[发明专利]一种番茄实时重量测量系统及其植株生长模型计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及设施农业种植领域，尤其涉及在日光温室内的一种番茄实时重量测量系统及其植株生长模型计算方法。

背景技术

建立温室作物生长模型，是实现温室环境与作物生长精准化和自动化管理的基础。目前发达国家在大型智能连栋温室条件下建立了温室环境控制模型和许多园艺作物的生长模型。由于智能温室实现了温室的光、温、水、气、肥等环境条件的精准控制，使作物处于最佳或适宜的生长环境条件下，因此，作物的生长模型实际应用效果较好。但我国主要的设施类型是日光温室，由于日光温室结构简陋、配套设备不完善、环境调控能力差，光、温等环境因子变化巨大，导致国外温室作物生长模型模拟结果偏差大，难以应用。为此，发明人研发了基于台秤称量植株实时重量的：一种日光温室基质袋培作物灌水量的模拟计算方法（申请号：201610414523.X），较好的解决了日光温室环境变化剧烈而导致的传统番茄生长模型模拟不准确的问题。但是，该发明采用的是台式电子称，可以将袋培番茄的基质与根系、以及茎、叶、果等全部称量，但只能应用在番茄基质袋培这个栽培方式上，应用范围受到限制，无法应用于大面积日光温室番茄的土壤与槽式基质栽培。

为解决上述问题，通过系统研究，本发明研制基于吊秤测量的一种番茄实时重量测量系统及其植株生长模型计算方法。然后，结合温室环境的实时光照和温度条件，建立温室番茄生长灌水量计算的模拟模型，能够较好的满足日光温室番茄生长的需求，反应了番茄实际的生长需要。将为实现温室番茄灌水和施肥的精准化与自动化管理奠定基础，为日光温室番茄栽培模式的现代化提供技术支撑。

发明内容

发明目的：

本发明涉及一种番茄实时重量测量系统及其植株生长模型计算方法,本发明目的是采取吊秤实时测量番茄植株的茎、叶、果等地上部分的实时重量，然后模拟计算植株每日生长量，最后结合日光温室内环境条件计算每日灌水量。此模型不仅应用效果好，而且应用范围广，适用于土壤栽培与袋式无土栽培，还可供其他日光温室或设施果菜类蔬菜作物生长模型与灌水模型计算。

技术方案：

一种番茄实时重量测量系统，包括电源模块、吊秤、数据采集器、最小系统模块、数据传输模块和上位机，其特征在于：数据采集器与吊秤连接，数据采集器和吊秤皆与电源模块连接，电源模块为吊秤和数据采集器供电，数据采集器还连接有数据传输模块，数据传输模块连接有上位机。

所述数据传输模块包括无线发射器和无线接收器，无线发射器连接在数据采集器上，无线接收器连接在上位机上。

所述电源模块包括太阳能面板、充电控制器和电池，太阳能面板连接充电控制器，电池与充电控制器相连。

所述数据采集器还设有最小系统模块，保障系统正常运行。

一种所述使用番茄实时重量测量系统模拟植株生长模型计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

模拟计算植株每日实时生长量△MTG；

计算日光温室每日的光温耦合量DLT；

计算植株每日的模拟灌溉量MDI；

其特征在于：每日的模拟灌溉量MDI根据植株每日实时生长量△MTG和日光温室每日的光温耦合量DLT计算得到；灌溉量MDI分为以下三种情况：

(1).每日实时生长量△MTG小于等于10 g，且每日的光温耦合量DLT小于等于0.5 MJ·m^-2时，不灌溉；

(2).每日实时生长量△MTG小于等于10 g，且光温耦合量大于0.5 MJ·m^-2时，灌溉200 mL；

(3).其他情况按照番茄灌溉模型，秋冬茬和冬春茬番茄灌溉模型分别为：

①.秋冬茬模型第 i 天灌溉量MDI计算公式如下：

MDI ( i ) = f [ △MTG ( i ), DLT ( i ) ]

=k + m × exp [ n / △MTG ( i ) ] + e × DLT ( i ),

式中：f代表函数，即MDI（i）为f（x）的一个函数；k, m, n, e均为常数，k = 273.0020, m = -0.6970, n = 48.1364, e = 86.7566，是由实测资料分析确定的经验系数，i为从10开始的自然数；

②.冬春茬模型第i天灌溉量计算公式如下：

MDI ( i ) = f [ △MTG ( i ), DLT ( i ) ]