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河南德申農業(yè)科技發(fā)展有限公司
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水肥一體化整體升級-建設方案

2021-05-18 德申農業(yè)

山西晉城果園項目——水肥一體化整體升級建設方案

概述：山西晉城果園整體面積達200畝，現(xiàn)在還保留著最常見、最普遍的施肥、灌溉（漫灌）方式，漫灌是在田間不做任何溝埂，灌水時任其在地面漫流，借重力作用浸潤土壤，是一種比較粗放的灌水方法，施肥方式也沒有從科學角度上達到針對作物生長的精準有效施肥，現(xiàn)有的種植方式使水、肥、藥都從一定程度上造成了浪費，甚至造成環(huán)境的污染。因此此次智慧農業(yè)一體化改造，將解決現(xiàn)有資源的整合優(yōu)化問題，并補足智慧農業(yè)中的缺失環(huán)節(jié)，完成水肥一體化的自動控制，用最便捷的方式實現(xiàn)園區(qū)內設施設備的智能化控制，達到技術落地，簡便易用，效率提升，節(jié)能減排的目的。

一、建設目標

本項目通過水肥一體自動控制系統(tǒng)的實施，水肥一體化施肥系統(tǒng)原理由灌溉系統(tǒng)和肥料溶液混合系統(tǒng)兩部分組成。灌溉系統(tǒng)主要由灌溉泵、穩(wěn)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(tǒng)由控制器、肥料灌、施肥器、電磁閥、以及混合罐、混合泵組成。
根據苗木需求與設定值，隨時、隨地進行手動或自動處理，實現(xiàn)水肥自動化。為現(xiàn)代農業(yè)綜合信息監(jiān)測、環(huán)境控制以及智能管理提供科學依據。通過精準的水肥流量自動控制調肥、配肥，建立起更準確的作物種植模型庫，為提高作物產量、提升作物品質打下基礎。擬通過項目實施，實現(xiàn)減少人工投入60%、灌溉節(jié)水80%、減少化肥使用50%，達到增加產量、提高質量的目標，并為農產品溯源提供安全保障。

二、建設要求

1、項目作為園區(qū)物聯(lián)網建設的一個核心節(jié)點，要預留與園區(qū)其他各區(qū)、其他各設施接口進行串聯(lián)的接口。
2、項目技術標準與依據，符合國家規(guī)定的關于軟件編寫、信息識別、信息安全、硬件質量標準等要求。
3、通過物聯(lián)網水肥自動化控制系統(tǒng)，將整個水肥控制流通環(huán)節(jié)進行信息追蹤與展示。
4、低功耗、無線、數(shù)據快速無損傳輸。數(shù)據可提取、可分析。

三、建設內容

水肥一體化系統(tǒng)原理圖：水肥一體化系統(tǒng)通常包括水源工程、部樞紐、田間輸配水管網系統(tǒng)和灌水器等四部分，實際生產中由于供水條件和灌溉要求不同，施肥系統(tǒng)可能僅由部分設備組成。

1）、水肥一體機

水肥一體機系統(tǒng)結構包括：控制柜、觸摸屏控制系統(tǒng)、混肥硬件設備系統(tǒng)、無線采集控制系統(tǒng)。支持pc端以及微信端實施查看數(shù)據以及控制前端設備；水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)可以幫助生產者很方便的實現(xiàn)自動的水肥一體化管理。系統(tǒng)由上位機軟件系統(tǒng)、區(qū)域控制柜、分路控制器、變送器、數(shù)據采集終端組成。通過與供水系統(tǒng)有機結合，實現(xiàn)智能化控制。可實現(xiàn)智能化監(jiān)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(jiān)測的灌溉狀況，當灌區(qū)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(jiān)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(tǒng)。可根據時間段調度整個灌區(qū)電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統(tǒng)可協(xié)調工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

2）、施肥系統(tǒng)

水肥一體化施肥系統(tǒng)原理由灌溉系統(tǒng)和肥料溶液混合系統(tǒng)兩部分組成。灌溉系統(tǒng)主要由灌溉泵、穩(wěn)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(tǒng)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。

3）、輸配水管網系統(tǒng)

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，管徑根據流量分配置,毛管目前多選用內鑲式滴灌帶或邊縫迷宮式滴灌帶；部及大口徑閥門多采用鐵件。干管或分干管的端進水口設閘閥，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(tǒng)的末一管道，在滴灌系統(tǒng)中，即為滴灌管，在微噴系統(tǒng)中，毛管上安裝微噴頭。

