淺析水肥一體化管控系統設計和實現

郭文靜

前郭縣農業農村局 吉林 松原 138000

科學技術的進步推動了我國農業的快速發展，在種植期間合理應用水肥一體化技術不僅能夠極大地提升灌溉和施肥的效率，同時大大地降低了人力資源以及物力資源的浪費情況，保障了農業種植的產量和質量。因此，在設計水肥一體化管控系統的過程中應當結合不同地區的實際情況進行適當的調整，將水肥一體化管控系統與當地的土質和栽培方式等進行融合，達到促進生產、節約能源的效果。

1 水肥一體化管控系統設計分析

1.1 水肥一體化管控系統構成部分 水肥一體化管控系統通過對現階段我國某些地區所采用的水肥一體化系統在實際應用中存在的缺陷進行分析，對設備運行、環境以及設備參數等方面進行有效的監測和管理，制定完善的管理策略，用戶可以結合實際情況靈活采用多種查看方式，實現信息采集與傳輸等目的。水肥一體化管控系統構成主要包括以下內容:其一是田間管控單元；其二是管控平臺；其三是用戶使用端。

1.2 水肥一體化管控系統運行原理 水肥一體化管控系統在實際應用中主要通過云端服務器發布各項命令對灌溉單元進行有效的管理和控制，借助移動設備端便能夠實時進行觀察和管理。田間灌溉單元配備水肥一體機、固定設備號，并通過網絡對灌溉單元內的所有設備進行管理和操控，例如設置灌溉的方式等。另外，還可以將灌溉地塊內的實際情況傳送至云端服務器，便于用戶在后臺查看相關信息。在水肥一體化管控系統應用過程中，能夠借助傳感器對灌溉地塊內的水源、施肥、農作物生長以及溫度等指標進行記錄和傳輸，用戶根據信息分析農作物生長需求進而開展精準灌溉和施肥。

2 系統關鍵技術及硬件設計

2.1 水肥一體機 水肥一體機主要是借助控制系統和決策軟件等對各項設備進行有效的控制，例如灌溉泵以及施肥泵等，并根據傳感器搜集的信息制定完善的、科學的施肥和灌溉方案。最為重要的是水肥一體機能夠異地操控，借助電腦和手機客戶端便可操作，得以對化肥濃度以及灌溉水量進行精準地控制。

水肥一體機采用變頻技術能夠通過對設備各項參數信息進行分析并對灌溉泵進行適當的調整和完善，確保灌溉水量滿足灌溉地塊的用水需求。除此之外，合理利用變量注入式混肥技術對化肥濃度進行無極控制，確?；蕽舛葷M足作物生長需求，實現自動化灌溉。

2.2 田間控制部分 田間控制部分設備主要包含以下幾部分，其一是田間控制器；其二是電磁閥，其三是傳感器；其四是網關，在灌溉地塊設備天陽能系統為田間控制部分設備提供源源不斷的動能，對傳感器發送的信息進行搜集和分析，并通過網關以及水肥一體機傳送到后臺的運算服務器當中，通過對信息進行自動化分析得出完善的決策，最后由電磁閥執行云端服務器發布的命令。

2.3 云端服務器和數據庫 云服務器與其他服務器相比較操作簡單便捷，效果明顯，用戶借助網絡便能夠創建多個云臺服務器，有效彌補了傳統服務器運行和管理過程中出現的業務范圍狹窄以及管理困難等不足之處。在實際應用中根據吉林松原地區的實際情況對云服務器設置了相應的軟件和配置，構建了更為完善的云服務器以及數據庫信息。云服務器接受來自水肥一體機傳送的信息進而選擇恰當的服務器，由服務器對數據信息進行分析和處理，傳送至數據庫，最終由管控軟件做出最后的科學決策。用戶通過客戶端能夠付信息進行查閱和分析，并結合需求向水肥一體機發送相關指令，對田間設備進行有效的管理和操控。

2.4 數據傳輸網絡 科學技術以及信息技術的碰蓬勃發展促進了無線數據傳輸的進步，現階段無限數據傳輸的標準也出現了不同的變化，不同標準的無線數據傳輸應用場合和范圍各不相同，其優勢和劣勢也存在較大的差異。舉例來說，灌溉地塊的數據傳輸方式若是以WiFi方式為主，可以讓用戶自由組網，操作簡單便捷，且所需成本相對低廉；而數據傳輸方式選擇4G網絡，其優勢則在于傳輸速度快，具有較強的安全性和穩定性，因此，吉林省松原地區在選擇數據傳輸網絡時可以結合當地區的實際情況進行合理選擇[1]。

3 應用程序開發

3.1 水肥一體化控制系統程序 水肥一體機在實際應用中主要以水源灌溉和化肥施灑為主，主要分為以下幾種情況，其一是主要負責水源灌溉；其二是結合農作物生長需求施灑合理比例的水肥。因此，在實際應用和開發的過程中應當結合具體的情況進行針對性的設計[2]。一般來說，水肥一體機灌溉主要分為兩種方式，第一種是手動模式，也就是直接打開灌溉地塊的電磁閥，便可對農作物進行水源灌溉，滿足農作物對水源的需求。第二種是自動模式下事先對電磁閥進行設置，確定合理的灌溉時間和啟動的時間，以此實現水肥一體機的自動化控制。

通常情況下田間管理地塊施肥主要分為三個流程，首先是灌水，其次是施肥，最后是灌水，這樣的施肥方式能夠保障化肥溶液能夠均勻分布在田間，防止化肥溶液濃度過高影響農作物生長。在實際設定時，將施肥電磁閥設定合理的灌水時間、壓力以及施肥的時間和溶液比例等相關數據信息，水肥一體機便可根據設定的數據信息開始自動化運行，再次過程中還可以根據水源灌溉量對施肥流量進行自動化調整，切實滿足不同類型農作物的生長需求，提升產量。

3.2 網站程序開發 水肥一體化管控系統通過瀏覽器接收用戶發布的指令、接收用戶傳送的信息，為用戶提供各種監測信息。水肥一體化管控系統根據用戶的實際需求構成了面向管理人員以及用戶的網站，用戶可以隨時通過網站瀏覽相關信息，了解水肥一體機運行的實時數據信息，并根據具體的需求對水肥一體機進行操控；而管理員則可以借助網站發布 與水肥一體機相關的數據信息，設定管理用戶權限等。

結束語

綜上所述，水肥一體化管控系統融合了先進的信息技術以及自動化控制技術能夠通過云端服務器對水肥一體機進行自動化控制，實時精確高效的水肥灌溉，滿足農作物不同時期對水源和化肥的需求，節省了大量的人力以及物力資源，保障了農作物的正常生長。