农业智能化项目设计与实施方案

1、物联网与示范基地水肥一体化（滴灌）技术实施方案目录一、项目概述11、项目名称12 、项目建设单位13、项目建设地点14、项目建设内容14.1、一套小型气象站14.2、一套智能施肥灌溉系统14.3、多套土壤墒情监测站（阀门控制站）1二、项目建设实施方案21、系统介绍22、小型气象站23、智能施肥灌溉系统5四、近年案例展示27项目名称：湖北全苑生态农业科技有限公司27项目名称：湖北万顺农业开发有限公司28项目名称：江苏常州金坛茶园29施工注意事项：30一、项目概述1、项目名称树莓水肥一体化（滴灌）物联网示范基地建设项目2 、项目建设单位XXXXXXXX有限公司3、项目建设地点 XXX省XXX市XX

2、X县XXXXX项目4、项目建设内容4.1、一套小型气象站 小型气象站用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光合有效辐射、等多种气象要素进行全天候现场监测，为农业种植提供数据分析的依据。也能够实现对土壤墒情（土壤温湿度）的长时间连续监测，全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾抗旱提供了重要的基础信息。4.2、一套智能施肥灌溉系统 智能施肥灌溉系统可以结合墒情数据以及气象数据等信息，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，降低人力投入成本等工作。4.3、多套土壤墒情监测站（阀门控制站）土壤墒情监测站能够实现对土

3、壤墒情（土壤温湿度）的长时间连续监测，全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾抗旱提供了重要的基础信息。二、项目建设实施方案1、系统介绍通过气象传感技术对园区微型气象环境进行监测，有效提高了设施农业预防、预警应急能力，保证了设施农业的安全生产。通过土壤水分贮存量及其变化规律的监测，实现墒情监测预测和其它相关生态环境监测预测服务以及施肥灌溉都具有重要意义。通过水肥一体化技术结合不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水，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，保证作物灌溉施肥的肥效快，

4、利用率高，有效的提高生产效率。2、小型气象站小型气象站安装效果以及现象安装如下图：(具体安装位置根据客户确定）气象环境监测分析单元是一种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统，气象环境监测分析单元由气象传感器、气象数据采集仪和物联网平台软件三部分组成。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；风速风向传感等传感器为气象专用传感器，具有高精度高可靠性的特点。气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、气象数据定时存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能。系统内置大容量FLASH存储芯片；多种通讯接口可以很方便的与

5、计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现气象设备与计算机监控中心的远程无线连接。电源系统采用风光互补供电系统或交流220V、直流5V、12V、太阳能等多种供电方式，并且完善的防雷击、抗干扰等保护措施。保证运行于各种恶劣的野外环境实现高稳定性、高精度、无人值守的特点。通过平台上查看数据3、智能施肥灌溉系统500亩基地现有泵房，由于泵房面积不确定，所以整体方案如下：水源是采取的地下水，由于地下水水温度较低，一般是5-6，直接灌溉和施肥影响植物生长，所以一般建议在泵房附近修建一蓄水池来作为水源；一、泵房内需要安装设备：3.1、蓄水池3.2、主水泵水泵采用2台合适功率（具体参数根据现

6、场地形图来选型）的离心泵，一用一备，采用一拖二的方式，当一台水泵流量不够时开启第二台水泵，控制方式采用变频控制。 立式离心泵3.3、恒压变频控制柜变频水泵控制柜系统通过测到的管道压力，经变频器系统内置的PID调节器运算，调节输出频率，然后实现管网的恒压供水。变频器的频率超限信号(一般可作为管网压力极限信号)可适时通知PLC的进行变频泵切换。为防止水锤现象的产生，泵的开关将联动其出口阀门。变频控制柜（外）变频控制柜（内）3.4、过滤设备(共2级过滤系统）由于水源是井水，所以过滤器组合选用；第一级过滤系统：离心式过滤器离心式过滤器基于重力及离心力的工作原理，清除重于水的固体颗粒。水由进水管切向进入

7、离心过滤器体内，旋转产生离心力，推动泥沙及密度较高的固体颗粒沿管壁流动，形成旋流，使沙子和石块进入集砂罐，净水则顺流沿出水口流出，即完成水砂分离。主要用途:这种过滤器安装在井及泵站旁，最适应于分离水中含有的大量沙子及石块，在满足过滤要求的条件下，分离60-150目砂石的能力可达到92-98% 。它一般不单独使用，而只是作为过滤系统的前段过滤。第二级过滤系统：叠片过滤器全自动反冲洗叠片过滤器当达到一定的压差时，或设定的时间内系统自动进入反冲洗状态，控制器控制阀门改变水流方向，过滤器底部单向隔膜关闭主通道，反冲洗进入四组喷嘴通道，和喷嘴通道连接的活塞腔内的水压上升，活塞向上运动克服弹簧对叠片的压力