4）、環(huán)境數(shù)據采集器

環(huán)境數(shù)據采集器由低功耗氣象傳感器、低功耗氣象數(shù)據采集控制器和計算機氣象軟件三部分組成。可同時監(jiān)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(xiàn)定時氣象數(shù)據采集、實時時間顯示、氣象數(shù)據定時存儲、氣象數(shù)據定時上報、參數(shù)設定等功能。

5）、無線閥門控制器

閥門控制器是接收由田間工作站傳來的指令并實施指令的下端。閥門控制器直接與管網布置的電磁閥相連接，接收到田間工作站的指令后對電磁閥的開閉進行控制，同時也能夠采集田間信息，并上傳信息至田間工作站，一個閥門控制器可控制多個電磁閥。
電磁閥是控制田間灌溉的閥門，電磁閥由田間節(jié)水灌溉設計輪灌組的劃分來確定安裝位置及個數(shù)。


6）、灌水器系統(tǒng)

微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延續(xù)時間較長，灌水周期短，需要的工作壓力較低，能夠較的控制灌水量，能把水和養(yǎng)分直接地輸送到作物根部附近的土壤中去。

7）、系統(tǒng)功能

1：用水量控制管理
實現(xiàn)兩用水計量，通過出口流量監(jiān)測作為本區(qū)域內用水總量計量，通過每個支管壓力傳感采集數(shù)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(xiàn)每一個閥門控制單元的用水量統(tǒng)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(qū)域用水。

2：運行狀態(tài)實時監(jiān)控
通過水位和視頻監(jiān)控能夠實時監(jiān)測滴灌系統(tǒng)水源狀況，及時發(fā)布缺水預警；
通過水泵電流和電壓監(jiān)測、出水口壓力和流量監(jiān)測、管網分干管流量和壓力監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)滴灌系統(tǒng)爆管、漏水、低壓運行等不合理灌溉事件，及時通知系統(tǒng)維護人員，保障滴灌系統(tǒng)。
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(jiān)測，采用無線或有線技術，實現(xiàn)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?shù)刈魑锏男杷凸喔容喒嗲闆r制定自動開啟水泵、閥門，實現(xiàn)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
通過物聯(lián)網水肥一體化智能監(jiān)測平臺，能夠為用戶提供傳感器數(shù)據、圖片遠程、采集、傳輸、儲存、處理及報警信息發(fā)送等服務。該平臺以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經濟、有效的遠程監(jiān)控整體解決方案。通過物聯(lián)網智能監(jiān)測平臺，用戶可以不受時間、地點限制對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、觀看和接收報警信息。
5：移動終端
建立手機系統(tǒng)，客戶直接采用微信客戶端就可以控制和查看實時數(shù)據，手機端具有手動啟動、關閉電磁閥，水泵等設備功能。

6：運維管理功能
包括系統(tǒng)維護、狀態(tài)監(jiān)測和系統(tǒng)運行的現(xiàn)場管理；實現(xiàn) 區(qū)域用水量計量管理、旱情和灌溉預報專家決策、信息發(fā)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(tǒng)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(xiàn)灌溉工程的精細化維護運行管理。
　　節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)水設備作用，優(yōu)化調度，提益，通過自動控制技術的應用，更加節(jié)水節(jié)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。

（四）項目實施計劃

項目自批復下達、具備進場條件起開始實施，2周內完成。
第一階段：項目設計（2-5天）：方案設計、審核。
第二階段：項目施工（10-15天）：工程設計、軟硬件系統(tǒng)實施，項目各環(huán)節(jié)的施工落地。
第三階段：竣工驗收（2-5天）：系統(tǒng)運行，人員技術培訓，完成驗收。

