一种智能高效水肥药一体化系统的制作方法

本公开涉及灌溉技术领域，特别是涉及一种智能高效水肥药一体化系统。

背景技术：

现有的水肥药一体化装备主要分为主管路预混式和支管路注入式，主管路预混式装备肥药混合充分，混合液浓度均匀，但主要问题是流量小，难以满足大面积种植区水肥药作业，支管路注入式装备不受主管路流量的限制，但肥药在灌溉管路中与灌溉水混合效果差，混合液浓度不均匀，难以达到精准作业。另外现有的水肥药一体化装备仅能根据人的操作进行定量的灌溉施肥施药，不能根据不同作物的不同需求的土壤的水肥状况进行智能作业，且灌溉施肥施药上仅为简单的组合，缺少智能决策系统与一体化控制系统，协同作业能力差，作业效率低，难以满足现代化农业生产的需求。

现有技术中庄稼难以获得合适的水分及肥药的现象普遍存在，如何根据不同作物的需求将土壤含水量和肥力控制在最合适区间的问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本公开的实施例子提供了一种智能高效水肥药一体化系统，可根据作物类型、作物长势、土壤墒情等信息进行水肥药精准管理，根据不同作物的需水需肥曲线进行高效水肥药一体化施用。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种智能高效水肥药一体化系统，包括田间信息监测系统、灌溉系统、施肥系统、施药系统、混合系统；

其中，田间信息监测系统用于监测田间的土壤信息、农作物的生长状态信息及农作物所处的环境的信息并将上述信息发送至图像采集控制柜及参数采集控制柜；

灌溉系统用于将蓄水池中水引入至农田，同时将施肥系统输出的水肥液通过灌溉施肥管路进行灌溉、施药系统输出的药液通过高压雾化施药管路进行灌溉或者混合系统输出的混合液通过水肥药一体化管路进行灌溉；

施肥系统用于将大量元素肥液及微量元素肥液分别进行水肥混合搅拌，并通过各自相应的电池阀进行输出至混合系统；

施药系统用于将药液与水进行混合搅拌并将搅拌的药液与施肥系统输出的水肥液输送至混合系统；

混合系统通过加压的方式将施肥系统及施药系统输出的水肥液及药液分别传输至混合灌进行混合，再通过出口管路输出至二次混合腔进行混合；

灌溉系统、施肥系统、施药系统及混合系统均连接至水肥药一体化系统现场控制柜，由水肥药一体化系统现场控制柜控制各系统的工作；

图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜均连接至远程监控平台，远程监控平台下发控制命令至图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜进行工作。

进一步的技术方案，所述田间信息监测系统包括：

高清摄像头，安装在位于田间附近的合适的位置，用于拍摄田间作物的信息，并将信息传递至图像采集控制柜中；

风速传感器、辐射-照度-光合有效传感器及风向传感器、蒸发传感器、降雨量传感器及百叶箱，靠近田间的位置且位于土壤下布置有土壤温湿度传感器、土壤水分传感器、土壤艳芬传感器、EC传感器及PH传感器；

上述传感器采集数据并传输至参数采集控制柜内的采集仪中，采集仪将采集的数据通过通讯模块进行传输至水肥药一体化系统现场控制柜。

进一步的技术方案，所述灌溉系统包括：

灌溉主管路，连接至蓄水池，在灌溉主管路上靠近蓄水池的位置设置有灌溉水泵，灌溉水泵将蓄水池的水泵出至灌溉主管路，在灌溉主管路上还设置有主管路进水口电磁阀及压力表，主管路进水口电磁阀控制水是否输送，压力表用于测量灌溉主管路中的水的压力，在灌溉主管路上设设置有过滤器，将水进行过滤后进行利用；

