概述

    本解决方案旨在为学校教学菜园及农业研学基地提供智能化、科学化的农业管理和监测系统。通过集成水肥一体化、苗情监测、气象站及土壤墒情站等多项技术设备，助力学生深入了解现代农业的核心技术和应用场景，培养其农业科学素养，提升学校科研、教学互动的效果。

目标

• 智能化灌溉与施肥：通过水肥一体化系统，精确控制菜园或基地的水分和营养供给。
• 实时作物生长监测：苗情监测系统用于对作物健康、病虫害情况及生长进度进行实时监控。
• 气象环境监控：气象站对温湿度、风速风向、降雨量等气象因素进行全面监测，提供优化种植环境的依据。
• 土壤状况动态掌握：土壤墒情站通过监测土壤的水分、电导率、酸碱度等参数，为农业决策提供依据。

系统组成

1. 水肥一体化系统

• 智能灌溉控制器：

  • 控制灌溉设备，实现定时、定量浇水及施肥。
  • 通讯方式：RS485、Wi-Fi、4G，远程控制。
  • 工作电压：12V DC，支持多回路控制。

• 电磁阀：

  • 用于自动切换灌溉线路。
  • 电压：24V AC，适用于不同管径。

• 施肥机：

  • 根据设定比例进行施肥。
  • 流量范围：0.5-20m³/h，施肥精度高。

• 土壤湿度传感器：

  • 实时监测土壤湿度，触发灌溉或施肥。
  • 精度：±2%，体积含水量测量范围：0-100%。

2. 苗情监测系统

• 高清监控摄像头：

  • 分辨率：1080P或4K，支持远程监控作物生长。
  • 支持夜视、图像捕捉，远程查看作物状态。

• 多光谱相机：

  • 通过光谱分析作物的健康状况、病虫害检测。
  • 波段范围：可见光、红外波段，分析作物光合作用效率。

• 图像分析模块：

  • 功能：识别作物病害，提供苗情报告，结合AI技术实现智能监测。

3. 气象站

• 风速风向传感器：

  • 风速范围：0-60m/s，精度高达±0.1m/s。
  • 风向范围：0-360°，适用于不同风场环境。

• 空气温湿度传感器：

  • 温度范围：-40℃~80℃，湿度范围：0-100%RH。
  • 精度：温度±0.2℃，湿度±2%RH。

• 雨量传感器：

  • 测量范围：0-500mm/h，精度：0.1mm。
  • 精准记录降水量，帮助调节灌溉计划。

• 大气压力传感器：

  • 量程：300-1100hPa，精度：±0.5hPa，用于监测气压变化。

• 数据采集器：

  • 集成多种传感器，存储气象数据，支持远程监控。
  • 通讯方式：RS485、4G，数据存储容量高达32MB。

4. 土壤墒情监测站

• 土壤温湿度传感器：

  • 测量范围：0-100%（湿度），-40℃~60℃（温度），用于监测土壤环境。
  • 电导率范围：0-10mS/cm，适合不同土壤类型。

• 土壤酸碱度传感器：

  • 量程：pH 3-9，分辨率0.1，精度高，用于监测土壤酸碱平衡。

• 土壤盐分传感器：

  • 测量范围：0-10mS/cm，提供土壤盐分变化数据。

5. 智能控制与通讯

• 智能控制柜：

  • 集成灌溉、风机、卷帘、照明等多种控制模块。
  • 通讯方式：4G、Wi-Fi，可远程控制和调节环境参数。

• 通讯模块：

  • 支持LoRa、4G，便于远距离数据传输。
  • 远程连接采集器，实时上传数据至云平台。

安装及应用场景

• 学校教学菜园：

  • 在学校教学菜园内安装智能灌溉、水肥一体化设备，供学生实践操作与学习。系统通过自动化管理，优化水肥使用，提升作物产量与品质。

• 农业研学基地：

  • 适用于大面积的农业研学基地，集成气象站与土壤监测站，实时采集环境数据，帮助学生了解土壤、气象与作物生长的关联性。

• 温室大棚：

  • 在温室中，系统集成风机、卷帘、灌溉等设备，自动调节棚内温度、湿度和光照条件，确保作物在最佳环境下生长。

• 户外农田：

  • 系统适用于大田种植区，通过苗情监测与墒情站设备，帮助农户远程监控作物生长状态，合理调节灌溉和施肥，减少水肥浪费。

方案优势

1. 全自动化管理：通过水肥一体化和气象站等设备，实现作物灌溉、施肥、环境调控的全自动化，减轻人工负担。

2. 实时数据监测与分析：气象、苗情、土壤等多维度监测设备提供精确数据，支持远程数据监控及管理。

3. 灵活性与可扩展性：系统支持多种通讯方式（4G、Wi-Fi、RS485），可以灵活应用于不同场景，并具备良好的扩展性，适应多样化需求。

4. 教育与科研支持：系统通过实践性操作与数据展示，为学校农业教学提供直观的科技体验，促进学生农业科学素养的提升。