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将灌溉与施肥融为一体的农业新技术被成为水肥一体化技术。水肥一体化是借助压力系统（或地形自然落差），将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道系统供水供肥，定时、定量或均匀准确地输送至作物根部区域。

智能水肥一体化系统拓扑图

智能水肥一体化系统以混合管为中心，整个系统共有4路肥料输入、1路肥料输出、1路水灌溉，1路混合肥料输出、12路电磁阀控制灌溉区。4路肥料分别输入氮肥、磷肥、钾肥、微量元素，1路混合后的营养液输出后水资源汇合调解混合后，由主循环泵加压送至田间网管。

混合肥料流经施肥管道，由管道内EC和PH传感器的测量各项数值是否满足我们的实际需求：若符合要求，则由田间网管上的12路电磁阀自动控制着出水施肥管道的速度和流量，若不满足我们可通过控制器手动调整施肥时间的长短，肥料桶的总流量或瞬时流量，或调整电磁阀控制吸肥流量，以保证输出的混合肥满足作物生长的要求。

智能水肥一体化系统由水肥一体机、墒情数据采集终端（EC和PH传感器）、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间管路、监控软件云平台组成，有自动和手动两种管理模式，具有数据实时监控显示，超限报警的功能。

所有参数由种植者全权手动设置的模式为手动模式：它可手动控制所有外接设备的开关以及水泵等设备，且每个施肥通道可以独立的控制设备的开和关，用量，流速施肥时间，施肥形式等；可外接继电器设备及采集设备汇总，且能独立控制各继电器及外接设备。

自动模式是指所有设定水肥一体控制器根据不同的作物的需肥特点自动设置施肥灌溉的一系列参数，种植者不能自主更改参数：设备可实现自动控制水肥的浇灌时间、用量、施肥形式等；可设置时间进行间隔灌溉或者循环灌溉，控制水肥的用量多少；可点击自动停止，提前停止灌溉。

控制器主站主界面实时显示各肥料桶的瞬时流量和总流量，施肥时间以及各灌溉区的灌溉时间等信息，控制器主站带有数码管显示屏可显示当前设备供电的电压值，还带有故障报警灯，若出现像电压偏低/施肥桶搅拌器不工作或灌溉区域电磁阀出现故障，报警灯都会现场发出响亮的报警声，使种植者及时采取措施解决故障。

在混合管道内安装EC和PH传感器可实时对当前混合肥的EC和PH情况进行监测，可通过连接显示仪表直接显示当前混合肥料的EC和PH数值，同时传感器会将数据以有线的方式上传至水肥一体控制器，由控制器将所有数据分析整理后以GPRS/4G的通讯方式将数据上传至云平台。

仁科云平台支持手机、电脑等多种终端登录方式，管理者能够随时随地登录，查看当前施肥灌溉的实时情况。云平台能实时显示水泵和肥料泵的开关状态；4个肥料桶各自的搅拌状态、瞬时流量及总流量；管道内的混合肥料的实时EC和PH值以及12路灌溉区的灌溉状态等信息。

云平台显示界面图

智能水肥一体化系统根据作物不同的生长周期和环境，把作物所需要的氮、磷、钾肥料随水均匀的输送到植株的根部，比常规施肥节省肥料50%~70%；也大大降低了作物种植因过量施肥而造成的水体污染问题；灌溉时只需打开阀门，合上电闸，几乎不用人工看守，大大的节省了劳动力。整套系统实现了自动感知，自动上传，自动分析，自动管理等功能，是物联网技术与农业管理的完美结合。