潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计.pdf

2025 年 第 8 期 第 47 卷 农 机 化 研 究 Journal of Agricultural Mechanization esearch Vol 47 No 8 Aug 2025 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计 朱锦新 1 2 范鹏飞 2 翟长远 1 2 高欣娜 3 康艺凡 3 王 秀 1 2 1 江苏大学 农业工程学院 江苏 镇江 212013 2 北京市农林科学院 智能装备技术研究中心 北京 100097 3 石家庄市农林科学研究院 石家庄 050041 摘 要 我国水资源稀缺 传统农业灌溉水肥用量大 营养液利用率低 灌溉废液对环境污染大 针对以上问题 设计了 一种潮汐式育苗营养液循环灌溉系统 以质量检测系统为灌溉依据 通过物联网监测平台采集现场各项环境数据 结合用 户设置的灌溉参数 实现营养液的自动调配和智能灌溉 灌溉后的营养液通过营养液循环系统的过滤 消毒等一系列处 理后回收到储液桶中备用 提高了水肥利用率 减少了环境污染 同时 对系统的硬件和软件进行了设计 结合了物联网 技术 实现人机远距离的信息交互 制成样机后对系统进行测试分析 开展了称重传感器的标定校核试验和系统灌溉响 应精度的试验 结果表明 质量与电流线性相关度高 称重传感器精确度较高 系统灌溉响应精度高 达到 98 以上 系 统能够较好地进行循环灌溉作业 作业过程稳定可靠 人机交互便捷 可为节水灌溉系统的设计提供一定的技术参考 关键词 潮汐式育苗 营养液循环 智能化灌溉 物联网技术 中图分类号 S274 2 文献标识码 A 文章编号 1003 188X 2025 08 0084 08 DOI 10 13427 j issn 1003 188X 2025 08 012 0 引 言 我国水资源匮乏 且在多样的自然气候和复杂的 地形地貌影响下水资源分布极其不均 这是农业发展 面临的重大难题 1 4 传统温室灌溉大多依靠工作人 员的经验 没有考虑作物的实际需求 这种粗放的水肥 管理模式存在水肥利用率低下等问题 过量的营养液 排入水体和基质 造成大量浪费的同时也带来了水体 污染严重 基质结构恶化等危害 5 8 农业生产需要向 现代化发展 节水省肥的农业灌溉更是大势所趋 9 10 目前 我国学者对节水灌溉装备进行了不少研究 王薇等 11 以物联网 云计算 人工智能和自动控制理论 为指导 建立了基于气象的水肥一体智能灌溉模型 构 建水肥一体智能灌溉云服务系统 设计了一套苹果水 肥一体化系统 晁阳等 12 研究设计了一套稳定性高 操作简单 成本低廉 功能够用的水肥一体化灌溉控制 器 采用传感技术 微电脑技术 以 PLC 为核心 配合滴 灌技术 根据作物生长过程中土壤湿度和所需肥水的 阈值 进行自动灌溉和施肥 王杰等 13 针对个体农户温 收稿日期 2023 08 14 基金项目 河北省重点研发计划项目 21327408D 石家庄市科技计划 项目 231490822 作者简介 朱锦新 1998 男 四川泸州人 硕士研究生 E mail 361592011 qq com 通讯作者 王 秀 1965 男 河北万全人 研究员 硕士生导师 E mail wangx nercita org cn 室大棚灌溉设备 设计了温室大棚智能水肥一体机 集 成 STM32 单片机通信模块与手机 APP 通过控制进水 口和吸肥口阀门开度 实现了水肥比例精确控制 这些 研究大多针对滴灌 顶部喷灌 田间漫灌 潮汐式灌溉是一种模拟潮汐的周期波动 利用营 养液的循环供给 为作物补充水肥的新型灌溉方式 与 传统的顶部灌溉方式相比 具有节约水肥 提高作物产 量和质量等优点 14 16 新型的灌溉方式需要新型的配 套装备 但是目前由于潮汐灌溉并没有在国内大范围 推广 缺乏专业的配套设备 自动化程度不高 对整个 灌溉过程没有精确的监测和调控 没有形成规范的行 业标准 17 18 目前 农业实际生产中大多都是利用土 壤湿度传感器来探测土壤实时湿度状态 进而判断是 否需要进行灌溉操作 19 21 潮汐育苗采用的是不需要 土壤的基质栽培 这一栽培方式让以土壤湿度传感器 为判断依据的方法不再适用 需要探索出一种与基质 栽培相契合的灌溉判断依据 