位于田间的靠近作物的位置分别设置有高压雾化施药管路及灌溉施肥管路，高压雾化施药管路及灌溉施肥管路所在的公共管路上设置有分支手动阀，用于确定灌溉施肥或者高压雾化施药，在高压雾化施药管路上还设置有施药分支管路手动阀，用于确定是否高压雾化施药，灌溉施肥管路上还设置有水肥分支管路手动阀，用于确定是否灌溉施肥；

位于田间的靠近作物的位置还设置有水肥药一体化管路，该管路可以实现水肥药同时施加，水肥药一体化管路上设置有水肥药分支管路手动阀，用于确定是否进行水肥药同时施加。上述手动阀也可替换为电磁阀，由水肥药一体化系统现场控制柜进行控制。

进一步的技术方案，所述施肥系统包括：

在灌溉的主管路上设置有一个分支为注水管路，注水管路上还设置有放空阀及注水电磁阀，注水管路下还设置有大量元素肥液桶及微量元素肥液桶，大量元素肥液桶及微量元素肥液桶上分别设置有液位计，大量元素肥液桶的上部通过第一注水电磁阀连接至注水管路，大量元素肥液桶中还设置有第一搅拌电机，用于实现对水及大量元素肥液的搅拌，微量元素肥液桶的上方通过第二注水电磁阀连接至注水管路，微量元素肥液桶中还设置有第二搅拌电机，第二搅拌电机用于实现水及微量元素肥液的搅拌，大量元素肥液桶及微量元素肥液桶的下方分别设置有施肥电磁阀，打开时用于将搅拌好的水肥输出；

施肥系统中的放空阀及电磁阀及搅拌电机均由水肥药一体化系统现场控制柜进行控制动作。液位计将测量的液位信息也传输至水肥药一体化系统现场控制柜中，用于水肥药一体化系统现场控制柜控制电磁阀的动作的条件。

进一步的技术方案，所述施药系统包括：

药液罐，药液罐上方通过第三注水电磁阀连接至注水管路，药液罐中还设置有第三搅拌电机，药液罐桶臂上设置有第三液位计，药液罐的下方还设置有施药电磁阀，其中第三搅拌电机、第三液位计、施药电磁阀及第三注水电磁阀均连接至水肥药一体化系统现场控制柜，水肥药一体化系统现场控制柜根据需要控制各种阀的动作及搅拌电机开启或停止。

进一步的技术方案，所述混合系统包括：

加压电机，利用加压电机将施肥系统或施药系统或两者同时存在的系统中混合液通过加压的方式再输送至混合灌中进行混合，在混合灌中设置有第四搅拌电机，靠近混合灌的上方的管路上设置有流量表，用于测量进入混合灌内的混合液的浓度，混合灌的壁上还设置有第四液位计，混合灌的中部位置还设置有EC传感器及PH传感器，用于测量混合液的相应的参数值，混合灌的下部分两个支路，一个支路为肥药液出口管路，所在管路上设置有施肥泵及肥药液出口电磁阀，另一个支路为肥药液入口管路，所在管路上设置有肥药液入口管路电磁阀，在两个管路之间设置有二次混合腔，在该二次混合腔中设置有EC传感器及PH传感器，用于再次测量二次混合腔中混合液的相应的参数值，上述两个支路均连接至二次混合腔所在的管路，二次混合腔所在的管路与灌溉主管路相通。这样在二次灌溉时可利用灌溉主管路中经过过滤后的水进行混合。

在该混合系统中，各种传感器及电磁阀及泵、搅拌电机及液位计均连接至水肥药一体化系统现场控制柜，控制柜根据采集的数据进行控制电磁阀及泵、搅拌电机等的动作。

进一步的技术方案，所述远程监控平台包括：

中控室服务器，中控室服务器通过互联网与水肥药一体化系统现场控制柜、图像采集控制柜和参数采集控制柜通过无线网线相连且双向通信；

图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜将获得各种数据传输至中控室服务器，中控室服务器也可以下发命令至图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜进行执行相应的动作；同时，中控室服务器与中控室显示屏相连，将相关数据进行显示，中控室服务器还通过网络收发器与便携式智能终端相连，便携式智能终端也可获得各种信息或者进行控制指令的下发。

