[发明专利]基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及精准农业技术领域，尤其涉及一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统。

背景技术

变量灌溉是精准农业理论研究和实践的重要内容与核心组成部分,凭借其“高产、优质、高效”的现代化农业生产模式和技术体系，已成为当今农业可持续发展的热门领域。

喷灌是目前应用最广、发展最快的高效节水灌溉技术之一，比大水漫灌方式节水30％至50％。近几年，我国农业规模化集约化生产不断加快，大型喷灌机凭借其适应性强、单机控制范围大、喷洒均匀性高、自动化程度高等诸多优点得到了快速推广和应用。这些大型喷灌机包括圆形喷灌机(又称中心支轴式喷灌机)、平移式喷灌机等，其中以圆形喷灌机推广面积最大。大型喷灌机单机控制面积较大，在喷灌地块内可能会种植两种以上作物，在不同位置土壤结构空间变异导致土壤墒情存在差异，有时在地块内还存在道路、河渠、建筑物等田间障碍非种植区，而且不同的农作物又有不同的灌溉制度，因此大型喷灌机在灌溉过程中，需要针对特定的地理位置、土壤墒情、作物类型以及需水要求等自动识别并划分喷灌区域、调整喷头工作数量或改变喷水量。实现变量灌溉具有节水、节能、增产、避开特定障碍物、减少径流和渗漏、降低施肥或施药成本、降低土壤轮迹维护等显著优点。然而国内对大型喷灌机变量灌溉控制系统的研究处于刚刚起步阶段，缺乏完整的变量灌溉控制软件、硬件产品，也没有喷灌机配备整套的变量灌溉控制装置进行喷灌实际应用。

现有的基于GPS和GIS系统的变量灌溉系统借助高精度的GPS定位，实现了灌溉区域的分区识别。通过电磁阀控制喷头启闭时间实现变量灌溉。但是，现有技术依存于高精度的GNSS/GIS接收系统，系统导入费用高；未考虑大型喷灌机的特殊性，简单地控制喷头启闭时长可能影响喷洒均匀度。

因此，随着水、土资源日趋紧缺、生态环境恶化以及劳动力成本的不断上升，如何提供一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统具有重要意义。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决或者减缓上述问题的基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法，该方法包括：

将用户输入的配置信息发送到恒压供水单元、地缘点监视单元、喷头阵列控制单元和/或泵阀控制单元，以使所述恒压供水单元、地缘点监视单元、喷头阵列控制单元和/或泵阀控制单元根据所述用户输入的配置信息设置自身的运行参数；

接收所述地缘点监视单元发送的地缘点信息，根据所述地缘点信息以及喷灌机当前的运行参数确定当前灌溉区域的地块分区；

根据所述地块分区对应的预设配置信息调整所述喷灌机的运行参数，并将所述地块分区对应的预设配置信息发送到所述喷头阵列控制单元，以使所述喷头阵列控制单元根据所述预设配置信息调整自身的运行参数；

所述恒压供水单元，设置在泵房或喷灌机供水管路，用于调节喷灌机供水压力，以使其恒压供水；所述地缘点监视单元，设置在喷灌机的机组末端，用于定时监视设置在地块边缘位置的地缘点标示单元；泵阀控制单元，设置在喷灌机的水泵和阀门，用于控制喷灌机的供水水泵、阀门和尾枪的启闭；喷头阵列控制单元，用于控制设置在喷灌机主输水管路与喷头之间的电磁阀的启闭。

可选的，所述接收所述地缘点监视单元发送的地缘点信息，根据所述地缘点信息以及喷灌机当前的运行参数确定当前灌溉区域的地块分区，包括：

接收所述地缘点监视单元发送的地缘点信息；

实时获取喷灌机当前的运行参数；

根据所述地缘点信息以及喷灌机当前的运行参数确定当前灌溉区域的第一分区；

根据分布在所述第一分区内的喷头的预设编号确定当前灌溉区域的第二分区，实现地块分区。

可选的，所述方法还包括：

根据所述当前灌溉区域的地块分区的分区编号查找预设关系表，获取与各个分区编号对应的预设配置信息；

所述根据所述地块分区对应的预设配置信息调整所述喷灌机的运行参数，并将所述地块分区对应的预设配置信息发送到所述喷头阵列控制单元，包括：

当喷灌机在所述地块分区所分布的第一分区内运行时，根据所述第一分区的分区编号对应的预设配置信息调整所述喷灌机的运行参数；

将所述第二分区的分区编号对应的预设配置信息发送到所述喷头阵列控制单元。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制装置，该装置包括：