针对上述问题 设计了 一种以穴盘质量为灌溉依据的潮汐式育苗营养液循环 灌溉系统 结合物联网技术 远程监控育苗环境各项参 数 对营养液配比进行精确把控 提高水肥的循环利用 率 实现自动化控制和智能化管理 1 系统总体设计 1 1 系统需求分析 为了实现对环境信息的精确把控 需要配置精度 48 第 8 期 朱锦新等 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计 第 47 卷 较高的传感器 并对传感器进行标定校核 使其能够 准确收集营养液循环灌溉工作现场的各项信息数 据 22 24 营养液循环管路需密闭性好 不漏水 管路 设计需合理规范 控制系统需在各种工作状态下均能 稳定运行 精准地打开或关闭继电器 电磁阀 电机 实现对现场环境的智能调控和自动控制 保证作物生 长在最适宜的温室环境内 需要一个合理的灌溉依据 来判断是否应该进行灌溉作业 且在需要灌溉时能够 及时 精准地进行灌溉作业 在完成灌溉作业后 多余 的营养液能够经过过滤 消毒 杀菌等一系列处理后 被多次循环利用 提高水肥的利用率 整个灌溉和循 环的工作过程都能被实时监控 用户可随时都可通过 配套 APP 对系统进行远程的控制 整个系统能够在各 种工况下平稳地运行 系统也可根据不同的现场状况 做出对应的控制决策 1 2 系统结构 根据目标需求 构建了潮汐式育苗营养液循环灌 溉系统 主要由水肥一体化系统 物联网环境信息监 测系统 智能灌溉系统 营养液循环系统和中央控制 系统组成 如图 1 所示 1 水源 2 主管路球阀 3 水源过滤器 4 进水球阀 5 进水电磁阀 6 储液桶浮球开关 7 储液桶液位传感器 8 储液桶 9 过滤器 10 水泵 11 补水球阀 12 补水电磁阀 13 PH 传感器 14 EC 传感器 15 水射器 16 母液电磁阀 17 手动流量调节阀 18 流量计 19 母液过滤器 20 母液桶 21 母液桶补水球阀 22 灌溉泵 23 灌溉管路 24 上水球阀 25 上水电磁阀 26 潮汐灌溉苗床 27 回水电磁阀 28 回水管路 29 未消毒营养液桶浮球开关 30 排污电磁阀 31 未消毒营养液桶 32 未消毒营养液桶液位传感器 33 未消毒营养液泵 34 营养液消毒电磁阀 35 紫外线消毒杀菌装置 36 已消毒营养液泵 37 营养液储存电磁阀 38 pH 传感器 39 EC 传感器 40 单向阀 41 环境参数监测系统 42 水肥一体系统 图 1 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统结构图 Fig 1 Structure diagram of tidal nursery nutrient solution circulating irrigation system 水肥一体化系统主要由水肥一体机 水肥管路 手动球阀 水泵 电磁阀 过滤器 浮子流量计 EC 传 感器 pH 传感器和文丘里水射器组成 系统的主要功 能是按照用户设定的 EC pH 值来配制灌溉营养液 用户可通过手动调节流量阀或设置流量参数的方式 来控制各个水肥管路的流量 做到 按需配肥 定 量施肥 物联网环境信息监测系统主要由传感器 数据采 集模块 4G 传输模块 物联网软件组成 主要功能是 通过各个传感器采集温室内各种环境参数 将采集到 的参数通过数据采集模块处理后利用 4G 传输模块无 线传输到云端服务器 物联网软件可以储存和记录 云端服务器的数据 用户可通过物联网软件与系统进 行交互 智能灌溉系统主要由灌溉控制系统 潮汐苗床 上水电磁阀 排水电磁阀 灌溉泵和灌溉管路组成 灌 58 第 47 卷 农 机 化 研 究 第 8 期 溉控制系统对比设定的参数和数据采集模块采集的 参数 发出对应的控制指令 通常状态下 电磁阀和 灌溉泵均处于关闭状态 判断需要灌溉时 上水电磁 阀和灌溉泵打开 灌溉作业开始 灌溉结束后 上水电 磁阀和灌溉泵关闭 排水电磁阀打开 营养液循环系统由回流营养液池 回流管道 储 液桶 母液桶 浮球开关 过滤器 紫外线杀毒装置 反 冲洗装置 水泵和电磁阀等组成 主要功能是将回流 营养液经过过滤 消毒 杀菌等一系列处理后储存起 来循环使用 中央控制系统能够对各个传感器采集的数据 系 统设备的运行数据进行处理和分析 在各个系统和设 备之间起着重要的协调和联动作用 保证了整个系统 