廣州賽通科技有限公司是物聯網智能水肥一體化灌溉系統廠家，歡迎咨詢。
一、物聯網智能水肥一體化灌溉系統是什么
物聯網智能水肥一體化灌溉系統，是融合了物聯網、傳感器、自動化控制等先進技術的農業灌溉與施肥解決方案，旨在實現精準、高效、智能的農業生產管理。它打破了傳統灌溉和施肥分離的模式，將兩者有機結合，通過智能調控，為農作物提供最適宜的生長環境。
該系統的工作原理基于 “感知 - 決策 - 執行” 的閉環控制模式。在農田中廣泛部署各類傳感器，如土壤濕度傳感器、EC 值（電導率）傳感器、pH 值傳感器、氣象站等設備 。土壤濕度傳感器實時監測土壤的含水量，讓我們了解土壤的干濕程度；EC 值傳感器能檢測土壤中可溶性鹽的濃度，反映土壤養分含量；pH 值傳感器則用于監測土壤酸堿度，這些數據對于農作物的生長至關重要。氣象站負責收集大氣溫濕度、光照強度、降雨量等氣象信息。
傳感器采集到的數據，通過無線傳輸技術，如 LoRa、4G/5G 等，實時上傳至中央控制平臺。控制平臺如同系統的 “大腦”，運用智能決策系統，基于作物生長模型、土壤特性數據以及實時采集的環境因素數據，通過復雜算法進行分析運算。例如，系統會根據不同作物在不同生長階段的需水需肥規律，如幼苗期需水量少、養分需求相對較低，開花期和結果期對水分和養分需求增加等，精確計算出最佳的水肥配比和灌溉量。
在執行層面，系統根據控制平臺的指令，利用文丘里施肥器、比例注肥泵等設備，將液態肥料按設定比例與灌溉水自動混合，形成均勻的水肥溶液。隨后，通過預先鋪設好的滴灌、微噴灌等灌溉管網，將水肥混合物精準地輸送到作物根部區域。在輸送過程中，流量計實時監測水流量，pH/EC 監測儀反饋肥液的酸堿度和濃度數據，形成閉環控制，確保施肥的精度和穩定性，避免水肥過量或不足對農作物生長造成不良影響。
二、系統的組成部分
（一）水源系統
水源系統是物聯網智能水肥一體化灌溉系統的基礎，為整個灌溉作業提供不可或缺的水資源。江河、湖泊、井、水庫等均可作為水源 。例如在南方水資源豐富地區，江河與湖泊常被利用，而北方干旱地區則更多依賴井水與水庫水。
水質對農作物生長和灌溉系統的正常運行影響重大。若水質不佳，含有過多雜質、泥沙或有害微生物，不僅會堵塞灌溉管道和滴頭，影響灌溉均勻性和系統壽命，還可能引發作物病蟲害，影響作物生長。因此，必須確保水源水質符合農業灌溉要求，必要時需進行沉淀、過濾、消毒等預處理。比如通過沉淀池去除大顆粒泥沙，利用過濾設備過濾細小雜質，采用紫外線或化學藥劑消毒殺滅有害微生物 。
（二）首部系統
水泵是首部系統的動力核心，其作用是將水源中的水抽取并加壓，使水能夠克服管道阻力，按照設定壓力和流量輸送到灌溉管網中，滿足不同灌溉方式和農作物對水壓的需求。不同類型的水泵適用于不同場景，離心泵流量大、揚程較高，常用于大面積農田灌溉；潛水泵安裝方便，適合從深井取水。
過濾器是保證系統正常運行的重要設備，用于去除水中的雜質，如泥沙、藻類、懸浮物等，防止這些雜質進入灌溉管網，造成滴頭、噴頭等設備的堵塞，影響灌溉效果和系統壽命。常見的過濾器有砂石過濾器、疊片過濾器和網式過濾器等。砂石過濾器過濾效果好，能有效去除水中的大顆粒雜質；疊片過濾器過濾精度高，常用于對水質要求較高的灌溉系統；網式過濾器結構簡單、成本低，適用于一般水質的初步過濾 。
