一、项目背景
智慧农田是应对传统农业资源利用率低、劳动力成本高、环境压力大等问题的现代化解决方案。我国农业面临灌溉水利用率不足45%、化肥农药利用率仅30%-35%等挑战，亟需转型升级。国家《“十四五”农业农村现代化规划》等政策明确支持发展智慧农业。项目融合物联网、大数据、人工智能及智能农机，构建“感知-分析-决策-执行”闭环，实现精准灌溉、水肥一体化、病虫害智能防治等功能，旨在提升生产效率30%以上、降低资源浪费20%-30%、增加农民收入，推动农业向精准化、智能化、绿色化转型。
二、泵阀远程联动控制系统架构介绍
1、系统逻辑框图
该系统由泵站控制箱及若干LORA阀门控制盒组成，泵站系统控制箱同时支持4G及LORA通讯，与云平台对接，接受平台的开启及关断指令。 泵站控制箱接受平台指令后，通过LORA对泵房下属关联阀门执行开启及关闭指令。由泵站控制箱内置管控指令，实现本地化控制决策。可实时接收阀门执行动作反馈等实现系统的联动保护。
该系统由泵站控制箱及若干LORA阀门控制盒组成，泵站系统控制箱同时支持4G及LORA通讯，与云平台对接，接受平台的开启及关断指令。 泵站控制箱接受平台指令后，通过LORA对泵房下属关联阀门执行开启及关闭指令。由泵站控制箱内置管控指令，实现本地化控制决策。可实时接收阀门执行动作反馈等实现系统的联动保护。
2、硬件参数介绍
产品名称 | 技术参数 | |
泵阀系统主控箱 | 远程采集终端MTD46-1-0A | 4G 全网通版 发射功率：23dBm±2dB 接收灵敏度：>-94dbm LAN ：1 个 10/100M 以太网口（RJ45 插座），内置 1.5KV 电磁隔离保护 传输协议 ：TCP、MQTT、Modbus TCP 标准电源：DC 12V/2A 供电范围：DC 9~24V 功耗：＜2W 采集接口：1*RS485 接口，内置 15KV ESD 保护 波特率：1200-115200bps，默认 9600bps 控制接口：1 路继电器 工作温度:-35～80℃ 储存湿度:5%～95% RH(无凝露) |
LoRa 无线基站 MTDN11B-L4 | 标准： LoRa 频率范围： L4：410-490MH，默认空速 2.4kbps 通信距离：空旷无遮挡干扰环境下，空速 2.4kbps， 发射功率： 22dBm 接收灵敏度： -147dBm 软件配置方式：上位机设置软件 联网方式 LAN 接口: 1 个 10/100M 以太网口（RJ45 插座） 接口类型 RS485：RS485-2 线（A、B）， 波特率：1200~115200bps，默认 9600bps TTL UART：进行参数配置 天线接口：标准 SMA 阴头 工作温度：-35～75℃ 储存湿度：5%～95% RH(无凝露) | |
防水外箱 | 标准配置：空开，防雷，开关电源，端子，线缆及组装调试 | |
阀门控制盒 | LoRa 控制终端 MTB9-1-0C | 标准： LoRa 频率范围： L4：410-490MH，默认空速 2.4kbps 通信距离：空旷无遮挡干扰环境下，空速 2.4kbps， 发射功率： 22dBm 接收灵敏度： -147dBm 软件配置方式：上位机设置软件 联网方式 LAN 接口: 1 个 10/100M 以太网口（RJ45 插座） 控制接口：1 路继电器 接口类型 RS485：RS485-2 线（A、B）， 波特率：1200~115200bps，默认 9600bps TTL UART：进行参数配置 天线接口：标准 SMA 阴头 工作温度：-35～75℃ 储存湿度：5%～95% RH(无凝露) |
壁挂防水盒 | 标准配置：端子，防水接头 | |
三、方案设计优点
1、通讯路径:
① 阀门 ↔ 泵站(直接LORA通讯)，泵站↔ 云平台(4G用于监控，但联动逻辑本地处理)。
② 泵站作为本地控制器:预定义阀门关系，实时执行开关顺序。无需依赖网络执行。
2、延迟优势:
① LORA点对点延迟极低(<100ms)，因无复杂协议，距离短(200亩区域半径约365米，LORA轻松覆盖)。
② 联动控制本地化:泵站直接响应阀门状态，无需云端往返，延迟可控在200ms内。
③ 风险规避:能快速处理紧急开关(如检测阀门异常立即关泵)，减少爆裂风险。
3、丢包和稳定性:
① LORA在短距离(<1km)可靠性高(丢包率<1%)，抗干扰强(扩频技术)。
② 分布式架构:每个泵站独立控制下属20个阀门，故障隔离好(一个泵站问题不影响其他)。
③ ·4G仅用于上报数据，不影响核心联动，网络中断时本地控制仍工作。
