作品展示

为了使得节水灌溉能够与施肥相结合，设计了以西门子200 SMART为控制核心的大棚水肥一体化自动控制系统，同时以触摸屏作为该控制系统的上位机，用于指令的发出以及数据的显示。该系统在温室大棚中部署了土壤湿度传感器用来检测大棚土壤湿度，在混肥灌中设计PH值传感器来检测水肥的酸碱度，同时采用浑浊度传感器来监控水肥的溶解程度。控制中心通过处理各个传感器采集来的数据信息，进而控制系统中计量泵、搅拌电机、驱动电机以及各个阀门等执行元件的动作。传感器采集的数据上传至触摸屏，用户根据触摸屏显示的信息向PLC发送相关控制指令，实现系统的手动或自动运行。

本课题的研究内容主要分为两个方面：一方面为数据信息的采集与处理，主要包括采集大棚土壤湿度信息以及水肥溶液的各种参数信息，用户根据自身的需求，结合采集到的各种数据信息，配置最适合大棚作物生长的水肥溶液。另一方面为控制系统的设计，主要是通过编写PLC梯形图程序以及触摸屏的设计，使得用户可以简单快捷的使用大棚水肥一体化自动控制系统进行灌溉施肥。

大棚水肥一体化自动控制系统主要包括信息输入模块和控制输出模块,其中信息输入模块主要是利用使用土壤湿度传感器、液位传感器、PH值传感器、EC值传感器、浑浊度传感器采集信息。信息输入模块的功能是利用土壤湿度传感器采集大棚的土壤湿度信息,利用PH值传感器检测水肥的酸碱度、利用EC值传感器检测水肥的浓度，利用浑浊度传感器监测肥料的溶解状态，将检测的数据通过Modbus通讯协议上传给PLC，PLC将数据传输到触摸屏，用户根据采集的数据信息制定精确的灌溉施肥方案。

智能水肥一体机控制系统具有极高的推广应用价值。它能依据作物需求精准施肥灌溉，大幅提高水肥利用率，减少资源浪费，降低农业生产成本。通过自动化控制，节省人力投入，提升劳作效率。还可实时监测土壤墒情与作物生长数据，为科学种植提供依据，助力精准农业发展。对环境而言，能有效避免过度施肥造成的土壤污染与水体富营养化。在规模化种植园、农场等广泛应用前景下，可促进农业现代化进程，增加作物产量与品质，提高农业经济效益与可持续性。

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