一、方案背景與核心目標

1. 行業痛點

傳統農業灌溉存在水資源浪費(利用率不足 50%)、施肥不均(過量施肥導致土壤板結、環境污染)、人工成本高(依賴經驗操作，精準度低)等問題，制約了農業規模化、高品質發展。

2. 核心目標

精準管控：實現水分、養分按需供給，匹配作物全生育期需求;

高效節能：水資源利用率提升至 85% 以上，化肥減量 15%-20%;

智能運維：遠程自動化控制，降低人工依賴，減少管理成本;

數據驅動：通過數據分析優化種植方案，提升作物產量與品質。

二、系統架構

系統采用感知層 - 傳輸層 - 平臺層 - 應用層四層架構，實現從數據采集到決策執行的全流程智能化：

1. 感知層：數據采集核心

環境傳感器：監測空氣溫濕度、光照強度、降雨量、風速等氣象數據;

土壤傳感器：實時采集土壤含水量、EC 值(鹽分)、pH 值、氮磷鉀含量等關鍵指標;

作物傳感器：通過光譜傳感器、莖稈直徑傳感器監測作物長勢、水分脅迫狀態;

設備狀態傳感器：監測水泵、閥門、施肥機的運行狀態、流量、壓力等參數。

2. 傳輸層：穩定數據通道

采用4G/5G + LoRa + WiFi多網絡融合方案，兼顧遠距離傳輸與低成本部署;

支持邊緣計算網關，本地緩存數據并斷點續傳，保障網絡不穩定時系統正常運行;

數據傳輸加密處理，確保種植數據安全。

3. 平臺層：智能決策中樞

數據存儲與分析：搭建云數據庫，存儲歷史監測數據、作物生長模型、施肥配方庫;通過 AI 算法分析數據，生成個性化灌溉施肥方案;

智能決策引擎：融合作物生育期模型、土壤肥力模型、氣象預測數據，自動計算灌溉量、施肥種類及配比;

遠程控制中心：支持電腦端、手機 APP 端實時監控，一鍵啟動 / 停止灌溉施肥，設置定時任務。

4. 執行層：精準作業終端

水肥混合設備：智能施肥機(支持固態肥、液態肥)，通過比例施肥泵精準控制水肥混合比例，配備攪拌裝置確?；旌暇鶆?

灌溉終端：根據作物類型選擇滴灌、噴灌、微噴灌等方式，配備電磁閥、流量控制器，實現分區精準灌溉;

輔助設備：過濾系統(砂石過濾器、疊片過濾器)防止管道堵塞，壓力調節裝置保障灌溉壓力穩定。

三、核心功能

1. 精準水肥配比

基于土壤數據、作物需求及氣象條件，系統自動匹配最優水肥配方，支持氮、磷、鉀及中微量元素的精準調控，避免養分失衡。

2. 智能灌溉控制

墑情自動觸發：當土壤含水量低于設定閾值，系統自動啟動灌溉，達到目標含水量后自動停止;

氣象聯動調整：結合降雨量、蒸發量數據，動態調整灌溉量，避免雨天灌溉、干旱缺水等問題;

分區差異化管理：支持按地塊、作物品種、生長階段設置不同灌溉施肥參數，滿足多樣化需求。

3. 全流程數據可視化

實時展示土壤溫濕度、EC 值、pH 值、設備運行狀態、灌溉施肥記錄等數據，生成日 / 周 / 月數據報表及趨勢曲線，為種植決策提供數據支撐。

4. 故障報警與診斷

設備異常(如水泵故障、管道漏水、傳感器失靈)時，系統通過 APP 推送、短信、語音等方式實時報警通知，并提供故障排查指引，降低運維風險。

5. 歷史數據追溯

存儲所有灌溉施肥記錄、環境數據、作物長勢數據，支持歷史數據查詢與導出，便于種植方案優化及農產品溯源。

四、應用價值與效益

1. 經濟收益

作物產量提升 10%-20%，品質改善(如糖分、維生素含量提高)，產品溢價空間增加;

水資源節約 30%-50%，化肥節約 15%-20%，降低物料成本;

人工成本減少 60% 以上，無需專人值守，適合規?；N植。

2. 生態效益

減少化肥流失導致的土壤污染、水體富營養化，保護生態環境;

避免過量灌溉導致的土壤板結、鹽漬化，改善土壤結構，提升土壤肥力;

降低農業面源污染，助力綠色農業發展。

3. 管理效益

實現農業生產標準化、規范化，降低對人工經驗的依賴，提升種植管理水平;

遠程化、智能化管理，支持多地塊集中管控，提高種植效率;

數據驅動種植，通過持續優化方案，實現農業可持續發展。

五、適用場景

該系統適用于大田作物(小麥、玉米、水稻)、經濟作物(蔬菜、水果、花卉)、設施農業(溫室大棚、智能溫室)、果園、茶園等多種種植場景，支持規?；r場、合作社、家庭農場等不同經營主體使用。

六、實施流程

現場勘查與方案設計：根據種植面積、作物類型、土壤條件、現有設施等情況，定制個性化系統方案;

設備選型與安裝調試：提供適配設備清單，專業團隊上門安裝、調試，確保系統正常運行;

人員培訓：開展設備操作、平臺使用、故障排查等培訓，確保用戶熟練掌握系統功能;

后期運維與升級：提供 3 年免費質保，終身技術支持，定期系統升級與維護，保障系統長期穩定運行。