近些年来,农业物联网技术发展迅速,在节水灌溉、精准施肥、自动化控制方面给农业种植者带来了极大便利,农业物联网作为一项新的技术已被越来越多的农业种植者接受。目前大田马铃薯种植,施肥还是采用传统的压力罐模式,该方式施肥粗放、溶肥不均匀,降低了肥料利用率。而国外的多通道施肥机功能强大、价格昂贵,不能被接受。不合理的施肥方式限制了马铃薯的产量和品质,对我国马铃薯的产业发展带来不利影响。因此,研发一款适应于我国国情的滴灌模式下马铃薯精准施肥机的研究意义重大。该文通过调查分析张家口坝上地区、内蒙古、宁夏等地区马铃薯种植户的种植经验,收集马铃薯施肥需求,依托张家口三生智慧农业科技有限公司的张北马铃薯试验田,开展滴灌模式下马铃薯精准施肥机的研究和试验工作。主要开展以下研究内容:1.根据种植户的需求,设计施肥机的功能及技术参数。采用PLC控制器实现电气部分的逻辑控制,诸如参数设置、肥液计量、联动报警、相序保护等功能。开发了人机交互界面上位机触摸屏组态控制界面和APP客户端。2.应用Solidworks三维软件对施肥机部件进行三维建模,对电控部分、施肥机水路管网部分进行仿真装配与验证。按照仿真装配模型进行了实物装配。3.提出了大田马铃薯施肥固态肥料经溶液转换后,固态肥与液态肥的理论关系,通过测量肥料溶液的密度和施肥溶液的总量来计算加入水溶液中固体肥料的质量,并在PLC控制器上实现了该算法,在大田马铃薯种植试验中进行了验证。4.在张北马铃薯试验田进行了种植试验。通过一个种植季施肥机采集到的肥液数据,验证了设计的施肥机在施肥速度、均匀性、精准性以及实用性方面满足种植需求。经过实践验证,研发的施肥机系统能定时、定量、调速进行施肥;依据固态肥料与肥液之间的转换关系,实现了通过肥液的统计来换算固体肥料质量的功能,为种植户施肥监控以及后期分析提供了数据支撑。同时,田间管理人员可以通过APP远程了解施肥机的工作动态,监控施肥流量、流速、肥液EC、PH等数据,满足了马铃薯种植户的需求。试验设备运行稳定,人机交互界面简单明了,满足应用要求。