[发明专利]一种基于二维运动控制的自动喷灌方法及一种自动喷灌装置

说明书

技术领域

本发明涉及农业自动化控制领域，具体涉及一种基于二维运动控制的自动喷灌方法及一种自动喷灌装置。

背景技术

喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法。喷灌具有省水、省工、提高土地利用率、增产和适应性强的特点。

喷灌包括固定式喷灌系统和移动式喷灌系统。

固定式喷灌系统的特征是除喷头外，各组成部分在长年或灌溉季节均固定不动。干管和支管多埋设在地下，喷头装在由支管接出的竖管上。固定式喷灌系统的优点是操作方便，效率高，占地少，也便于综合利用（如结合施肥、喷农药等）和实现灌溉的自动控制。其缺点是：

1.铺设喷头及相关设备工程量巨大；

2.喷头成本高，使用率低；

3.可实现的喷灌动作局限性大，无法做到精细化喷灌；

4.针对某一种特定作物可用，一旦出现灌溉区域内作物变换或者多重作物共存的情况，无法满足作物的喷灌需求。

5.由于各个喷头都可能出现堵塞、破损等情况，因此，喷头维护工作量大。

移动式喷灌系统是将多个喷头固定在移动式横梁上，通过控制移动式横梁的往复移动及各个喷头的开关以实现喷灌。移动式喷灌系统能够减少喷头及相关设备的数量。但移动式喷灌系统可实现的喷灌动作仍然有很大的局限性：

1.在喷灌机的横梁上，各个喷头之间的间距无法根据温室内的作物布局/物种需求等情况进行自动调整，如果作物布局变换，只能人工根据实际情况进行喷灌机的工程调整以满足实际需要；

2.多重作物共存时，也需要人工进行调整，无法实现自动化精细化喷灌；

3.各个喷头开关状态无法独立控制，只能全部打开或全部关闭，无法满足不同作物的喷灌需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于二维运动控制的自动喷灌方法及一种自动喷灌装置，能够根据具体情况，实现对作物的自动化、程序化、精细化喷灌。

本发明的一个实施例提供了一种基于二维运动控制的自动喷灌方法，包括以下步骤：

S1.获取灌溉区域的长度和宽度信息以及单个喷头固定喷灌时所覆盖的灌溉面积信息；

S2.计算喷头喷灌完灌溉区域需要移动的长度步数和宽度步数；

S3.通过自动控制装置移动喷头自动移动宽度步数，然后，通过自动控制装置移动喷头沿灌溉区域的长度方向移动一步；

S4.重复步骤S3，直到喷头走完长度步数。

本发明的另一个实施例提供了一种自动喷灌装置，包括可自动横向移动的横截面为“П”字形的机架，机架连接机架运动自动控制装置，机架运动自动控制装置控制所述机架沿机架横截面方向运动；机架顶部横梁上设有可在横梁上自动往复移动的长杆，长杆连接长杆运动自动控制装置，长杆运动自动控制装置控制长杆沿横梁轴向往复运动；机架运动自动控制装置和长杆运动自动控制装置均通过设置在计算机上的控制软件进行自动控制，控制软件界面区域绘制灌溉区域内作物的区域布局，控制软件可以设有参数设置界面，可以设置不同作物相应的喷灌参数，包括喷灌量、喷头的运行速度和喷灌水压指标；当灌溉区域内作物变换时，通过软件界面将相应参数进行设置，实现新喷灌流程的自动化运行。当一个喷灌区域内有多重作物时，通过控制软件界面实现对单独区域的喷灌控制，根据每个单独区域内作物实际喷灌需求进行喷灌参数设置及自动喷灌控制。长杆上设有多个喷头，多个喷头连接输水分支管道和喷头开关，输水分支管道连接输水主管道。

本发明提供的基于二维运动控制的自动喷灌方法及自动喷灌装置，具有如下优点：

1.提高喷头使用效率，以最少的喷头数量实现全覆盖喷灌。

2.降低系统维护成本和工程施工成本。

3.实现了自动化、程序化和精细化喷灌，能够根据温室内各种作物布局、作物需求实时确定各个喷头的开、关动作及喷灌路径，做到真正的按需喷灌。

4.当灌溉区域内作物变换时，只需要将相应参数进行设置，即可实现新喷灌流程的自动化运行。

附图说明

图1所示为本发明的基于二维运动控制的自动喷灌方法的一个实施例的流程图；

图2所示为本发明的一个实施例中灌溉区域通过软件设置显示在一个X/Y坐标系内的示意图；

图3所示为本发明的通过控制软件自动规划喷灌路径的一个实施例的示意图；

图4所示为本发明的自动喷灌装置的一个实施例的主视图；

图5所示为本发明的自动喷灌装置的一个实施例的俯视图。