本公开的实施例子还公开了一种智能高效水肥药一体化系统的工作方法，包括：

监测田间的土壤信息、农作物的生长状态信息及农作物所处的环境的信息并将上述信息发送至图像采集控制柜及参数采集控制柜；

图像采集控制柜及参数采集控制柜将获得的信息传输至水肥药一体化系统现场控制柜，水肥药一体化系统现场控制柜根据灌溉施肥施药策略实现对灌溉系统、施肥系统、施药系统、混合系统的控制；

灌溉系统将蓄水池中水引入至农田，同时将施肥系统输出的水肥液通过灌溉施肥管路进行灌溉、施药系统输出的药液通过高压雾化施药管路进行灌溉或者混合系统输出的混合液通过水肥药一体化管路进行灌溉；

施肥系统将大量元素肥液及微量元素肥液分别进行水肥混合搅拌，并通过各自相应的电池阀进行输出至混合系统；

施药系统将药液与水进行混合搅拌并将搅拌的药液与施肥系统输出的水肥液输送至混合系统；

混合系统通过加压的方式将施肥系统及施药系统输出的水肥液及药液分别传输至混合灌进行混合，再通过出口管路输出至二次混合腔进行混合。

上述实施例子中，一种智能高效水肥药一体化系统的工作方法，图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜均连接至远程监控平台，远程监控平台下发控制命令至图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜进行工作。

灌溉施肥施药策略的制定有四种方式：一是，根据专家经验预先设备好相关策略，操作者根据不用作物选用不同的策略；二是，操作者根据种植区具体作物的生长情况新建策略；三是，该系统根据采集的作物生长势、病虫害、气象、土壤信息自动生成策略；四是，相关领域的专家根据田间情况远程在线判断制定策略。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本实用新型中可根据气象信息、土壤水分及作物需水量进行自动灌溉，且能够将土壤水分始终保持在田间持水量区间之内，相比传统灌溉土壤水分曲线有优越性。

本实用新型中可根据土壤养分及作物需水量进行自动灌溉，且能够将土壤养分始终保持在有效肥力区间，传统施肥肥力曲线有优越性。

本实用新型中采用二次混合的方式，先将水肥药的混合液在混合灌内进行实时在线混合，再进入混合液的混合腔内进行二次混合，在混肥混药效率上有优越性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开具体实施例子的结构示意图；

图2为本公开具体实施例子的灌溉效果示意图；

图3为本本公开具体实施例子的施肥效果示意图；

图中，1、蓄水池，2、灌溉水泵，3、灌溉主管路，4、主管路进水口电磁阀，5、第一压力表，6、过滤器，7、注水管路，8、放空阀，9、第一注水电磁阀，10、第一搅拌电机，11、大量元素肥液桶，12、第一液位计，13、第一施肥电磁阀，14、第二注水电磁阀，15、第二搅拌电机，16、微量元素肥液桶17、第二液位计，18、第二施肥电磁阀，19、第三注水电磁阀，20、第三搅拌电机，21药液罐，22、第三液位计，23、施药电磁阀，24、加压电机，25、流量表，26、第四搅拌电机，27、混合灌，28、第四液位计，29、施肥泵，30、肥(药)液出口管路，31、肥(药)液出口电磁阀，32、混合腔，33、第一EC传感器，34、第一PH传感器，35、第二EC传感器，36、第二PH传感器，37、肥(药)液入口管路，38、肥(药) 液入口管路电磁阀，39、主管路出口电磁阀出口，40、第二压力表，41、流量计，42、水肥药一体化系统现场控制柜，43、分支手动阀，44、施药分支管路手动阀，45、水肥分支管路手动阀，46、高压雾化施药管路，47、灌溉施肥管路，48、水肥药分支管路手动阀，49、水肥药一体化管路，50、高清摄像头，51、图像采集控制柜，52、风速传感器，53、辐射-照度 -光合有效传感器，54、风向传感器，55、太阳能电池板，56、蒸发传感器，57、降雨量传感器，58、百叶箱，59、参数采集控制柜，60、土壤温湿度传感器，61、土壤水分传感器，62、土壤艳芬传感器，63、第三EC传感器，64、第三PH传感器，65、中控室显示屏，66、中控室服务器，67、网络收发器，68、便携式智能终端。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种智能高效水肥药一体化系统，包括田间信息监测系统、过滤系统、灌溉系统、施肥系统、施药系统、混合系统、远程监控平台。

