精准农业水肥一体化智能管控方案
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智慧农田灌区

精准农业水肥一体化智能管控方案

基于RTU远程终端与智能传感网络,构建水肥一体化精准管控系统,实现灌溉施肥的自动化决策、精准执行与效果评估,助力农业节水30%以上、肥料利用率提升25%。

方案概述

摘要

基于RTU远程终端与智能传感网络,构建水肥一体化精准管控系统,实现灌溉施肥的自动化决策、精准执行与效果评估,助力农业节水30%以上、肥料利用率提升25%。

方案详情

精准农业水肥一体化智能管控方案:系统架构与核心优势

精准农业水肥一体化是将灌溉与施肥深度融合,借助自动化控制系统,根据作物需水需肥规律、土壤墒情和气象条件,实现定时、定量、定位的精准供给。易彩科技基于在水资源计量与自动化控制领域的深厚积累,提供从感知层到决策层的全链条水肥一体化解决方案。

系统架构:感知层——多源数据采集

土壤监测:

  • 多层土壤水分/温度/EC传感器(10cm/20cm/40cm剖面监测)
  • 土壤pH值、电导率实时采集
  • 土壤氮磷钾速效养分在线检测

气象监测:

  • 田间小型气象站(温湿度、风速风向、降雨量、光照辐射、ET₀蒸散量)
  • 与区域气象数据融合,提供72小时预报

作物监测:

  • 多光谱/热红外无人机遥感(NDVI植被指数、冠层温度)
  • 作物长势AI图像识别

系统架构:传输层——可靠数据回传

  • 4G/5G无线传输 + LoRa局域网补充
  • HERO系列RTU远程终端单元作为边缘网关
  • 断网缓存、来点续传,确保数据完整性
  • 支持Modbus、SDI-12等多种传感器协议

系统架构:决策层——智能水肥调度

作物需水模型:

  • 基于Penman-Monteith公式的参考蒸散量计算
  • 结合作物系数(Kc)生育期动态修正
  • 土壤水量平衡模型计算净灌溉定额

需肥决策模型:

  • 基于目标产量的养分需求测算
  • 土壤养分盈亏平衡分析
  • 分生育期施肥配方动态调整

智能调度引擎:

  • 多泵站、多阀门协调控制
  • 管网压力优化,防止爆管
  • 峰谷电价利用,降低运行成本

系统架构:执行层——精准灌溉施肥

首部枢纽:

  • 智能配肥机(多通道吸肥、EC/pH自动调节)
  • 叠片/网式自动过滤系统
  • 变频恒压供水泵组

管网系统:

  • 干支管压力/流量在线监测
  • 电磁流量计分区计量
  • 电动/气动阀门远程控制

田间末端:

  • 滴灌/微喷灌精准供水
  • 压力补偿滴头保证均匀度
  • 根部区域精准施肥

核心功能:智能灌溉决策与精准配肥控制

1. 智能灌溉决策

  • 实时土壤墒情+气象预报+作物生育期三因子耦合
  • 自动生成灌溉计划(时间、水量、区域)
  • 支持手动干预与自动修正

2. 精准配肥控制

  • 多通道智能配肥,EC精度±0.1mS/cm
  • pH自动调节(5.5-7.0范围可控)
  • 肥料溶解度实时监测,防堵塞

3. 分区轮灌管理

  • 支持数十个灌溉分区独立控制
  • 轮灌顺序优化,均衡管网压力
  • 各分区独立配方,满足差异化需求

4. 数据驱动优化

  • 水肥利用效率实时评估
  • 产量-投入效益分析
  • 下季种植方案AI推荐

适用场景:精准农业水肥一体化智能管控方案

  • 大田粮食作物:小麦、玉米、水稻等规模化种植区
  • 经济作物种植:棉花、油菜、马铃薯等
  • 果蔬种植基地:蔬菜大棚、果园、茶园
  • 高标准农田项目:新建或改造提升项目
  • 农垦集团/合作社:规模化农业经营主体

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