智能水肥灌溉系统，融合物联网、云计算、无线通讯等技术，通过智能控制柜，将传统水肥一体化灌溉技术与物联网设备有效结合，利用物联网管理云平台，根据不同作物的用水用肥需求，和土壤养分地及其他作物生长环境指标，对灌溉区域进行远程灌溉、施肥管理。在提高作物产量的同时，也最大程度地达到了节肥的功效，最终实现无人化、自动化、智能化的现代农业。

硬件系统主要包括五部分：全自动反冲洗过滤器、全自动反冲洗叠片式过滤器、水肥一体机、智农宝检测系统装置、恒压供水系统装置

1.全自动反冲洗过滤器工作分为两个状态：过滤状态和反洗状态

当系统处于过滤状态时，未经过滤的水(原水)通过布水器，配合球形外壳，以接流的状态到达过滤器的滤料层；当水流过滤料层时，污染物被截留在滤料层的上面；过滤器底部的滤帽，将过滤后的水收集并排出罐外。平流过滤，决定过滤器可以在高的滤速下，仍可达到较好的过滤效果。

随着污染物在滤层中不断积累，压力损失不断增大；当压力损失达到一定的设定限度时，系统将自动转换至反洗状态，以清洗聚积起来的污染物；对系统来说，经常性地反洗以清除聚积起来的污染物是必须的，当系统处于反洗状态时，同组的一个或多个过滤器会将干净的、经过过滤的水灌入待洗过滤单元中，在这个倒灌过程中被反洗的过滤单元的滤料层在水流的冲击下膨胀沸腾，相互搓洗，污染物同滤料剥离，污染物则通过排污口被排出。

当反洗结束后，阀门又恢复到过滤状态，下一个过滤单元则准备进入反洗状态。

2.全自动反冲洗叠片式过滤器自带电子控制装置，可使用时间间隔控制反冲洗的所有步骤。一旦设定完毕，即可长期使用，自动反冲洗过滤器在不中断工作的情况下在数秒内完成整个自动反冲洗过程。由设定的时间或压差信号自动启动反洗，反洗阀门改变过滤单元中水流方向，过滤芯上弹簧被水压顶开，所有盘片及盘片之间的小孔隙被松开。位于过滤芯中央的喷嘴沿切线方向喷水，使盘片旋转，在水流的冲刷与盘片高速旋转离心力作用下，截留在盘片上的物体被冲洗出去，因此用很少的自用水量即可达到很好的清洗效果。然后反洗阀门恢复过滤位置，过滤芯上弹簧再次将盘片压紧，回复到过滤状态。

3.水肥一体机是通过布置在各个节点传感器将实时监测的土壤养分、水分等情况反馈给水肥一体机，利用系统混合液体肥料或农药。按照肥随水走、少量多次、分阶段耦合的原则,将作物总灌水量和施肥量在不同的生育阶段分配,制定灌溉施肥制度,包括基肥与追肥比例、不同生育期的灌溉施肥次数、时间、灌水量、施肥量等,满足作物不同生育期水分和养分的需要。充分发挥水肥一体化优势,适当增加追肥数量和次数,实现少量多次、提高养分利用率。在生产过程中根据天气情况、土壤墒情、作物长势等,及时对灌溉施肥制度进行调整,保证水分。

借助水肥一体化系统，可以合理的灌溉施肥，其根据作物的生长需求，进行全生长期水分和养分定量、定时、按比例精准供应，具有省肥节水、省工省力、省时省电、增产高效的特点，适用于各类温室、大田、苗圃、园林、无土栽培等多种场合。

软件系统主要包括五部分：物联网管理云平台、无线网络及监测设备、智能阀门控制器、智农宝检测系统及恒压供水系统等部分组成。

1.云平台：可在安卓/IOS手机、电脑、平板等信息终端应用，负责接收处理数据、存储历史数据、智能控制、逻辑管理、在线查看、自动报警等，是系统运行的管理核心;

2.信息监测设备：负责采集灌溉区域的环境参数采集，并实时传输到云平台，管理人员便可实时查看，并设置施肥灌溉规则;

3.阀门控制器：替代传统手动阀门，自动执行云平台的管理策略，实现农作物水肥一体化精准施肥，可依据设置的施肥配比值、施肥时间等参数设置，智能控制灌溉施肥配比阀门，完成施肥任务，合理控制水肥供给，从而达到施肥的精确控制;

4.恒压供水系统：以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节 (PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的。恒压供水系统通过压力传感器、PLC和变频器等设备的协同工作，实现了对供水压力的精确控制和自动调节，有效保障了供水的稳定性和可靠性。相对于传统供水系统，恒压供水系统有技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高等优势。

5.智农宝检测系统：根据前期获取的风向、湿度等自动检测生产监测数据。

系统功能主要有以下五个方面：

1.在线监测：自动获取风速、风向、雨量、太阳辐射、大气压力，湿度，空气温度等环境参数，监测频率可设置，用户可在云平台端自动查看到实时信息;

2.智能灌溉：系统支持定时灌溉、循环灌溉、远程灌溉，三种灌溉模式，可灵活切换，只需在云平台设定管理灌溉参数即可，预设时间、灌溉水量、阀门启闭等;

3.数据管理：环境监测信息自动存储在云平台上，可进行查询、对比、分析、导出等作业，辅助指导灌溉方案优化;

4.自动报警：支持多重参数超限报警功能，当检测参数超过报警阈值时，系统自动以云平台消息、APP、现场声光等方式示警;

5.其他功能：系统采用组件化和模块化设计，可以按照项目需要自由扩展;支持功能定制、二次开发，可与其他物联网系统联用，示警共享;

水肥一体化智能灌溉系统从数据采集、数据分析、远程控制、智能操作等功能大大节约了人力、物力、水肥资源，从而起到了提高了灌溉效率，增加作物产量的目的。