的智能化运作 1 3 系统的工作流程 在系统工作前 需要预先设置好穴盘质量的灌溉 下限 储液桶液位高度范围 回流营养液池的液位高 度范围 灌溉营养液的 EC 值和 pH 值 灌溉流量大小 灌溉时间等参数 灌溉区域有 21 个潮汐式营养液灌 溉育苗床 呈七行三列分布 每个苗床上铺上 1 层纱 网 起到初步过滤的作用 避免流失的基质或其他大 颗粒杂质堵塞排水口 影响循环系统的正常工作 每 列选择 1 个苗床放置 1 个称重传感器 在称重传感器 上放置 1 个穴盘 以该穴盘的质量变化代表该列所有 穴盘的质量变化 作为灌溉的依据 质量检测装置的 放置方式如图 2 所示 图 2 质量检测系统的放置方式 Fig 2 Placement mode of weight detection system 控制器上外部联动通道的输出继电器控制着水 肥一体机的电源 该通道继电器的开闭受质量检测系 统通道输出的模拟信号影响 物联网环境信息监测 系统实时采集作物生长的各项参数和各路通道的信 息数据 当穴盘质量未超过设定的灌溉下限时 外部 联动通道上的继电器保持断开状态 当穴盘质量低于 设置的阈值时 控制器上控制水肥一体机通道的继电 器吸合 灌溉命令执行 电磁阀打开 水泵启动抽水 肥泵启动 母液被文丘里效应的水射器抽取到主肥管 路与水混合 在 EC pH 传感器监测下按照预设值配 置后 经过灌溉管路流到灌溉区域 在灌溉到达预设 的灌溉时间后 上水电磁阀关闭 排水电磁阀打开 营 养液从排水管道流入回流营养液池中 从灌溉区域回收到的营养液会暂时储存在地下 营养液池中 当营养液液位高度超过设定的高度时 加压水泵和回液循环电磁阀打开 营养液经过滤器过 滤掉泥沙等杂质后 流入紫外线杀菌消毒装置中 该 装置主要通过特定波长范围内的紫外线光照射营养 液 来破坏营养液中各种细菌 病毒 寄生虫 水藻和 其它病原的 DNA 结构 达到消毒杀菌 防止营养液污 染等目的 25 经过杀菌消毒后的营养液流入储肥桶中储存备 用 当地下未消毒营养液池液位恢复到正常范围内 或储液桶液位高于上限时 回液循环加压水泵和电磁 阀关闭 停止向储液桶中供给营养液 若未消毒营养 液池和储液桶中营养液液位均超过最大液位高度 排 污水泵和排污电磁阀打开 多余的营养液通过处理后 流入排污管道 待液位恢复正常后排污作业停止 当 储液桶营养液液面高度低于液面高度下限时 水泵和 补水电磁阀开启 外部水源的清水流入储液桶中 当 液位超过最低液位高度后 水泵和补水电磁阀关闭 整个作业过程的信息由传感器实时监测 作业设 备由控制系统控制和协调 现场数据由物联网模块汇 聚整合后传输到云端服务器 便于用户与作业现场的 远程交互 2 硬件设计 2 1 中央控制器 控制器是系统的核心元件 本系统的中央控制器 采用聚 英 DAMFFF2 MT 数 采 控 制 器 该 控 制 器 24VDC 供电 包括 16 路模拟量输入通道 16 路开关量 输入通道 2 路模拟量输出通道和 16 路继电器控制的 开关量输出通道 具有结构紧凑 性能稳定 抗干扰能 力强等优点 可接收处理传感器采集的环境信息 并 对不同的信息执行对应的控制决策 附带物联网功 能 能将收集到的信息通过 4G 无线传输模块传递到 68 第 8 期 朱锦新等 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计 第 47 卷 云端服务器 用户在被管理员授权后可通过手机或电 脑 APP 从云端获取这些信息数据 可通过物联网模 块 在客户端远程监控作业现场 手动操作发布相应 的操作指令 用户也可预先向控制器中导入指令 设 定好相应的参数 使控制器能在不同的工作场景下执 行对应预期的控制指令 实现智能化控制 数采控制 器模块结构如图 3 所示 图 3 控制模块结构图 Fig 3 Structure diagram of control module 2 2 质量检测系统 潮汐式灌溉育苗的基质是由草炭 珍珠岩 蛭石 按照一定的比例混合而成的 与传统育苗的土壤基质 相比 两者在物理特性上有着很大的差异 因此不能 以土壤湿度传感器作为判断是否灌溉的依据 26 针 对上述问题 设计了一种质量检测系统作为灌溉的 依据 质量检测系统结构如图 4 所示 传感器采用美 78 第 47 卷 农 机 化 研 究 第 8 期 国 Load Cell 公司的 PE 2 型称重传感器 