🌱 Smart Irrigation

150 亩袋装苗木 · 智能灌溉试点

浙江绍兴 150 亩袋装苗木基地,Thread Mesh 组网 + 哨兵苗策略 + 气象联动,实现大面积无人化精准灌溉

150 亩
袋装苗木基地
2 年+
传感器免维护续航
Mesh
自愈组网·逐跳覆盖
无人化
远程自动运行
项目定位

实地验证 · 自有基地先行

首套系统部署于浙江绍兴 150 亩袋装苗木基地,为云东科技关联产业。 不同于外包项目的"交付即结束",我们自己在用、自己维护、自己迭代。 每一个功能都经过真实生产环境检验,而非实验室模拟。

从产业中来,到产业中去

袋装容器蒸发不均、河水杂质堵塞管路、江南雨季频繁—— 这些不是臆想的需求,是基地日常运营中的实际问题。 解决好了自家的问题,形成可复制的产品方案,再向行业推广。

技术储备 · 面向苗木行业

苗木种植行业智能化程度低,袋装苗灌溉更是空白领域。 本项目作为云东科技智慧农业方向的技术验证与产品孵化, 跑通一个完整生长季后,具备向同类基地规模化复制的能力。

场景分析 · 袋装苗木灌溉
🪴

非标容器种植

袋装苗木直径 50cm~1.5m,统一喷淋但每袋蒸发量不同。大田方案每个传感器代表一片地,袋装苗一棵无法代表整区——需要全新的监测策略,不能简单复用农田方案。

🎯

哨兵苗监测策略

不测每棵树,只测"最先干"和"最湿"的两棵——最小袋暴晒位 + 最大袋背阴位。干阈值触发灌溉,湿阈值强制停浇。两支传感器覆盖一个灌溉区。

🔍

喷淋均匀度测试

袋装苗灌溉的核心瓶颈不是传感器数量,而是喷头覆盖均匀性。网格化水杯采集法评估喷淋分布,优化喷头布局后再部署传感器,从根本上解决浇灌盲区。

双阈值决策引擎
🔴
哨兵苗 A1 · 干边界
最小容器
正南暴晒 · 风口位
含水率 < 30%
→ 触发灌溉请求
🔵
哨兵苗 A2 · 湿边界
最大容器
背阴 · 低洼位
含水率 > 85%
→ 强制停浇
▼ 两根传感器数据汇集 ▼
Home Assistant 决策引擎
干边界 <30% 且 湿边界 <85%
→ 开阀 → 开泵 → 执行灌溉
湿边界 >85%(无论干边界状态)
→ 立即停浇,防止烂根
灌溉后湿度无变化
→ 判定管路堵塞,触发告警
核心原则:湿边界优先级高于干边界 — 防烂根比浇水更紧急
系统架构
📱 远程管控层
企微机器人 · HA 仪表盘
远程查看湿度 / 手动操控灌溉

WiFi
🏠 边缘计算层
Home Assistant
Thread 边界路由器 · 和风天气 API 降水预报
│ Thread │ Thread │ Thread │
传感器节点 #1
ESP32-C6
内置 802.15.4
电容式土壤传感器
HT7833 超低功耗
18650 串联供电
IP65 户外防水
传感器节点 #2
ESP32-C6
内置 802.15.4
电容式土壤传感器
HT7833 超低功耗
18650 串联供电
IP65 户外防水
水泵控制器
ESP32-C6
大功率继电器
并联手动阀门
断电自动关阀
每灌溉区 2 支传感器 × 30 区 = 60 支终端节点覆盖 150 亩
首批测试节点已到货,桌面验证阶段
用到的技术
📡

ESP-NOW / Thread 无线

ESP32-C6 内置 802.15.4 射频,支持 ESP-NOW 低延迟点对点直连和 Thread Mesh 自组网两种模式。传感器到网关无需路由器,节点间自动中继,覆盖全基地。

🔋

超低功耗节点

ESP32 deep sleep + HT7833 超低静态电流 LDO。每 10 分钟唤醒 → 采集 → 发送 → 休眠,占空比低于 0.1%。高能量密度锂电池,免维护续航 2 年以上。