8、，并在叠片组顶部释放活塞空间，同时反冲洗水从四组喷嘴通道上面的35*4个喷嘴沿叠片切线的方向高速喷射，使叠片旋转并均匀分开，喷洗水喷洗叠片表面，将截留在叠片上的杂质喷洗甩出。当反冲洗结束时，水流方向再次改变，叠片再次被压紧，系统重新进入过滤状态。反冲洗控制器操作简单，可根据压差，时间或两者组合对过滤器或工作站进行全面控制。叠片过滤器滤芯无须更换，寿命可达15年之久。全自动反冲洗手动反冲洗手动过滤器手动反冲洗叠片过滤器：根据前后压力表的值手动拧阀门进行反冲洗手动T型叠片过滤器：优点：成本较低， 缺点：清洗时需要将把滤芯取出进行清洗。3.5、施肥系统第一种方案：考虑施肥面积，采用智能水肥一体机的话

9、，只能采用轮灌的方式对其进行施肥；原理图如下：智能水肥一体机河南云飞科技水肥一体机系统结构包包括：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。河南云飞科技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

10、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。PHSF-1 PHSF-2水肥一体机实物图：系统参数：项目内容控制方式时间控制：设定时间灌溉肥水比例：设定流量比例来控制水肥比外部信号控制：土壤湿度控制水泵开关无线控制：无线采集传感器值及控制电磁阀（区间数）依据项目需要可分多个区域系统特征肥料控制：肥料供应量百分比来控制流量控制：根据各个大棚内流量传感器的值判断阀门状态可选择施肥或者直接灌溉灌溉使用原灌溉网络的压力不需要加压泵

11、报警及停止：超出压力上限值时发出报警及停止运行报警及停止：超出土湿上限值时发出报警及停止运行一键灌水：紧急灌水（手动灌水）临时停止：一键停止运行功能灌溉区域阀门采集使用无线传输节约拉线成本硬件特征包含嵌入式现场下位机控制器、信号采集模块、设备驱动模块以及人机交互10寸触摸屏等，可完成灌溉精准调控、水肥信息采集、云服务器交互等工作；智能水肥机具有快速运算能力，配合最新传感技术以及大数据分析技术保证设备操作简单，智能运行。支持XPH、标准MODBUS双协议切换；可支持JSON/HTTP数据上报。可利用lora或nb-lot技术拓展接入现场环境采集设备以及现场灌溉控制设备外形特征外形尺寸：783mm

12、*573mm*1274mm（长宽高）；内置系统不锈钢离心泵、过滤系统，检控系统，电气柜，施肥桶和吸肥通道组合。10寸触摸屏显示棚内使用无线传输节约拉线成本系统标配3路注肥通道，预留1路，单通道最大施肥量420L/h；可与物联网平台联动，根据采集的墒情等信息智能配比，自动记录施肥时间、施肥区域、流量、PH值、EC值、各母液使用量等。第二种方案采用混肥池的方案，由于如果需要同时500亩地同时施肥的话，如果采用智能水肥一体机的方案的话，施肥桶体积不够，所以我们采用蓄肥池的方案；原理图如下集控站（控制柜）由于田间阀门需要控制和采集混肥池的液位以及PH,EC值，所以做一台集控站（控制柜）带电磁阀集控路由

13、，带10寸触摸屏显示，控制田间多路电磁阀，肥池注水阀，以及内置采集仪采集混肥池中液位，电导率（EC),PH值，控制混肥泵，吸肥计量泵，水泵3路电机的启停。设备技术要求技术参数集控站（控制柜）1.多路阀门控制：多路继电器控制；2.液位传感器，电导率（EC)传感器，水质PH值传感器，3参数的数据采集，触摸屏显示，通过控制逻辑设置3参数的上下限控制肥池注水阀的启停；2. 控制混肥泵，吸肥计量泵，主水泵3路电机：3路继电器控制多路继电器控制，一路继电器控制，10寸触摸屏显示，可以直接在屏幕上直接进行控制阀门和点击的开启和关闭，控制逻辑：设定要素上下限值，通过通讯模块直接传到平台上直接控制实物图如下：3

14、.6、首部泵房配件阀门排气阀3.6.1）、田间阀门控制阀门选型：由于灌溉面积过大，所以不建议市电供电，走线埋管 ，采取锂电池太阳能供电，根据土壤湿度的阈值（上下限）来控制阀门(电磁脉冲阀）的启停。无线阀门控制器是专门为农业温室、农业环境控制开发生产的环境控制系统。可测量风速、风向、温度、湿度、雨量、土壤温湿度等农业环境要素，根据植物生长要求，控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，为植物生长提供最佳环境。无线阀门控制器配套的有“中间件”上位机软件，用户可以通过该软件查看实时环境状况，实现对环境的远程监控，并可通过”中间件”实现对多路继电器的开关控制，这为农业种植带来了极大的