量程为 5 kg 具有体积小 抗干扰能力强 精度高等优点 传感 器输出的信号为脉冲信号 需要在称重传感器后接上 数模转换模块 将称重传感器输出的脉冲信号转变为 4 20 mA 的模拟量信号 传递给数采控制器模块 数 模转换模块采用大和电气有限公司自主研发的 DH BSQ A 型精密放大器 性价比较高 满足功能的需求 能够较好地与称重传感器耦合 1 平衡螺母 2 称重传感器 3 穴盘 4 筛网板 5 底座 6 支撑架 7 吊索 8 承重框 图 4 质量检测系统结构图 Fig 4 Structure diagram of weight detection system 平衡螺母用于调节系统的平衡 确保筛网板上的 穴盘处于水平状态 使承重框受力均衡 避免不均匀 的受力带来的质量偏差 筛网板被钢丝吊索悬挂 与 底座之间保持着约 3 5 mm 的距离 筛网板过高会 导致穴盘底部和潮汐苗床的距离过大 使秧苗在第一 时间不能得到营养液的补充 对灌溉时间也会造成错 误的判断 若筛网板高度调节得过低 灌溉完成后 穴 盘中的基质在吸满营养液后质量得到了极大的增加 承重框会产生微小的形变 导致筛网板与潮汐苗床接 触 称重传感器的读数变得不再准确 因此 调节平 衡螺母 使筛网板处于一个合适的高度 是系统可靠 运行的重要前提 质量检测系统输出的模拟量信号传输到数采控 制器 信号的大小影响着水肥一体系统的启停 用户 可通过 APP 实时检测穴盘的质量变化情况 计算得出 作物的水分消耗量 2 3 水肥一体系统 水肥一体系统的主控制器为海为 T16S0T 简称 PLC 该 PLC 外部 24VDC 供电 有 8 路开关量输入 8 路开关量输出 自带 S232 和 S485 两个通讯接口 为了分别控制 21 个苗床上的上水电磁阀 排水电磁 阀和各个母液桶的搅拌电机 并实现水肥一体系统和 重量检测系统的联动 PLC 外加海为 H16DO 海为 H36DO 海为 S04AI3 个扩展模块 中间继电器选用 德力西 CDZ9 52PL 交流接触器选用施耐德电气 LC1D09 型号 触摸屏选择海为 B10S G 采用 S232 串口与 PLC 建立通讯 水肥一体系统能够自动配制营养液 有手动和自 动两种工作模式 手动模式下用户可与触摸屏进行 人机交互 实现手动控制水泵 肥泵 母液桶搅拌电 机 每个苗床对应的上水电磁阀和排水电磁阀 自动 模式下 当未达到灌溉条件 控制水肥一体系统的继 电器处于断开状态 当达到灌溉条件时 控制水肥一 体系统的继电器吸合 水肥机开始工作 母液桶的搅 拌电机启动 对应灌溉苗床的上水电磁阀开启 灌溉 开始 水肥一体系统的工作流程如图 5 所示 图 5 水肥一体系统工作流程图 Fig 5 Work flow chart of water and fertilizer integrated system 3 软件设计 3 1 水肥系统上位机软件 水肥系统上位机软件设计采用海为云组态软件 88 第 8 期 朱锦新等 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计 第 47 卷 该软件是厦门海为科技有限公司研发的工业自动化 监控管理平台软件 具有非常强大的界面显示组态功 能 通过显示画面的各种图元与点位图 可直观地观 察到水肥一体系统工作的现场情况 同时对其进行实 时监控 27 触摸屏画面包括 环境数据 状态显示 变频参数 手动操作 自动参数 数据记录 等各 种子画面 用户可手动点击触摸屏进行人机交互 进 行画面的切换 环境数据 界面可以查看到各个肥液通道的流 量 水泵压力 肥泵压力 营养液 pH 和 EC 值等参数 状态显示 界面可以查看到 PLC 采集到的工作现场 各个设备的工作状态 以图像或者文字的形式显示 变频参数 界面可设置水泵和肥泵的压力 量程 输 出电流和输出频率等参数 用户可以采用触摸点击的 方式 在 手动操作 界面对水肥系统进行手动控制 也可在 自动参数 界面预先设置灌溉触发方式 营养 液 EC 和 pH 值 灌溉时间等相关参数 实现水肥系统 的自动灌溉 数据记录 界面可直观地显示一些重要 的记录参数 用户可以将这些数据导出下载 3 2 系统远程监控软件 系统远程监控软件通过物联网技术 将传感器采 集的各项数据发送到云端服务器 使用户能够通过电 脑或手机客户端对现场工作信息实时掌控 系统也 