一、方案背景

傳統農業灌溉存在水資源浪費(利用率僅 30%-40%)、肥料施用粗放(利用率不足 50%)、人工成本高、作物生長不均等問題，制約農業規模化、高效化發展。尤其在經濟作物種植中，水肥供應的精準度直接影響產量與品質，傳統模式已難以滿足現代農業節本、增效、綠色 的核心需求。

二、系統整體架構

本系統采用感知層 - 傳輸層 - 平臺層 - 應用層 四層架構，構建全鏈路智能管控體系：

1. 感知層(數據采集終端)

環境感知：部署土壤溫濕度傳感器、pH 值傳感器、EC 值(土壤肥力)傳感器，實時采集土壤墑情與養分數據;

作物感知：通過溫濕度傳感器、光照度傳感器，監測大棚環境情況;

氣象感知：集成風速、風向、降水量、光照強度、空氣溫濕度傳感器，獲取田間微氣象數據;

設備狀態感知：流量傳感器、壓力傳感器、電磁閥狀態檢測器，實時反饋灌溉施肥設備運行參數。

2. 傳輸層(數據通信網絡)

采用LoRa+4G/5G+WiFi 多網絡融合方案：LoRa 負責田間傳感器數據低功耗傳輸(覆蓋半徑 1-3 公里)，4G/5G 實現遠程數據交互與控制指令下發，WiFi 支持本地運維調試;

3. 平臺層(智能決策核心)

數據存儲與分析：采用云服務器存儲歷史數據(土壤、氣象、作物、設備數據)，通過大數據算法分析作物水肥需求模型，結合作物品種、生育期、土壤類型等參數，生成個性化灌溉施肥方案;

智能決策：基于邊緣計算算法，不斷優化水肥配比與灌溉時機，例如根據光照強度調整灌溉頻率，根據土壤 EC 值動態調整肥料濃度;

遠程控制中心：集成設備管理、參數設置、故障報警、數據可視化等功能，支持電腦端、手機 APP、小程序多端登錄操作。

4. 應用層(執行終端設備)

水肥混合系統：智能水肥一體機(支持多種肥料配比)，通過精準計量泵控制水、肥流量，實現水肥均勻混合;

灌溉執行系統：滴灌、噴灌、微噴等多種灌溉方式可選，搭配電動電磁閥、流量控制閥，按決策方案精準灌溉;

輔助設備：太陽能供電板(適配偏遠地塊)、過濾系統(防止管道堵塞)、視頻監控(實時查看田間情況)。

三、核心功能

1. 精準灌溉施肥

按作物需求自動調節水肥濃度、灌溉量、灌溉時間，避免大水漫灌“盲目施肥;

支持手動模式、自動模式、定時模式切換，滿足不同場景需求(如追肥期手動微調)。

2. 遠程監控與控制

實時查看土壤溫濕度、pH 值、EC 值，氣象數據(溫度、濕度、降水量)，設備運行狀態(水泵、電磁閥工作狀態);

遠程設置灌溉參數(灌溉時間、間隔、水量)、肥料配比(氮磷鉀比例)，一鍵啟動 / 停止灌溉任務;

數據可視化展示，直觀呈現土壤墑情變化、作物水肥需求趨勢。

3. 故障報警與運維提醒

設備故障自動報警(如水泵故障、管道漏水、傳感器異常)，通過短信、APP 推送等方式通知;

定期提醒設備維護(如過濾器清洗、傳感器校準)，延長設備使用壽命;

歷史數據追溯，支持查詢任意時間段的灌溉記錄、水肥使用量，便于成本核算與種植方案優化。

4. 自適應場景適配

支持大田作物(小麥、玉米)、經濟作物(蔬菜、水果、花卉)、設施農業(大棚、溫室)等多種場景部署;

可根據土壤類型(砂質土、壤土、黏土)、作物品種(番茄、黃瓜、蘋果、葡萄)、生育期(苗期、花期、結果期)自定義參數，適配不同種植需求。

四、應用價值

1. 經濟價值

節本增效，水資源節約 50% 以上，肥料節約 30% 以上，人工成本降低 60% 以上;物產量提升 10%-20%，品質改善(如水果含糖量提高、蔬菜色澤鮮亮)，產品附加值提升。

2. 生態價值

減少肥料流失，降低土壤板結、水體污染風險，助力綠色農業發展;節約水資源，緩解農業用水緊張問題，符合節水優先 戰略。

3. 管理價值

實現規模化種植統一管控，降低管理難度，適合家庭農場、合作社、大型種植基地;數據化管理，為種植決策提供科學依據，避免經驗主義帶來的風險。

五、實施流程與保障

1. 實施流程

現場勘查：調研地塊面積、地形、土壤類型、作物品種、水源條件，制定個性化部署方案;

設備安裝調試：傳感器布局、管道鋪設、設備安裝，系統聯調測試;

人員培訓：指導用戶操作平臺(APP / 電腦端)、設備維護、常見故障排查;

試運行與優化：1-2 個月試運行，根據實際種植情況調整參數，優化決策模型;

長期運維：提供 3 年質保，終身技術支持。

2. 保障體系

技術保障：專業研發團隊持續優化系統功能，升級算法模型;

產品保障：核心設備(傳感器、水肥一體機、電磁閥)均通過行業認證，質量可靠;

服務保障：7×24 小時在線客服，快速響應故障報修，本地服務商可提供上門服務。