水肥一体化技术设计方案
水肥一体化是将灌溉与施肥融为一体的创新农业新技术。水肥一体化是借助压力系统（或地形自然落差），将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；蔬菜不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
土壤墒情系统
根据土壤墒情监测规范要求进行设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求增加探头，监测土壤温度和土壤电导率，土壤PH值等以及空气温度湿度，光照强度，风速风向，二氧化碳，雨量等信息，而水肥一体化控制是以土壤墒情测试数据作基础依据的。
创新水肥一体化系统的功能和优势
2.1水肥一体化系统功能和功效
一套分布式网络控制计算机系统，可控制整个园区，无论是玻璃温室还是连栋温室棚和露地；
一套系统同时控制整个园区的水肥一体化和环境参数监测监控；
该系统具有本地与远程两类监控功能，集成了园区环境、水肥一体化灌溉调控系统及远程监控系统。
2.1.1 本地监控
在园区管理系统操作界面上，可以显示系统组成结构图、蔬菜种植环境、气象信息、土壤环境信息及各灌区施肥灌溉运行信息等。同时，中央监控与管理系统调控园区环境与水肥一体化系统，促使作物种植与园区管理处于最佳运行状态。
系统建立管理问责制度，可以通过手机移动模块监控园区。其一可以通过手机查询灌溉状态，如当天的灌溉量、施肥状况等；其二现场报警通知，当发生故障和紧急状况时，自动报警，把报警信息发送到相关管理人员手机上，严重报警会拨打电话通知，防止了因故障或事故扩大造成的经济损失。并且系统会记录所有发出的报警信息，若管理员接到报警信息后，未能及时到现场处理，可通过手机报警查询找到责任人问责。
远程监控
中央监控管理系统支持远程功能。主要包括：
远程监控；
远程设备诊断与维护；
使用手机访问中央监控管理系统
使用平板电脑访问中央监控管理系统。
管理人员通过手持设备手机、平板电脑等访问中央监控管理系统。在园区内敷设无线网络手机或手持式平板电脑接入wifi、3G等网络后，上网输入用户名和密码，登录监测系统，便可查看园区的种植信息、园区的环境气象状况、园区的灌溉状态，进行环境与灌溉施肥的控制。
水肥一体化系统的优势
1. 这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题；尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。
2. 水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。
3. 水肥一体化技术通过人为定量调控，满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要，杜绝了任何缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。
4. 大幅度节水，设施灌溉比传统大水漫灌节水50%以上，其中滴灌最省水。
3 系统方案设计
水肥一体化技术要领
水肥一体化是一项综合技术，涉及到农田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面，其主要技术要领须注意以下几方面：
3.2.1 农业物联网系统功能
农业解决方案在硬件网络的基础上构建，层次化和模块化技术搭建。
各模块功能如下：
农业物联网模块：组织本地智能无线网络，与GPRS/3G/4G以及WiFi通讯的网关；接受外来请求和命令，并交相应模块执行；定时向智慧农庄服务器或云平台发送传感器数据。
土壤墒情监测模块：实时监测土壤墒情及地温；
气象站模块：实时监测本地空气温度湿度、风力风速、光照度、蒸发量及降雨量等气象信息，计算并发布ET0；
温室环境监测模块：温室的土壤温度、土壤水分、空气温度、空气湿度、CO2浓度、光照度实时监测；
温室控制模块：控制温室卷帘、补光灯、通风扇、CO2发生器等设施；
灌溉控制模块：实现对灌溉泵启/停/延时的控制、灌溉水量的计量和主管压力监测；
水位的设定，自动控制蓄水池保持在合适的水位，不发生抽干和溢出；
滴灌小区模块：控制每个滴灌小区的电磁阀，并返回电磁阀的状态；
中心支轴式喷灌机控制模块：接管原中心支轴式喷灌机对喷灌机行走/停止，正/反转以及行走速度比和报警及应急控制；
水肥一体化模块：精量控制液体肥下入溶肥池，自动搅拌混合，精量控制水肥比例注入灌溉主管道；
3.3.2土壤墒情及农田气象采集分析系统
土壤墒情监测系统能够实现对土壤墒情（土壤湿度）的长时间连续监测。用户可以根据监测需要，灵活布置土壤水分传感器；也可将传感器布置在不同的深度，测量剖面土壤水分情况。系统还提供了额外的扩展能力，可根据监测需求增加对应传感器，监测土壤温度、土壤电导率、土壤PH值、地下水水位、地下水水质以及空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、雨量等信息，从而满足系统功能升级的需要。 土壤墒情监测系统能够全面、科学、真实地反映被监测区的土壤变化，可及时、准确地提供各监测点的土壤墒情状况，为减灾抗旱、施肥灌溉提供了重要的基础信息。