可在用户设定的逻辑指令下自动进行作业 软件主 要分为用户管理 数据监控 参数设置和历史数据等 功能板块 用户管理模块用于切换登录账号 更改账号信息 等 在消息提示页面可以查看各个通道打开或关闭 的历史记录 报警通知页面会对超过阈值的通道进 行报警提示 便于用户及时了解现场作业问题 做出 对应的调整策略 数据监控模块主要用于对现场各传感器采集的 模拟量信号和设备的开关量信号进行实时的远程检 测 也可在线开启或关闭数采控制器输出通道的继电 器 达到远程控制的目的 参数设置模块手动设置数采控制器每个独立通 道在每天的某个时刻固定开启或关闭一定的时间 可 设置 DO 通道之间的互锁 DO 通道开启或关闭的触发 条件和触发持续时间 也可设置多触发条件下的逻辑 控制 使用户不需要编程就能实现对系统的控制 历史数据模块用于导出指定日期范围内的数据 信息 可自动绘制曲线图 便于用户对数据进行分析 和处理 环境参数的历史曲线如图 6 所示 图 6 环境参数的历史曲线图 Fig 6 Historical curve of environmental parameters 4 系统测试分析 在河北石家庄赵县农业科技园连栋温室内搭建 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统 并进行相关试验 作业现场如图 7 所示 图 7 系统作业现场图 Fig 7 System operation site map 98 第 47 卷 农 机 化 研 究 第 8 期 为了保证传感器的数据采集环节准确无误 试验 前对所有传感器进行标定和校核 保证精确度在 90 以上 质量检测系统作为控制灌溉的重要依据 其使 用的传感器精确度更应得到保证 于是在温室内进行 质量检测系统的标定试验 使用 DA 转换器将质量检 测系统输出的数字量信号转换为 4 20 mA 的模拟量 信号 依次在质量检测系统上放置不同质量的砝码 使用电流表测量不同质量对应的电流值 对质量和电 流信号进行标定 做出标定曲线 如图 8 所示 图 8 质量检测系统标定曲线 Fig 8 Calibration curve of weight detection system 为了检验系统灌溉性能是否达标 依次设置 3 个 不同的灌溉下限 测试系统是否能在穴盘质量达到灌 溉下限时及时进行灌溉 每组试验重复 5 次 计算灌 溉启动的精度 取平均值为最终灌溉启动精度 精度 计算公式为 1 M m M 100 1 式中 为灌溉启动精度 m 为灌溉启动时实际穴 盘质量的数值 单位 g M 为设置的灌溉下限穴盘质量 的数值 单位 g 试验结果如表 1 所示 表 1 系统灌溉启动精度试验结果 Table 1 Flow test results of system irrigation start accuracy 灌溉下限 g 实际启动质量 g 精度 1 200 1 189 99 1 1 000 984 98 4 600 590 98 3 为了保证整个系统稳定 可靠地运行 通入肥液 对比 EC 传感器检测的 EC 值与设定的 EC 值误差是 否低于 10 检测各个电磁阀 水泵能否正常开关 手 动打开 关闭输出通道继电器 检验能否正常运行 设 置继电器自动触发条件 检测到达条件是能否正常触 发继电器开关 运行或停止相应的设备 测试各个设 备能否稳定 可靠地工作 循环系统能否在设定的液 位阈值范围内稳定运行 检测各个设备是否能够准 确 及时地运行软件端下达的指令 历史数据能否正 常记录 通过一系列试验验证 环境监测系统精度较高 灌溉能够精准 及时地执行 灌溉管路和各灌溉模式 功能正常 循环系统 中央控制系统 远程监控软件均 稳定 可靠 5 结 论 1 针对目前面临的问题 结合实际需求 设计了 一种潮汐式育苗营养液循环灌溉系统 具有自动配 肥 智能灌溉 营养液循环利用等功能 提高了水肥的 利用率 减少了环境污染 提高了灌溉的智能化程度 2 设计了一种质量检测装置 并以此作为灌溉的 依据 对系统进行硬件与软件设计 运用物联网技术 实现数据的远程传输和人机的智能交互 3 在河北石家庄赵县农业科技园连栋温室内完 成样机搭建与系统试验 结果表明 设备运行稳定 系 统性能可靠 灌溉响应精度在 98 以上 参考文献 1 冯筱 基于物联网的温室花卉智能灌溉系统设计 D 曲 阜 曲阜师范大学 2015 2 赵鹏飞 王旭峰 