壓力和流量檢測設備實時監測管道中的水壓和水流量，為系統提供準確的運行數據。通過這些數據，控制系統可以及時調整水泵的運行狀態，確保灌溉水壓和流量穩定，滿足農作物生長需求。當水壓過低或過高時，系統會自動報警并采取相應措施，如調節水泵轉速或開啟備用泵。
壓力保護裝置則是系統的 “安全衛士”，當管道內壓力超過設定的安全值時，壓力保護裝置會自動啟動，通過泄壓等方式降低管道壓力，防止管道因壓力過高而破裂，保障系統安全運行 。
水肥機是首部系統的核心設備之一，負責將肥料與灌溉水按設定比例混合，實現水肥一體化供應。它能夠根據農作物不同生長階段的需肥需求，精確控制肥料的添加量和混合比例，確保作物獲得充足且適量的養分。同時，水肥機具備自動化控制功能，可與控制系統連接，根據傳感器數據和預設程序自動完成施肥操作 。
（三）控制系統
智能控制柜作為控制系統的核心，內置先進的微處理器和控制軟件，負責接收、處理各類傳感器傳來的數據，并根據預設的程序和算法，向系統中的執行設備發送控制指令。它就像一個指揮官，協調著整個灌溉系統的運行，實現對灌溉時間、灌溉量、施肥量、水肥比例等參數的精確控制。智能控制柜還具備數據存儲和分析功能，能夠記錄系統的運行數據和歷史操作記錄，為后續的數據分析和決策提供依據。通過對這些數據的分析，可以了解農作物的生長狀況和需水需肥規律，進一步優化灌溉和施肥方案 。
各類傳感器是控制系統的 “觸角”，實時感知農田環境中的各種參數。土壤溫濕度傳感器用于測量土壤的溫度和濕度，反映土壤的水分狀況，為判斷是否需要灌溉以及灌溉量的多少提供重要依據。例如，當土壤濕度低于設定的下限值時，傳感器會將信號傳輸給智能控制柜，觸發灌溉指令；當土壤濕度達到設定的上限值時，停止灌溉。土壤 PH 值傳感器用于監測土壤的酸堿度，不同的農作物對土壤酸堿度有不同的適應范圍，通過實時監測土壤 PH 值，可及時調整水肥配方，為農作物創造適宜的生長環境。EC 傳感器（電導率傳感器）則用于檢測土壤中可溶性鹽的含量，反映土壤的肥力狀況，幫助確定施肥的種類和量 。
這些傳感器將采集到的數據通過有線或無線傳輸方式，如 RS485 總線、ZigBee、LoRa 等，實時傳輸到智能控制柜。智能控制柜對這些數據進行分析處理后，根據預設的規則和農作物的生長需求，自動控制灌溉系統和施肥系統的運行，實現智能化的灌溉和施肥管理 。
（四）施肥系統
灌溉系統中的抽水泵負責將水從水源抽取并加壓，為肥料的輸送提供動力，確保肥料能夠隨著水流均勻地分布到田間。過濾器則對進入施肥系統的水進行過濾，防止雜質進入，影響施肥設備的正常運行和肥料的混合均勻度。灌溉管道是水肥輸送的通道，將混合好的水肥溶液輸送到田間各個區域。智能磁閥用于控制灌溉管道中水流的通斷，根據控制系統的指令，精確控制灌溉的時間和區域 。
肥料溶液混合系統是施肥系統的核心部分。肥料罐用于儲存不同種類的肥料溶液，根據農作物的需求，可配置多種肥料，如氮肥、磷肥、鉀肥以及微量元素肥料等。智能控制柜根據傳感器監測到的土壤養分數據和農作物的生長階段，計算出所需的肥料種類和用量，并向施肥器發送指令。施肥器按照設定的比例將肥料從肥料罐中抽取出來，與灌溉水在混合罐中充分混合。混合泵則進一步攪拌混合液，確保肥料在水中均勻分布，形成濃度適宜的水肥溶液 。
