在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水資源和肥料利用效率低是普遍存在的問題，在很大程度上限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進步，提高水肥利用效率是促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的關鍵。為此，智能農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)整合了計算機技術、電子信息技術、自動控制技術、傳感器技術及施肥技術，設計了一款水肥一體化智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由環(huán)境智能采集、專家知識庫支持、水肥一體化自動灌溉三部分組成，詳細功能如下：
智能農(nóng)業(yè)水肥控制系統(tǒng)
1.環(huán)境智能采集
系統(tǒng)通過傳感器設備智能采集農(nóng)業(yè)土壤的溫濕度、PH值、EC值及氮、磷、鉀等環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)的智能采集是實現(xiàn)科學水肥灌溉的關鍵。通過對采集到的數(shù)據(jù)分析及系統(tǒng)知識庫支持，可判斷出農(nóng)作物在此生長階段對水肥的需求。
2.專家知識庫支持
系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物在不同環(huán)境、不同季節(jié)、不同生長階段的根水肥吸收規(guī)律，建立了農(nóng)作物水肥一體化灌溉專家知識庫。用戶結(jié)合系統(tǒng)對種植環(huán)境的數(shù)據(jù)采集及農(nóng)作物對水肥需求的分析，可制定出科學的水肥自動灌溉方案。
3.水肥一體化自動灌溉
針對系統(tǒng)專家知識庫提供的灌溉意見及農(nóng)作物各生長時期的水肥需求規(guī)律，通過控制水量和肥量的供給，實現(xiàn)水肥在土壤的分布層與作物吸收層空間同位供給，該模塊可分為控制子系統(tǒng)、配肥子系統(tǒng)和灌溉子系統(tǒng)三部分。控制子系統(tǒng)根據(jù)專家知識庫提供的數(shù)據(jù)，設定配肥比重、灌溉時間、灌溉區(qū)域等數(shù)據(jù)，通過總控制器對多個控制節(jié)點進行控制，進行定量定時施肥輪灌。配肥子系統(tǒng)通過上位機的人機界面、PC 機或遠程控制界面設定配肥方案;配肥控制系統(tǒng)通過控制器對直流變頻器的控制實現(xiàn)對水泵和肥泵的控制，從而完成配肥過程。灌溉子系統(tǒng)通過上位機的人機界面、PC 機或遠程控制界面設定控制方案，來實現(xiàn)定量定時定區(qū)域的灌溉。
水肥一體化智能控制系統(tǒng)將信息技術與農(nóng)藝技術相結(jié)合，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的信息化和自動化控制，完成了農(nóng)作物水肥一體化自動控制生產(chǎn)管理功能。根據(jù)農(nóng)作物水肥需求規(guī)律進行施肥與灌溉，對農(nóng)田水分和養(yǎng)分進行綜合調(diào)控和一體化管理，具有肥隨水走，利于作物吸收的特點，通過以水促肥、以肥調(diào)水，實現(xiàn)水肥耦合，全面提升農(nóng)田水肥利用效率，不僅節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能、節(jié)省人力，而且還可大大提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時減輕了增施肥料對環(huán)境的污染。
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