🌧️

气象联动

接入和风天气降水预报 API,24 小时内有雨自动跳过灌溉。可扩展本地翻斗式雨量计,预报 + 实测双重校验。江南雨季频繁,预报与实测双重保障。

🧠

边界采样决策

颠覆均匀布点思路。每区仅 2 支传感器,双阈值互锁。算法简洁可靠,不追求复杂模型,聚焦核心灌溉判断。

安全冗余

电磁阀常闭型 — 断电自动关阀。超时强制关泵。手动阀门与自控系统并联,故障时无需停机。灌溉后湿度未变化自动判定管路堵塞,无需额外流量计。

🏗️

不动现有管道

电磁阀并联在手动阀门旁,传感器插入袋装土。不挖地、不换喷头、不改造水利系统。部署即插即用,移除即可恢复原状。

和传统做法有什么不同
维度🌱 本方案常见做法
通信方式Thread Mesh 802.15.4,自愈组网,免额外网关芯片WiFi — 大面积没信号
供电高能量密度锂电池 + 超低功耗设计,两年不换电池拉电线或太阳能板,维护麻烦
传感器电容式镀晶防腐蚀,埋地长期稳定电阻式探头 — 几个月就锈了
布点思路哨兵苗边界采样 — 每区 2 支,测最干和最湿均匀密布十几二十个,大多冗余
浇水判断双阈值互锁 + 天气预报联动定时器 — 不管土干不干都浇
告警通知企微推送 — 管堵、过湿、低电量、设备离线基本没有
部署不破坏管道,并联安装,一天搞定一个区通常要改造水路
后期维护标准零件,淘宝都能买,坏了随时换专有设备,必须找原厂
当前进度
01

方案设计

✅ 150 亩灌溉改造方案
✅ 袋装苗木场景分析
✅ 哨兵苗策略确定
✅ 核心器件选型
✅ 首批测试节点采购到货

02

单节点原型验证

🔄 配件物流运输中
⬜ ESP32-C6 OpenThread 桌面搭通
⬜ 土壤传感器 ADC 数据采集
⬜ ESPHome 固件烧录与调试
⬜ Thread Mesh 拉距测试
⬜ 18650 串联 + HT7833 低功耗续航实测
⬜ IP65 防水盒装配验证

03

网关与平台联调

⬜ 边界路由器搭建
⬜ Thread → MQTT 数据桥接
⬜ HA 接入 & 传感器实体注册
⬜ 企微告警通道打通
⬜ 灌溉仪表盘 & 历史曲线
⬜ 双阈值决策自动化脚本测试

04

基地安装

⬜ 喷头均匀度测试
⬜ 哨兵苗位置标定
⬜ 传感器现场安装
⬜ 跑满一个生长季验证

05

可见性升级

⬜ ESP32-CAM ×4 关键位置定时拍照
⬜ DS18B20 土壤温度探头集成
⬜ AI 图像对比(叶子发黄/水管爆裂)
⬜ 地温 + 湿度联合决策

06

长期优化

⬜ 5W 太阳能板(免换电池)
⬜ 文丘里施肥器 + 水肥一体
⬜ 黄色粘虫板 + AI 虫情监测
⬜ 企微 !浇地 远程手动控制

扩展规划
📷

ESP32-CAM 远程巡检

水泵房、地势最低处、最远端布设 3-4 个摄像头节点,每天早中晚各拍摄一张照片。通过 AI 图像对比自动识别异常:叶片发黄、水管爆裂、设备移位。150 亩地不必每天人工走一圈。

🌡️

土壤温度联合监测

苗木根系对地温高度敏感。湿度传感器旁加装 DS18B20 温度探头,同一节点同时上报湿度和地温。同样的 30% 含水率,地温 35°C 与 20°C 对苗木的影响完全不同——高温时需提前补水降温。

☀️

太阳能自主供电

每个传感器节点加装 5W 太阳能板 + 充电管理模块,18650 电池由太阳能持续补电。从"两年换一次电池"升级为永久免维护,尤其适合苗木基地户外长期无人值守场景。

🌿

水肥一体 · 虫情监测

电磁阀前端加装文丘里施肥器 + 肥液桶,灌溉同时完成施肥。黄色粘虫板配合 ESP32-CAM 定时拍照,AI 自动计数害虫种类和密度。从"浇水"升级为水肥虫一体化管理

📂 技术文档

方案设计 · 硬件规格 · 装配图纸 · 固件配置

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