其中，田间信息监测系统包括高清摄像头(50)、图像采集控制柜(51)、风速传感器(52)、辐射-照度-光合有效传感器(53)、风向传感器(54)、太阳能电池板(55)、蒸发传感器(56)、降雨量传感器(57)、百叶箱(58)、参数采集控制柜(59)、土壤温湿度传感器(60)、土壤水分传感器(61)、土壤艳芬传感器(62)、第三EC传感器(63)、第三PH传感器(64)组成，其中百叶箱(58)内置气温、气湿、气传感器，参数采集控制柜(59)内置数据采集仪、太阳能控制器蓄电池、通讯模块。

高清摄像头安装在位于田间附近的合适的位置，可设置在一个支架上，可采用两个高清摄像头，用于拍摄田间作物的信息，并将信息传递至图像采集控制柜中，由现场控制器处理，如现场处理无法得出结果时，由监控平台进行处理的。

位于田间附近的另外的一个位置处设置有一个两层支架，该支架上最高层的支架上设置有风速传感器、辐射-照度-光合有效传感器及风向传感器，同时该支架上两层之间还设置有太阳能电池板，该支架的第二层设置有蒸发传感器、降雨量传感器及百叶箱，位于支架中下部的支撑杆的位置设置有参数采集控制柜，靠近田间的位置且位于土壤下布置有土壤温湿度传感器、土壤水分传感器、土壤艳芬传感器、EC传感器及PH传感器。

该部分装置中，布置在土壤下的一系列传感器用于测量土壤的温湿度、水分、酸碱度等并将数据传输至参数采集控制柜内的采集仪中，同时，位于支架上的各种传感器分别采集作物所处环境的风速、风向、降雨量等数据并传输至参数采集控制柜内的采集仪中，该部分中还利用太阳能电池板将太阳能转换成电能并存储在太阳能控制器蓄电池中并给设备供电使用。采集仪将采集的数据通过通讯模块进行传输至水肥药一体化系统现场控制柜进行处理，并且传输到监控平台，如现场处理无法得出结果时，由监控平台进行处理。

在具体实施例子中，灌溉系统包括蓄水池(1)、灌溉水泵(2)、灌溉主管路(3)、主管路进水口电磁阀(4)、第一压力表(5)、主管路出口电磁阀出口(39)、第二压力表(40)、流量计(41)、水肥药一体化系统现场控制柜(42)、分支手动阀(43)、施药分支管路手动阀 (44)、水肥分支管路手动阀(45)、高压雾化施药管路(46)、灌溉施肥管路(47)、水肥药分支管路手动阀(48)、水肥药一体化管路(49)组成。

灌溉主管路连接至蓄水池，在灌溉主管路上靠近蓄水池的位置设置有灌溉水泵，灌溉水泵将蓄水池的水泵出至灌溉主管路，在灌溉主管路上还设置有主管路进水口电磁阀及压力表，主管路进水口电磁阀控制水是否输送，压力表用于测量灌溉主管路中的水的压力，在灌溉主管路上设设置有过滤器，将水进行过滤后进行利用。