胡灿 等 智能温室水肥一体化装备设计 与试验 J 农机化研究 2022 44 9 224 228 235 3 娄松涛 基于无线传感网络技术的灌溉系统智能优化研 究 J 农机化研究 2023 45 8 231 234 4 逄焕成 我国节水灌溉技术现状与发展趋势分析 J 中 国土壤与肥料 2006 5 1 6 5 安胜鑫 王晓丽 薛宝松 等 基于云平台的智能水肥一体 机控制系统研发 J 农业工程 2022 12 7 29 34 6 袁洪波 程曼 庞树杰 等 日光温室水肥一体灌溉循环系 统构建及性能试验 J 农业工程学报 2014 30 12 72 78 7 郎朗 冯晓蓉 基于 STM32 的水肥一体机智能控制系统优 化研究 J 农机化研究 2022 44 3 116 119 8 孙景生 康绍忠 我国水资源利用现状与节水灌溉发展对 策 J 农业工程学报 2000 16 2 1 5 9 王恒 韩庆祥 水资源合理保护的可持续发展策略研究 J 工程建设与设计 2020 4 157 158 09 第 8 期 朱锦新等 潮汐式育苗营养液循环灌溉系统设计 第 47 卷 10 张兵 袁寿其 成立 节水灌溉自动化技术的发展及趋势 J 排灌机械 2003 21 2 37 41 11 王薇 陈恩典 黄乾 等 苹果水肥一体化系统设计与应 用 J 中国农学通报 2023 39 7 122 128 12 晁阳 李培东 黄林刚 基于 PLC 的水肥一体化灌溉控制 器设计 J 湖北农业科学 2021 60 6 115 118 13 王杰 马军 宋昌博 等 温室大棚智能水肥一体机的设 计与试验 J 农机化研究 2021 43 12 98 103 109 14 王宝驹 佟静 梁浩 等 蔬菜潮汐灌溉育苗技术 J 中 国瓜菜 2021 34 12 125 128 15 庄团结 蔬菜潮汐式穴盘育苗营养液浓度及水分吸持特 征的研究 D 北京 中国农业科学院 2021 16 康艺凡 高欣娜 黄媛 等 基于基质配比的潮汐式育苗 水肥吸持规律研究 J 中国瓜菜 2023 36 3 85 91 17 田雅楠 曹玲玲 赵立群 等 潮汐式灌溉技术在蔬菜育 苗上的应用 J 农业工程技术 2021 41 7 26 30 18 吴国娟 智能化潮汐式灌溉系统的研究 J 天津农业科 学 2018 24 4 53 56 19 王媛媛 一品红的灌溉控制系统设计 D 镇江 江苏大 学 2021 20 马福生 刘洪禄 吴文勇 等 不同灌水下限对设施滴灌 无土栽培红掌水分利用和生长的影响 J 农业工程学 报 2012 28 8 65 70 21 吕爱华 PLC 控制下的温室灌溉装置应用研究 J 农机 化研究 2023 45 11 217 221 22 沈建炜 基于物联网技术的蓝莓园智能灌溉系统设计 D 镇江 江苏大学 2019 23 吕东 王新忠 刘飞 等 管式土壤水分传感器探头的研 制 J 农机化研究 2016 38 6 69 73 24 杨进 高世华 马慧敏 等 基于监测技术的葡萄水肥混 合灌 溉 系 统 设 计 J 农 机 化 研 究 2023 45 7 256 260 25 文尚胜 左文财 周悦 等 紫外线消毒技术的研究现状 及发展趋势 J 光学技术 2020 46 6 664 670 26 崔秀敏 王秀峰 蔬菜育苗基质及其研究进展 J 天津 农业科学 2001 1 37 42 27 段彬 海为云组态软件和 PLC 在污水处理控制系统中的 应用 J 焦作大学学报 2022 36 1 92 96 Design of Circulating Irrigation System for Tidal Nursery Nutrient Solution Zhu Jinxin 1 2 Fan Pengfei 2 Zhai Changyuan 1 2 Gao Xinna 3 Kang Yifan 3 Wang Xiu 1 2 1 Institute of Agricultural Engineering Jiangsu University Zhenjiang 212013 China 2 Intelligent Equipment Technolo gy esearch Center Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Beijing 100097 China 3 