水肥一体化技术是发展现代农业的一项重要技术,它本身具有省水减肥、低耗省工、高效环保等特点。目前我国生产的水肥一体化设备普遍存在系统性差、施肥灌溉浓度控制精度低等问题,而引进的国外水肥灌溉产品价格昂贵,其作物灌溉管理策略不能适应我国作物的种类、品种、区域、季节多样性等复杂生长特点。为提高水肥利用效率,实现作物水肥系统的自动化控制和智能化管理,本文以水肥一体化技术、传感器技术、物联网技术为切入点,开发了一套智能型水肥一体化控制装置。主要研究内容及结论如下:（1）进行了水肥一体化装置系统总体设计及软硬件开发。基于水肥一体化控制的需求分析,结合水肥一体化系统的工作流程,明确系统的体系架构,分别设计了本地端和远程端的总体控制方案,明确本地端与远程端之间的连接方式;对系统中涉及到的关键技术进行对比分析,部分硬件进行选型,分块设计控制系统程序。（2）设计了水肥一体化装置系统的肥液浓度控制策略,并进行模拟仿真验证。首先针对水肥一体化装置的水肥混合过程建立了肥液电导率（Electrical conductance,EC）值的控制模型并进行分析;然后根据肥液EC值控制过程的原有特点设计了基于模糊PID的控制策略,并将其与传统PID控制策略在Matlab仿真软件中分别进行模拟仿真。分别设置目标EC值为1.5 m S/cm、1.8 m S/cm、2.0 m S/cm、2.5 m S/cm进行模拟仿真。结果表明,采用远程模糊PID控制时,EC值波动幅度小、超调量小、稳态时间小。（3）开发了水肥一体化系统可视化界面。分别对本地端和远程端人机可视化界面进行开发设计,介绍人机界面的设计步骤及具体功能使用。本地端以触摸屏作为人机交互界面,根据功能需求,对组态界面进行设计;远程端以4G物联网云盒自带的组态软件进行界面进行二次开发,并详细介绍管理平台的工程配置和组态界面设计。（4）对水肥一体化装置控制系统进行测试与分析。针对前文开发的水肥一体化控制系统,分别对本地端水肥一体装置控制功能、远程管理平台、肥液浓度的精量控制进行试验测试和分析。结果表明,采用本地端PID控制和远程端模糊PID控制时,目标EC值越大,滞后性增大,稳定性增强;当目标EC值为2.5 m S/cm,采用远程模糊PID控制时,EC值波动幅度最小为0.05 m S/cm,稳态时间、超调量达到最大,分别为120 s,20.8%;远程模糊PID控制的控制精度高,响应速度快,调控水肥所需时间为100～120 s,所设计开发的系统能够满足实际施肥灌溉需求。