位于田间的靠近作物的位置分别设置有高压雾化施药管路及灌溉施肥管路，高压雾化施药管路及灌溉施肥管路所在的公共管路上设置有分支手动阀，用于确定灌溉施肥或者高压雾化施药，在高压雾化施药管路上还设置有施药分支管路手动阀，用于确定是否高压雾化施药，灌溉施肥管路上还设置有水肥分支管路手动阀，用于确定是否灌溉施肥。

位于田间的靠近作物的位置还设置有水肥药一体化管路，该管路可以实现水肥药同时施加，水肥药一体化管路上设置有水肥药分支管路手动阀，用于确定是否进行水肥药同时施加。当然上述手动阀也可替换为电磁阀，由水肥药一体化系统现场控制柜根据施肥策略或者用户的指令进行控制电磁阀的开关，实现田间水肥药的定时定量施用。

在具体实施例子中，施肥系统包括注水管路(7)、放空阀(8)、第一注水电磁阀(9)、第一搅拌电机(10)、大量元素肥液桶(11)、第一液位计(12)、第一施肥电磁阀(13)、第二注水电磁阀(14)、第二搅拌电机(15)、微量元素肥液桶(16)、第二液位计(17)、第二施肥电磁阀(18)、水肥药一体化系统现场控制柜(42)组成。

水肥药一体化系统现场控制柜(42)控制第一注水电磁阀(9)打开，灌溉水进入大量元素肥液桶(11)，当第一液位计(12)监测到水位达到最低水位后，第一搅拌电机(10)自动开启，在第一搅拌电机(10)的作用下，完成灌溉水与液体肥或水溶肥的一次混合；当控制柜(42)控制第一施肥电磁阀(13)打开时，肥液加压电机(24)作用下进入混合灌(27)。

在灌溉的主管路上设置有一个分支为注水管路，注水管路上还设置有放空阀及注水电磁阀，注水管路下还设置有大量元素肥液桶及微量元素肥液桶，大量元素肥液桶及微量元素肥液桶上分别设置有液位计，大量元素肥液桶的上部通过第一注水电磁阀连接至注水管路，大量元素肥液桶中还设置有第一搅拌电机，用于实现对水及大量元素肥液的搅拌，微量元素肥液桶的上方通过第二注水电磁阀连接至注水管路，微量元素肥液桶中还设置有第二搅拌电机，第二搅拌电机用于实现水及微量元素肥液的搅拌，大量元素肥液桶及微量元素肥液桶的下方分别设置有施肥电磁阀。打开时用于将搅拌好的水肥输出。

施肥系统中的放空阀及电磁阀及搅拌电机均由水肥药一体化系统现场控制柜进行控制动作。液位计将测量的液位信息也传输至水肥药一体化系统现场控制柜中，用于水肥药一体化系统现场控制柜控制电磁阀的动作的条件。

在具体实施例子中，施药系统包括第三注水电磁阀(19)、第三搅拌电机(20)、药液罐 (21)、第三液位计(22)、施药电磁阀(23)、水肥药一体化系统现场控制柜(42)组成。

控制柜(42)控制第三注水电磁阀(19)打开，灌溉水进入药液罐(21)，第三液位计(22) 监测到水位高于最低液位时，第三搅拌电机(20)自动启动进行搅拌，灌溉水与药原液或可溶解的药颗粒进行一次混合；当打施药电磁(23)打开时，药液进行混合系统，进行二次混合；当主管路出口电磁阀出口(39)打开时，药液随灌溉水进入高压雾化施药管路(46)和水肥药一体化管路(49)，打开对水肥分支管路手动阀(45)和水肥药分支管路手动阀(48) 后，分别进行植物冠层喷药和根部施药。

药液罐的上方通过第三注水电磁阀连接至注水管路，药液罐中还设置有第三搅拌电机，药液罐桶臂上设置有第三液位计，药液罐的下方还设置有施药电磁阀，其中第三搅拌电机、第三液位计、施药电磁阀及第三注水电磁阀均连接至水肥药一体化系统现场控制柜，水肥药一体化系统现场控制柜根据需要控制各种阀的动作及搅拌电机开启或停止。