15、便利。同时，由于设备采用无线通信方式，这大大降低了设备的安装成本和环境要求。A. 智能化可定制多路气象监测无线阀门控制器功能全面，数据测量精度高，最多可采集多达十几项环境要素的数据；同时具备软件配置继电器输出，可以控制多个温室设备。核心部件采用高性能工业微处理器为主控CPU，运行安全可靠。便携式防震结构，工业控制标准设计，适合在恶劣环境中使用。B. 无线采集控制中端设备定时轮询获取每个终端设备的数据以及继电器状态，并通过中端设备上传至中间件，或者其他采集器，在与其他设备连接时可采用多种方式进行通讯，因而可方便集成到其他设备上，中端设备在和终端设备通讯时采用无线通信方式，通讯距离远，通讯信号安全

16、稳定可靠。终端设备可采用低功耗工作方式，在接电不方便的地方也可长时间工作。无线阀门控制器，是一款基于470M无线传输技术研发的新型产品。本产品主要用于智能灌溉系统，通过智能控制终端即可根据农作物对浇灌的不同要求设定不同的浇灌策略，实现个性化浇灌。技术参数供电电压DC12V锂电池容量12V、2000mA太阳能板12V、2W工作频段470MHz功耗平均1mA通信距离2KM（空旷环境）信道16个（0 0F）波特率自适应数据传输方式被动召测工作环境-20-60；5%RH-95%RH（非凝露）图片：1、 考虑田间共500亩地，初步考虑田间管网分为50个轮灌区（具体数量根据现场地形来确定），采用50个电磁

17、阀控制，支管采用DE63或者DE90的管道，采用2寸电磁阀或者3寸电磁阀控制（具体根据现场所管区域的喷头数量来计算电磁阀得过流量）2、 阀门控制采用2种方案。太阳能供电，避免走线穿管的麻烦以及节约人工成本； 设备技术参数无线阀门控制器5路模拟通道数据采集仪，(带1路阀门控制），带一路485通讯接口；供电方式：220V交流/12V直流并存（含传感器标配数据线），LORA传输（有效距离可达2KM)，金属外壳（室外防水）电磁阀（脉冲信号）2寸或3寸太阳能供电系统10W太阳能供电，内置太阳能控制器和锂电池，双电源供电安装支架支架（满足设备安装需要）市电供电，走线埋管无线阀门控制器5路模拟通道数据采集仪

18、，(带1路阀门控制），带一路485通讯接口；供电方式：220V交流/12V直流并存（含传感器标配数据线），LORA传输（有效距离可达2KM)，金属外壳（室外防水）电磁阀2寸或3寸安装支架支架（满足设备安装需要）无线集控路由1. 可以采用市电供电也可以采用太阳能供电，无线集控路由2. 可以采用GPRS传输数据到平台，也可以采用以太网传送数据到平台 基于STM8L内核的低功耗设计的多路汇集板 可支持WIFI、GRPS、 470M、以太网、 光纤、RS485/RS232信号输出 具有超强的穿墙功能以及抗干扰能力，可实现远距离信号汇总、接收 可选配2W/2000mA的太阳能+锂电池设计无线集控路由+太

19、阳能 10W/6600mA的太阳能+锂电池设计 可选配太阳能+市电双电源供电设计 支持过度冲电保护功能 支持深度放电保护、负载过载、短路保护功能 支持放电保护功能，低电压自动切断功能 可根据锂电池充电特性，自动调节锂电池充电电压LORA组网方案产品实物图片产品现场安装：土壤湿度传感器3.6.2）、田间灌水器系统主材设备：U-PVC管材、管件U-PVC给水管材、管件压力等级：1.0Mpa-2.0Mpa灌溉系统常用规格：De20*2.0Mpa，De25*1.6Mpa，De32*1.25Mpa，De50*1.0MpaDe63*1.0Mpa，De90*1.0Mpa，De110*0.63Mpa，De11

20、0*1.0MpaDe160*1.0Mpa，De200*1.0Mpa主材设备LDPE管材De20/De25LDPE给水管灌水器微喷头和摇臂喷头根据现场环境主要是种植小麦和玉米的种苗，考虑现场需要机械耕作的，所以现场采用摇臂喷头，采用喷灌的灌溉方式。如下图所示。型号：HR-818规格：1寸内螺纹压力：2.0-4.0Bar喷洒半径：12-18m流量：46.7-83.3L/min三、农业物联网平台两大平台电脑云端界面用户信息查询与操作入口应支持大部分浏览器，使得与设备无关。简单，免于安装，易于使用。农业物联网系统平台可成为管理和控制的完整农庄信息系统和控制管理平台，配置不同的功能模块可灵活地实现对应现场环境的信息采集、控制和管理。实时查看数据依托物联网云平台软件，控制混肥泵等设备，实现智能施肥系统在手动模式、自动模式、时间段模式以及阈值控制模式下自