农业以土而立、以肥而兴、以水而旺。水是农作物的生命之源,肥料为土壤提供充足的养分,是高产增收的重要保障。长久以来,我国农业用水与肥料利用率都处于较低水平,同时,肥料的不合理施用造成了土壤肥力破坏、土壤污染、面源污染等一系列问题,严重影响了农业的可持续发展。
最开始只是书本上的理论模型,真到了田间才发现问题复杂得多。回忆起研发历程,团队负责人曾怡骅感慨万千。2023年暑假,团队首次赴黑龙江调研时发现,传统灌溉系统存在三大痛点:水流紊乱导致泥沙淤积、人工施肥误差率达40%、水资源浪费超50%。为解决这些难题,七名来自电信工程、农业工程等专业的学生组成跨学科团队,开启了探索之旅。
在北京邮电大学信通学院的实验室里,团队的同学们正在紧张地调试他们研发的智慧水渠控制系统。团队负责人曾怡骅正在电脑上仔细分析从模拟渠道采集的实时数据,实验室里布满了各种传感器、电路板和线缆。为了测试系统在不同环境下的性能,他们在实验室一角搭建了一个小型水渠模型,模拟真实的灌溉场景,并通过无人机和传感器采集不同地块的湿度、坡度数据。
团队面向智慧农业研发的新一代协同控制系统。装置以嵌入式智能芯片为核心构建水联网,通过5G网络实时接收田间墒情数据,依托边缘计算算法动态解析需水规律,驱动12台闸门组成分布式协同网络,实现干渠水量智能调配。在北邮工程实训中心,团队成员反复打磨闸门结构模型。传统闸门只能在0-30度间启闭,我们通过流体力学仿线度无级调节翻转闸门,这个角度能让水流冲刷力提升3倍,淤积率降低70%。
团队研究的配套系统准备以高性价比+精准智能双轮驱动打开农业物联网新赛道,整体产品集自动化、智能化、协同化为一体,无需人工手动去田间开启、关闭闸门,且水流量、流速,田间需水量可以根据设计灌水定额,精准保证农作物处于最适水位范围之间,极大促进水稻产量的提升和水稻种植品质的提升。
但目前团队产品尚未进入市场,未来需要进一步收集、分析试用的质量数据,进一步验证产品,评估其推广性和对日常使用适用性。
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