在具体实施例子中，混合系统包括加压电机(24)、流量表(25)、第四搅拌电机(26)、混合灌(27)、第四液位计(28)、施肥泵(29)、肥(药)液出口管路(30)、肥(药)液出口电磁阀(31)、二次混合腔(32)、第一EC传感器(33)、第一PH传感器(34)、第二EC传感器(35)、第二PH传感器(36)、肥(药)液入口管路(37)、肥(药)液入口管路电磁阀(38)、水肥药一体化系统现场控制柜(42)组成。

水肥药一体化系统现场控制柜(42)控制加压电机(24)启动，药液或肥液进行混合灌 (27)，启动第四搅拌电机(26)对液体进行充分搅拌；控制施肥泵(29)、肥(药)液入口管路电磁阀(38)、(药)液出口电磁阀(31)启动，混合液依次经过肥(药)液入口管路(37)，二次混合腔(32)、肥肥(药)液出口管路(30)，通过施肥泵(29)进入混合灌(27)，进行二次混合。

第一施肥电磁阀、第二施肥电磁阀、施药电磁阀均连接至一个管路上，在该管路上还设置有加压电机，利用加压电机将施肥系统或施药系统或两者同时存在的系统中混合液通过加压的方式再输送至混合灌中进行混合，在混合灌中设置有第四搅拌电机，靠近混合灌的上方的管路上设置有流量表，用于测量进入混合灌内的混合液的浓度，混合灌的壁上还设置有第四液位计，混合灌的中部位置还设置有EC传感器及PH传感器，用于测量混合液的相应的参数值，混合灌的下部分两个支路，一个支路为肥(药)液出口管路，所在管路上设置有施肥泵及肥(药)液出口电磁阀，另一个支路为肥(药)液入口管路，所在管路上设置有肥(药) 液入口管路电磁阀，在两个管路之间设置有二次混合腔，在该二次混合腔中设置有EC传感器及PH传感器，用于再次测量二次混合腔中混合液的相应的参数值，上述两个支路均连接至二次混合腔所在的管路，二次混合腔所在的管路与灌溉主管路相通。这样在二次灌溉时可利用灌溉主管路中经过过滤后的水进行混合。

在该混合系统中，各种传感器及电磁阀及泵、搅拌电机及液位计均连接至水肥药一体化系统现场控制柜，控制柜根据采集的数据进行控制电磁阀及泵、搅拌电机等的动作。

在具体实施例子中，远程监控平台包括中控室显示屏(65)、中控室服务器(66)、网络收发器(67)、便携式智能终端(68)组成，其中，中控室服务器(66)通过互联网与水肥药一体化系统现场控制柜(42)、图像采集控制柜(51)和参数采集控制柜(59)通过无线网线相连且双向通信。

图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜将获得各种数据传输至中控室服务器，中控室服务器也可以下发命令至图像采集控制柜、参数采集控制柜及水肥药一体化系统现场控制柜进行执行相应的动作。同时，中控室服务器与中控室显示屏相连，将相关数据进行显示，中控室服务器还通过网络收发器与便携式智能终端相连，便携式智能终端也可获得各种信息或者进行控制指令的下发。

在本公开的具体实施例子中，如图2所示，时间坐标轴(69)、土壤水分坐标轴(70)、土壤束缚水曲线(71)、土壤永久枯萎点(72)、智能灌溉土壤水分曲线(73)、传统灌溉土壤水分曲线(74)、田间持水量区间(75)、平均灌溉量曲线(76)、饱和含水量曲线(77)。

灌溉系统可根据土壤水分及作物需水量进行自动灌溉，该智能灌溉土壤水分曲线(73) 的下限不低于土壤永久枯萎点(72)、上限不高于饱和含水量曲线(77)，且能够将土壤水分始终保持的田间持水量区间(75)之内，与传统灌溉土壤水分曲线(74)相比，在平均灌溉量曲线(76)相同的情况下，能让作物有一个更好的环境状态。