灌溉水肥一體化實施方案

由于農業(yè)現(xiàn)代化迅速發(fā)展，農民對農田、林果業(yè)等農作物的生產要求有很大的提高，對于水肥一體化提出了跟高的要求。為達到高效節(jié)水、節(jié)肥、省工，減輕勞動強度，利于農業(yè)、林果業(yè)豐收、豐產，我們公司研發(fā)并申報的專利產品《外鑲內嵌式滲灌管》解決了以上的所有問題。
地埋式滲灌技術式把滲管買入地下，使?jié)B出的水直接灌溉于植物的根系，并能實現(xiàn)水、肥、藥、氣一體化的灌溉技術。滲灌可埋于20-60厘米，具有灌溉后地表水分不蒸發(fā)、不風干、地下土壤濕潤、土地不板結、化肥不流失、不污染水源、地表不長草，減少病蟲害等特點，可做到精準灌溉、精準施肥、節(jié)約資源、增產增收的效果。使用壽命長，經多次實踐結果顯示，滲灌方式比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水80%，節(jié)肥50%，省工60%，再結合信息化、自動化、智能化等技術效果更明顯。

具體實施方案

一：
1、材料：PE 、PVC兩種材料，特點：安裝方便、實用；
2、水灌：一律要求，出水量不低于300M3/H,壓力要求地表以上0.2MPa；
3、局部施肥過濾系統(tǒng)；
4、管道：干管、主管、支管、灌水器、滲灌管；
二、管道安裝
1、開溝：根據實際情況進行挖溝，一律要求支管要比滲管低10CM左右。滲管開溝：果樹根部以上5CM左右。
2、回填要求：石塊、大物等不能與管道壁直接接觸，人工回填為好。
3、設備與管道安裝，要求技術人員進行指導式專業(yè)人員進行安裝。
4、項目預算（根據現(xiàn)場實際情況報價包含所有材料）
三、項目建設后運行模式
農業(yè)發(fā)展，已經向追求高產、高效、高質的現(xiàn)代農業(yè)管理模式的發(fā)展。農業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園區(qū)，積極探索研究智慧農業(yè)，發(fā)展規(guī)模農業(yè)與精品農業(yè)，實施全區(qū)生態(tài)化發(fā)展理念，帶動區(qū)域內農業(yè)產業(yè)進行科學規(guī)范生產，提高生產技能和經濟效益。項目建成后，將推動新型職業(yè)農民共同探討物聯(lián)網智慧農業(yè)水肥一體自動控制的發(fā)展道路，通過展示、示范、培訓，引導更多政策支持與社會資源共同推動農產品信息化、自動化管理，農產品標準化建立，為最終實現(xiàn)農產品區(qū)域品牌建設奠定實踐基礎。
四、項目效益
（一）社會效益
增強內生動力。通過物聯(lián)網技術信息交互，促進融合發(fā)展，提高技術水平。推進產學研融合發(fā)展，提高農業(yè)從業(yè)人員素質。
示范先行，引領產業(yè)發(fā)展。通過智慧農業(yè)物聯(lián)網水肥自動化體系建設，加快種植業(yè)結構調整，促進苗山鎮(zhèn)下家溝寸農業(yè)的又快又好發(fā)展，為指導和引導全鎮(zhèn)的農業(yè)建設和發(fā)展起到良好的示范和帶動效應。
（二）經濟效益
通過智慧農業(yè)物聯(lián)網水肥自動化體系建設降低企業(yè)管理投入，提升管理效率。降低勞動力工作強度，提高工作效率，增加管理范圍，減少農資使用，降本增效，為農產品標準化奠定基礎。
依托物聯(lián)網大數(shù)據分析，實時掌握環(huán)境變化及病蟲害狀態(tài)，及時作出應對措施，建立起標準作物模型庫，降低生產風險，降低經濟損失，實現(xiàn)科學標準化種植，實現(xiàn)高產、高質、高價。
通過物聯(lián)網溯源平臺的搭建，對苗木種植精準施肥每一個環(huán)節(jié)的信息追蹤，精準管理水肥灌溉自動化流程，滿足大眾對食品安全的高標準要求，獲得更廣闊的銷售渠道與更高的產品附加值。

河南德申農業(yè)科技發(fā)展有限公司

公司匯集農業(yè)相關專業(yè)人士，現(xiàn)有員工30余人，其中高級工程師9人，技工10人。公司專注于農業(yè)灌溉、農業(yè)節(jié)水與農業(yè)物聯(lián)網領域多年，主營水肥一體機、遠程灌溉控制器、電磁閥、智能控制柜、自動卷簾機以及農業(yè)物聯(lián)網傳感器、云平臺、農業(yè)溯源體系等相關產品，提供從方案設計、軟件開發(fā)、項目預算、施工、調試到完工后培訓等整套服務。公司承諾努力為每一位客戶提供最優(yōu)質的服務。
 

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