農(nóng)業(yè)以土而立、以肥而興、以水而旺。水是農(nóng)作物的生命之源，肥料為土壤提供充足的養(yǎng)分，是高產(chǎn)增收的重要保障。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水與肥料利用率都處于較低水平，同時(shí)，肥料的不合理施用造成了土壤肥力破壞、土壤污染、面源污染等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

"最開(kāi)始只是書(shū)本上的理論模型，真到了田間才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題復(fù)雜得多。"回憶起研發(fā)歷程，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曾怡驊感慨萬(wàn)千。2023年暑假，團(tuán)隊(duì)首次赴黑龍江調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)存在三大痛點(diǎn)：水流紊亂導(dǎo)致泥沙淤積、人工施肥誤差率達(dá)40%、水資源浪費(fèi)超50%。為解決這些難題，七名來(lái)自電信工程、農(nóng)業(yè)工程等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)，開(kāi)啟了探索之旅。

在北京郵電大學(xué)信通學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，團(tuán)隊(duì)的同學(xué)們正在緊張地調(diào)試他們研發(fā)的智慧水渠控制系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曾怡驊正在電腦上仔細(xì)分析從模擬渠道采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室里布滿了各種傳感器、電路板和線纜。為了測(cè)試系統(tǒng)在不同環(huán)境下的性能，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室一角搭建了一個(gè)小型水渠模型，模擬真實(shí)的灌溉場(chǎng)景，并通過(guò)無(wú)人機(jī)和傳感器采集不同地塊的濕度、坡度數(shù)據(jù)。

團(tuán)隊(duì)面向智慧農(nóng)業(yè)研發(fā)的新一代協(xié)同控制系統(tǒng)。裝置以嵌入式智能芯片為核心構(gòu)建"水聯(lián)網(wǎng)"，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接收田間墑情數(shù)據(jù)，依托邊緣計(jì)算算法動(dòng)態(tài)解析需水規(guī)律，驅(qū)動(dòng)12臺(tái)閘門(mén)組成分布式協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)干渠水量智能調(diào)配。在北郵工程實(shí)訓(xùn)中心，團(tuán)隊(duì)成員反復(fù)打磨閘門(mén)結(jié)構(gòu)模型。傳統(tǒng)閘門(mén)只能在0-30度間啟閉，我們通過(guò)流體力學(xué)仿真優(yōu)化，首創(chuàng)0-90度無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)閘門(mén)，這個(gè)角度能讓水流沖刷力提升3倍，淤積率降低70%。

團(tuán)隊(duì)研究的配套系統(tǒng)準(zhǔn)備以"高性?xún)r(jià)比+精準(zhǔn)智能"雙輪驅(qū)動(dòng)打開(kāi)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)新賽道，整體產(chǎn)品集自動(dòng)化、智能化、協(xié)同化為一體，無(wú)需人工手動(dòng)去田間開(kāi)啟、關(guān)閉閘門(mén)，且水流量、流速，田間需水量可以根據(jù)設(shè)計(jì)灌水定額，精準(zhǔn)保證農(nóng)作物處于最適水位范圍之間，極大促進(jìn)水稻產(chǎn)量的提升和水稻種植品質(zhì)的提升。

但目前團(tuán)隊(duì)產(chǎn)品尚未進(jìn)入市場(chǎng)，未來(lái)需要進(jìn)一步收集、分析試用的質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)品，評(píng)估其推廣性和對(duì)日常使用適用性。