在本公开的具体实施例子中，如图3所示，时间坐标轴(78)、土壤肥力坐标轴(79)、自然肥力曲线(80)、水肥一体化肥力曲线(81)、传统施肥肥力曲线(82)、有效肥力区间(83)、平均施肥量曲线(84)、人工肥力饱和曲线(85)。

施肥系统可根据土壤养分及作物需肥量进行自动施肥，且能够将土壤养分始终保持的有效肥力区间之内，水肥一体化肥力曲线(81)下限不低于自然肥力曲线(80)、上限不高于人工肥力饱和曲线(85)，始终保持在有效肥力区间(83)之内，与传统施肥肥力曲线(82)相比，在平均施肥量曲线(84)相同的情况下，有更高的利用率。精准

在本公开的具体实施例子中，混合系统采用二次混合的方式，先将水肥药的混合液在混合灌(27)内进行实时在线混合，并由液位计(28)检测液位，当液位达到上限时，由水肥药一体化系统现场控制柜(42)控制，施肥泵(29)开启、肥(药)液出口管路(30)和肥 (药)液出口电磁阀(31)打开，混合液的混合腔(32)内进行二次混合，达到最佳的混肥混药效率。

在本公开的具体实施例子中，二次混合技术增加了混合灌(27)、施肥泵(29)、肥(药) 液出口管路(30)、混合腔(32)、肥(药)液出口电磁阀(31)、肥(药)液入口管路电磁阀 (38)等组成二次混合系统，采用增压逆流循环混合方法，解决了大口径管路混合不均匀的问题，达到肥药混合均匀高效。

该种灌溉施肥方式能够使得土壤水分和肥力保持如图中智能灌溉土壤水分曲线(73)和水肥一体化肥力曲线(81)所示，而传统的灌溉和施肥方式，使得土壤水分和肥力保持如图中传统灌溉土壤水分曲线(74)和传统施肥肥力曲线(82)所示。

不同的作物在不同生命周期内的需水需肥量是不同的，同一种作物全寿命周期内的需水需肥量是有规律可寻的，即在田间持水量区间(75)的范围之内，根据作物的需求，将土壤的含水量和肥力控制在最合适的区间，让作物“吃好喝好。

在本公开的具体实施例子中，设计的水肥药一体化系统能够根据不同灌溉施肥施药策略进行水肥药一体化作业无人化智能作业。灌溉施肥施药的制定有四种方式：一是，根据专家经验预先设备好相关策略，操作者根据不用作物选用不同的策略；二是，操作者根据种植区具体作物的生长情况新建策略；三是，该系统根据采集的作物生长势、病虫害、气象、土壤等信息自动生成策略；四是，相关领域的专家根据田间情况远程在线判断制定策略。

在本公开的具体实施例子中，设计的智能高效水肥药一体化系统不是简单灌溉施肥施药装备，田间信息监测系统所采集的数据作为水肥药智能决策的依据，是大装备的感知系统，像“眼眼睛”和“耳朵”给装备提供信息。

系统采用模块化设计，过滤系统、灌溉系统、施肥系统、施药系统、混合系统是一个水肥药一体化系统装备的零部件，像人的“四肢”一样是大装备的重要组成部分。

在本公开的具体实施例子中，在控制系统上有三种方式，一是，采用现场触摸屏控制；二是采用手机端便携式控制；二是采用云端远程控制。

本实用新型在判断和识别上，系统有摄像高清摄像头(50)和图像采集控制柜(51)能够对作物的长势信息和病虫害信息进行监测，并通过图像处理和模式识别技术对其进行判断和分级，并将原始图像和处理结果传输至远程监控平台。

本实用新型设计的智能高效水肥药一体化系统不是简单的灌溉施肥施药装备，而是为庄稼健康快速生长保驾护航的营养学和医学专家。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。