基于物联网的水肥一体化系统设计与试验*

张宝峰,陈枭,朱均超,康军,潘威,赵岩

(1.天津理工大学电气电子工程学院,天津市,300384；2.天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津市,300384；3.天津一米田地科技有限公司,天津市,371200)

0 引言

水肥一体化是指液体肥料通过压力管道注入到相应的灌溉水管中,喷洒至农作物或滴入农作物根部区域。随着智能技术的发展,具有智能化灌溉施肥的现代设施农业已经成为必然趋势,农作物生长过程中,肥液的浓度以及酸碱度起到关键作用,同时,农作物的生长环境因素对灌溉施肥有一定的指导作用。快速、准确、方便地获取到农作物环境及肥液参数,并且精准控制施肥灌溉量,对生产力的提高有着重要的意义[1-4]。

国外研究水肥一体化技术起步较早,现代设施农业智能化水平较高,比如以色列Netafim灌溉施肥系列产品,可以实时采集土壤和配肥过程中的EC和pH值,并且将数据实时传送至服务器,远程监测作物生长环境信息。Goap等[3]提出了智能算法,根据检测的土壤和环境温湿度、紫外线辐射值以及天气预报参数使系统实现自动灌溉作业。而国内研究起步较晚,石建飞等设计以PLC为控制器,采集水稻生长环境信息,通过触摸屏或上位机进行参数设置手动或自动完成灌溉施肥。赵进等[4]设计基于物联网和无线组网技术,实时采集环境及土壤墒情信息,并将数据发送至控制终端和网络服务器,经过分析决策控制精准施肥。

本文设计了一种基于物联网的水肥……