Shijiazhuang Academy of Agriculture and Forestry Sciences Shijiazhuang 050041 China Abstract Traditional agricultural irrigation consumes a large amount of water and fertiliser the utilisation rate of nutrient solution is low and irrigation waste liquid pollutes the environment A tidal nutrient solution circulating irrigation system was designed to address the aforementioned issues Based on the weight detection system the system collected various en vironmental data on the spot via the Internet of Things monitoring platform which was then combined with the irrigation parameters set by users to realise automatic nutrient solution allocation and intelligent irrigation The irrigated nutrient so lution was recycled to the liquid storage barrel for later use after a series of treatments in the nutrient solution circulation system which improved the utilisation rate of water and fertiliser and reduces environmental pollution The system s hardware and software were designed and Internet of Things technology was used to realise long distance information in teraction between man and machine Following the creation of the prototype the system was tested and analysed as well as the calibration test of the weighing sensor and the irrigation response accuracy test of the system The results of the tests showed that the linear correlation between weight and current was strong and the weighing sensor was highly accurate The system s irrigation response precision was high reaching over 98 The system is capable of performing circulating irrigation operations well with a stable and reliable operation process and simple man machine interaction and it can provide certain technical references for the design of water saving irrigation systems Key words tidal seedling raising nutrient solution circulation intelligent irrigation Internet of Things technology 19