一、系统概况

该系统部署于北京农林科学院试验温室，采用 “无线传感 + 智能决策 + 自动灌溉施肥” 一体化设计，集成土壤墒情传感器、养分传感器（如氮、磷、钾传感器）、作物生长监测设备、无线数据传输模块及自动水肥执行单元，实现温室作物水肥需求的实时感知、智能决策与自动化供给，为设施作物科研试验与高效生产提供全方位技术保障。

二、硬件配置与技术参数

感知单元：

土壤墒情传感器：测量范围 0~100%（体积含水率，精度 ±2%），实时监测土壤水分状态；

土壤养分传感器：可监测土壤中氮、磷、钾等关键养分含量，精度 ±5%，为精准施肥提供数据依据；

作物生长传感器（配套）：通过图像识别、茎粗测量等技术，实时捕捉作物生长动态；

控制与传输单元：

搭载高性能工业级控制器，可运行作物水肥需求模型（如番茄、黄瓜等作物的水肥需求模型）；采用 ZigBee 或 LoRa 无线传输技术，实现数据的稳定、低功耗传输，传输距离可达 500 米以上；

执行单元：

自动灌溉施肥设备可根据智能决策结果，精准控制灌溉量与施肥浓度，灌溉精度 ±2%，施肥浓度精度 ±5%；

供电与兼容性：

采用市电与备用电源结合的供电模式，保障系统稳定运行；兼容多种温室作物栽培场景，可根据番茄、黄瓜、草莓等不同作物需求自定义调控策略。

三、应用价值

设施作物精准水肥管理：

科研人员与种植者通过系统实时掌握土壤与作物状态，实现水肥的按需供给。经应用，水肥利用率提升 40% 以上，设施作物产量提高 20%，同时减少土壤污染与资源浪费；

农业科研创新支撑：

为北京农林科学院开展 “设施作物水肥高效利用机制”“不同作物营养需求模型构建” 等研究提供精准可控的试验环境，已支撑发表相关学术论文 10 余篇，加速智慧农业技术创新；

技术示范与推广：

作为京津冀设施农业数字化的标杆项目，年均接待农业技术人员、科研同行观摩学习 60 余人次，推动无线水肥控制技术在京津冀设施农业园区的推广应用，助力区域设施农业产业升级；

智慧农业技术迭代：

系统持续开展技术迭代，如引入 AI 算法优化水肥决策模型、融合物联网实现远程多端控制等，引领设施农业数字化技术发展方向。

四、系统特色

科研定制化：可根据不同科研试验需求，灵活配置传感参数与调控策略，满足多样化试验设计；

无线智能化：无线传输技术减少布线成本与干扰，智能决策模型降低人工管理复杂度；

精准高效性：水肥调控精度高，显著提升资源利用效率与作物生产效益。

北京农林科学院温室无线水肥控制系统是农业科研与智慧农业技术深度融合的典范，通过 “精准感知 - 智能决策 - 高效执行 - 科研创新” 的一体化模式，为设施作物科研试验、精准生产及智慧农业技术推广提供了技术支撑，树立了京津冀地区设施农业数字化与精准化发展的行业标杆。