一、水肥一體化系統概述
水肥一體化系統是一種將灌溉和施肥納入一個系統，通過智能化控制和管理手段實現對水肥的準確調控和管理的系統。水肥一體化系統采用物聯網技術和大數據分析等手段，實現對灌溉和施肥過程中相關數據的實時采集和分析，可以通過傳感器、控制閥門等設備實現對 土壤含水量、養分含量等參數的監測和調控，在農業種植中應用水肥一體化系統，可以實現準確的灌溉和施肥，降低了農業生產的成本，提高農作物的產量和品質、促進了農業可持續發展。
二、水肥一體化系統組成
1、水源系統
江河、渠道、湖泊、井、水庫均可作為水源，只要水質符合灌溉要求，均可作為灌溉的水源。為了充分利用各種水源進行灌溉，往往需要修建引水、蓄水和提水工程，以及相應的輸配電工程，這些統稱為水源系統。
2、首部樞紐系統
其首部樞紐系統主要包括水泵、過濾器、壓力和流量監測設備、壓力保護裝置、施肥設備（水肥一體機）和自動化控制設備。首部樞紐擔負著整個系統的驅動、檢控和調控任務，是全系統的控制調度核心。
3、水肥一體機
水肥一體機系統結構包括：控制柜、觸摸屏控制系統、混肥硬件設備系統、無線采集控制系統。支持pc端以及微信端實施查看數據以及控制前端設備；水肥一體化智能灌溉系統可以幫助生產者很方便的實現自動的水肥一體化管理。系統由上位機軟件系統、區域控制 柜、分路控制器、變送器、數據采集終端組成。通過與供水系統有機結合，實現智能化控制。可實現智能化監測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監測的灌溉狀況，當灌區土壤濕度達到預先設定的下限值 時，電磁閥可以自動開啟，當監測的土壤含水量及液位達到預設的灌水定額后，可以自動關閉電磁閥系統。可根據時間段調度整個灌區電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統可協調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現節水、節電，減少勞動 強度，降低人力投入成本。
4、施肥系統
水肥一體化施肥系統原理由灌溉系統和肥料溶液混合系統兩部分組成。灌溉系統主要由灌溉泵、穩壓閥、控制器、過濾器、田間灌溉管網以及灌溉電磁閥構成。肥料溶液混合系統由控制器、肥料灌、施肥器、電磁閥、傳感器以及混合罐、混合泵組成。
5、水肥一體化智能灌溉系統
水肥一體化灌溉系統由干管、支管、毛管組成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管徑根據流量分級配置,毛管目前多選用內鑲式滴灌帶或邊縫迷宮式滴灌帶；首部及大口徑閥門多采用鐵件。干管或分干管的首端進水口設閘閥，支管和輔管進水 口處設球閥。輸配水管網的作用是將首部處理過的水, 按照要求輸送到灌水單元和灌水器，毛管是微灌系統的管道，在滴灌系統中，即為滴灌管，在微噴系統中，毛管上安裝微噴頭。
6、水肥一體化環境數據采集器
環境數據采集器由低功耗氣象傳感器、低功耗氣象數據采集控制器和計算機氣象軟件三部分組成。可同時監測大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、雨量、風速、風向、氣壓、輻射、照度等諸多氣象要素；具有高精度高可靠性的特點，可實現定時氣象數據采 集、實時時間顯示、氣象數據定時存儲、氣象數據定時上報、參數設定等功能。
三、水肥一體化系統功能
1、用水量控制管理
實現兩級用水計量，通過出口流量監測作為本區域內用水總量計量，通過每個支管壓力傳感采集數據實時計算各支管的輪灌水量，與閥門自動控制功能結合，實現每一個閥門控制單元的用水量統計。同時水泵引入流量控制，當超過用水總
量將通過遠程控制，限制區域用水。
水肥一體化智能灌溉系統
2、運行狀態實時監控
通過水位和視頻監控能夠實時監測滴灌系統水源狀況，及時發布缺水預警；
通過水泵電流和電壓監測、出水口壓力和流量監測、管網分干管流量和壓力監測，能夠及時發現滴灌系統爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統維護人員，保障滴灌系統運行。
水肥一體化智能灌溉系統
3、閥門自動控制功能
通過對農田土壤墑情信息、小氣候信息和作物長勢信息的實時監測，采用無線或有線技術，實現閥門的遙控啟閉和定時輪灌啟閉。根據采集到的信息，結合當地作物的需水和灌溉輪灌情況制定自動開啟水泵、閥門，實現無人職守自動灌溉，分片控制，預防人為誤操 作。
4 、PC展示平臺和移動終端APP
通過物聯網水肥一體化智能監測平臺，能夠為用戶提供傳感器數據、圖片遠程、采集、傳輸、儲存、處理及報警信息發送等服務。該平臺以集中式分區化的方式為用戶提供便捷、經濟、有效的遠程監控整體解決方案。通過物聯網智能監測平臺，用戶可以不受時間、 地點限制對監控目標進行實時監控、管理、觀看和接收報警信息。
四、水肥一體化系統移動終端
建立手機系統，客戶直接采用微信客戶端就可以控制和查看實時數據，手機端具有手動啟動、關閉電磁閥，水泵等設備功能。
運維管理功能
包括系統維護、狀態監測和系統運行的現場管理；實現 區域用水量計量管理、旱情和灌溉預報專家決策、信息發布等功能的遠程決策管理；以及對用水、耗電、灌水量、維護、材料消耗等進行統計和成本核算，對灌溉設 施設備生成定期維護計劃，記錄維護情況， 實現灌溉工程的精細化維護運行管理。
節水灌溉自動化控制系統能夠充分發揮現有的節水設備作用，優化調度，，通過自動控制技術的應用，更加節水節能，降低灌溉成本，提高灌溉質量，將使灌溉更加科學、方便，提高管理水平。
