是由厦门图扑软件科技有限公司独立自主研发，基于HTML5标准技术的Web前端2D和3D图形界面开发框架。Hightopo 非常适用于实时监控系统的界面呈现，广泛应用于电信网络拓扑和设备管理，以及电力、燃气等工业自动化 (HMI/SCADA) 领域。
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农业，一直被认为是一个辛苦的行业，面朝黄土背朝天，主要依靠体力劳动，效率低下还非常劳累，而随着整个 社会 经济和科学技术的发展，以及我国乡村振兴战略的提出和实施，越来越多的资源投入到农业领域，我国农业也逐渐向高效、便捷、现代化发展。
现代农业的迅速发展， 温室大棚 为农作物创造了良好的生长环境。大棚栽培虽然在一定程度上减少了外界气象条件的制约，但是仍无法完全避免天气的影响。低温冻害、阴雨寡照、大风、高温高湿等天气均在不同程度上影响作物的生长发育、产量高低、品质优劣，面临:
现代化工业物联网传感器的发展，使农业技术推广势在必行。 高 科技 现代化的智慧农业势必 崛起！
借助物联网，智慧农业构建了集环境监控、精准调节于一体的农业生产系统，对不同的农业生产环境及对象进行 监测监管 ，通过传感设备检测环境的物理参数，对 土壤、虫情、气象 等生产环境状况进行实时 动态监控 ，使之符合农业生产标准，这些新技术的应用将大大改善农产品品质，使其符合市场需求，可以实现 供给与需求的有效对接 ，促进农业生产 精细化、高效化、现代化 发展。
九纯健为您提供 智慧农业大棚一体化 项目，设计内容包括温室大棚环境综合参数监测：温湿度、光照、二氧化碳、氧气浓度、土壤PH值，温度湿度水肥一体化控制管理系统、通风、关窗迭制、智能化温室大棚物联网基本监测管理。
温室大棚基本组成
监控系统由智能温室云监控平台、气象站、网络模块、灌溉控制箱、空气温湿度传感器、土壤传感器、CO2传感器、光照传感器、施肥机、变频灌溉机、风机控制、卷帘机控制等部分组成。
云平台收集信息自动控制
通过检测温室内温度、湿度光照度等环境系数，上传至 云平台 ，并根据用户设定的温度、湿度等传感器上下限 自动或手动控制 大棚的卷帘、外遮阳、补水、通风设备，实现大棚的温度、湿度、光强度等环境参数的自动控制，大大提高了温室控制精度。同时，云平台收集的数据可以为 农产品溯源 提供有力依据。
室外气象同步检测
与室外气象站连接可实现对 室外气象 参数的检测，并根据控制要求控制各种执行结构，保持棚内各项指标的稳定，保证农作物的良好生长环境。特别适合我国 经济、高效型 温室控制要求。
功能效果
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怎么都提这个问题啊，看来智慧农业系统这个概念确实有很多人不知道啊。其实智慧农业系统就是现代农业采用的物联网技术在农业上的应用，作为行业领先者，托普物联网在智慧农业系统研究方面做的比较多。智慧农业系统主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。
自古以来我国就是农业大国，农业在我国有着举足轻重的地位，但是近年来我国正在逐步失去人口红利的优势，面临农业劳动力不足问题，对于我国的经济发展和政治稳定性具有较大的不利影响。因此，在劳动力不足的情况下，我国有必要发展智慧农业，利用现代技术进行科学化耕作。
对于我国而言，智慧农业是我国智慧经济发展的重要组成部分。而智慧农业通过物联网等现代技术能够有效的解放人力，解决我国农业方面劳动力不足的问题。
智慧农业行业主要上市公司：目前国内智慧农业行业的上市公司有中牧股份(600195)、隆平高科(000998)、海大集团(002311)、牧原股份(002714)、温氏股份(300498)、大北农(002385)、大华农(300186)、吉峰农机(300022)、华英农业(002321)、雏鹰农牧(002477)、新都化工(002539)、赛为智能(300044)、新希望(000876)、红太阳(000525)、四川美丰(000731)、辉丰股份(002496)等。
本文核心观点：在我国逐渐失去劳动力红利的背景下，我国大力发展智慧农业以解决我国农业劳动力不足的问题，而智慧农业也成功凭借现代物联网等技术解放了劳动力，减轻了农民的劳作压力。
1、我国农林牧渔总产值逐年增加
2014-2019年，我国农林牧渔总产值呈逐年增长趋势。2019年我国农林牧渔总产值实现1240万亿，较2018年同比增长915%。
粮食是我国最基本的生存资料，而肉类和鱼类的供给是我国人民补充营养的主要食物，自古以来我国就有“民以食为天”的俗语足以说明农业在我国的重要性。但随着我国人口出生率的减少，未来我国面临着农业领域劳动力不足的问题，将对我国的经济发展和政治稳定造成一定的不利影响。
2、我国人口出生率屡创新低，农村人口流失严重
从我国人口出生率来看，2018年我国出生人口为1523万人，人口出生率为1094%，据国家统计局在公布2018年数据时显示，2018年人口出生率为1952年以来的新低。但随着时间推移，2018-2020年我国出生人口和人口出生率屡创新低。2020年我国出生人口仅为1200万人，人口出生率为850%，较2019年下降198个百分点。
同时根据国家统计局数据显示，2019年末我国60岁及以上的老年人口达到254亿人，占我国总人口比例的181%，65岁及以上的老年人口达到176亿人，占我国总人口的126%，我国人口已进入中度老龄化阶段。
综合来看，近年来我国人口出生率屡创新低，我国正在失去人口红利优势，未来或面来在农业方面劳动力不足的问题。
对于我国农村而言，生育率本身较低外加青壮年和部分以务农为生的中年人不得不选择机会更多，制度更为完善的城市打工，造成了农村人口越来越少。农村人口变少使得务农人员减少，对我国农业发展造成一定的不利影响。
3、智慧农业利用现代技术解放人力
近年来，智慧农业的发展在一定程度上缓解了我国劳动力不足的问题。智慧农业是物联网、云计算等现代化智能技术在农业领域的运用，是我国智慧经济的重要组成部分。智慧农业能够促进农业生产精细化、高效化以及农业可持续发展，且可以帮助农业生产者建立溯源系统，有利于保障我国的农业食品安全。
在我国智慧农业生产过程中利用植保无人机、农业无人车、自动采摘机器人、自动分拣机器人等现代设备对农作物进行播种、采摘使得老人和小孩在经过培训后也可以轻松的完成农作物生产，大大解放了人力。
更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国智慧农业行业发展前景与投资战略规划分析报告》
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