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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