傳感器在施肥系統中起著關鍵的監測作用。例如，在混合罐中安裝 EC 傳感器和 PH 值傳感器，實時監測水肥溶液的電導率和酸堿度，確保水肥溶液的濃度和酸堿度符合農作物的生長需求。一旦監測數據超出設定范圍，智能控制柜會及時調整施肥器的工作參數，保證施肥的準確性和穩定性 。
整個施肥系統與控制系統緊密相連，實現了智能化的施肥管理。通過預設施肥方案和自動化控制，不僅提高了施肥效率，減少了人工操作的誤差，還能根據農作物的實際需求，精準供應養分，提高肥料利用率，降低肥料浪費和環境污染 。
三、系統的主要功能
物聯網智能水肥一體化灌溉系統通過實時監測土壤水分含量、EC 值（電導率，反映土壤溶液鹽分含量）、空氣溫濕度、土壤溫度、氣溫、降雨量、土壤信息、作物生長特性等環境參數，為精準管理提供數據支撐。系統運用智能決策算法，根據不同作物在不同生長階段的需水需肥規律，精確計算出最佳的水肥配比和灌溉量。例如，在蔬菜種植中，苗期時系統依據傳感器數據，精準控制每次灌溉的水量在 3 - 5 立方米 / 畝，肥料配比以氮肥為主，適量搭配磷、鉀肥 ；而在開花結果期，灌溉量增加到 8 - 10 立方米 / 畝，肥料中鉀肥的比例相應提高，以滿足果實膨大對養分的需求。通過這種精準管理，確保農作物在每個生長階段都能獲得最合適的水肥供應，促進作物健康生長，提高作物產量和品質 。
該系統能夠精準掌握作物生長需求，實現按需灌溉與施肥。通過精確控制水肥用量，避免了傳統灌溉和施肥方式中常見的水肥過量問題，從而減少了水資源和化肥的消耗。研究數據表明，與傳統灌溉施肥方式相比，物聯網智能水肥一體化灌溉系統可節水 30% - 50%，減少化肥使用量 20% - 40% 。例如在一片 100 畝的果園中，使用傳統灌溉施肥方式每年需用水 5000 立方米，化肥用量 50 噸；采用智能水肥一體化灌溉系統后，每年用水量降至 3000 立方米，化肥用量減少至 30 噸。同時，減少化肥的過量使用，降低了因化肥流失導致的土壤污染和水體富營養化等環境污染風險，助力農業可持續發展 。
當系統監測到環境異常，如土壤濕度過高或過低、土壤酸堿度失衡、氣溫異常等，或者設備出現故障，如水泵故障、管道漏水、傳感器失靈等情況時，能夠立即自動告警。告警方式多樣化，可通過平臺信息推送、短信、郵件、微信等方式通知管理人員，確保相關人員及時了解情況并采取措施。例如，當土壤濕度低于設定的下限值時，系統自動向管理人員手機發送短信提醒，告知需要進行灌溉；若檢測到施肥設備出現故障，系統立即通過微信公眾號推送消息，通知技術人員前往維修。同時，系統會將所有告警信息進行匯總，形成數據報表，方便后續查詢和分析，幫助用戶及時發現潛在問題，保障系統穩定運行和農作物正常生長 。
根據作物生長周期、實時環境等因素，系統可預設定時灌溉的智能策略。管理人員只需在智能控制柜或遠程管理平臺上，提前設置好不同生長階段的灌溉時間、水肥比例、灌溉量等參數，系統就能按照預設策略自動運行，無需人工頻繁干預。此外，用戶還能通過手機、電腦等終端設備進行遠程控制操作，無論身在何處，都能隨時隨地對灌溉系統進行監控和調整。例如，種植戶在外出期間，可通過手機 APP 遠程啟動或停止灌溉，調整施肥量，避免因無法現場管理而影響農作物生長。這種智能化的操作方式，大大節省了人力成本，提高了管理效率，尤其適用于大面積農田、果園和規模化種植基地 。
