温室大棚中农作物产量的高低以及品质的优劣与作物在生长期间所摄取的水分和养分有直接关系,研究适用于温室大棚的水肥一体化控制系统有利于提高水肥利用率、减少环境污染、降低成本,对实现精准施肥有着重要意义,也为推进设施农业的集约化、规模化、智能化生产奠定基础^[1]。为了改善当前的温室大棚灌溉施肥现状,再经过查阅大量的文献资料和走访大棚种植户、并对新兴的物联网技术研究之后,最终设计了一套以STM32为控制器核心的可联网并远程实时/预约操作的水肥一体化控制系统。系统具有浇水、施肥、清洗等基本功能,并可以通过对温室大棚内的环境数据监测,智能判断作物的需水情况并自动执行滴灌操作,另外系统可根据种植的作物种类分析出作物所需的各类营养总量及作物在各个生长时期所吸收的比例,为温室大棚的科学施肥提供了可行的施肥决策依据,最终为用户提供一套科学有效的施肥方案。本文根据FAO Penman-Monteith方程建立了作物的灌溉模型,通过该模型估算出作物的需水量,最终换算成所需的滴灌时间。另外系统采用了测土配方法中的养分平衡法计算出作物的需肥量,并结合作物的各个生长时期所吸收的肥量比例特征,采用少量多次的施肥方式对作物进行智能施肥。本次设计的水肥一体化控制系统主要由现场控制设备及后台管理系统两部分组成。现场控制设备以轻型工业铝型材搭建框架,设备结构简单、占地体积小。底层硬件系统由STM32F4IGT6主控器、触控屏、继电器、各类传感器组成,可通过触控屏显示设备及大棚的实时信息,并在交互界面进行灌溉、施肥等操作;后台管理系统可收集并记录现场控制设备的所有信息,也可以对其进行远程实时操控或者预约操作。在对水肥一体化控制系统进行了模拟测试后,各项功能均达到预期目标,满足温室大棚的的灌溉施肥要求,最后也对本次设计的适用于温室大棚的水肥一体化控制系统进行了总结,并提出了改进方向与措施。