[发明专利]一种智能滴灌系统及方法

说明书

本发明公开了一种智能滴灌系统，包括用于处理数据并发送控制指令的主控器，用于收集植物生长环境参数的数据采集系统，用于将实时采集的数据信息进行融合反演的腾发量反演模块，用于推算滴灌最优化方案的智能灌溉优化处理模块以及用于执行灌溉指令的灌溉系统；主控制器分别与数据采集系统、腾发量反演模块、智能灌溉优化处理模块和灌溉系统信号连接。本发明还对植物生长需水的影响要素进行分析，设计相应的腾发量反演智能控制策略的滴灌方法，实现依据生长期需求对植物生长进行精准灌溉，达到节水和智能灌溉的目的，具有广泛的应用前景和实用价值。

技术领域

本发明涉及植物灌溉，尤其涉及一种基于物联网的智能滴灌系统及方法。

背景技术

传统意义上的灌溉技术存在对水、肥资源极度浪费的情况，这种粗放式的灌溉不仅仅不能对资源进行有效利用，而且对番茄的生长也是不利的。传统的灌溉技术，无论是沟灌、壶灌、渗灌等技术都是需要有人值守，并不能真正意义上解放劳动力而且不方便大规模的农事活动的管理。

智能滴灌系统是根据传感器采集各种现场数据，将采集回来的数据进行打包处理通过物联网总线设备发送到远程监控终端。用户在远程监控终端既能看到所有的传感器的各项数据，也能通过观测数据采用智能算法反演番茄生长所需要腾发量，从而作为远程开启或关闭自动滴灌系统的决策依据。

对于设施番茄的生长方面，传统的灌溉技术只能实现对设施番茄的定时定量的灌溉，这样有可能会导致番茄错过最好的生长时期或者作物生长过快，或者会导致农作的病虫灾害的发生等，同时也不利于节水。

在节能降耗这个大的背景下，智能滴灌技术的研究显得尤为重要，使用电子信息技术，自动化控制技术和农业相结合，一方面使用智能滴灌技术和多传感器参数融和的方法避免了水资源的浪费，另一方面智能滴灌技术可以实现完全无人值守也将节省人力投入。

伴随着物联网时代的发展，越来越多物联网方面的技术被运用到现代农业方面，对于滴灌来说已经不简简单单的是一种滴灌方法，将物联网与传统农业结合必将是未来农业增加产值的突破口。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种智能滴灌系统，为植物生长基本需求提出最优的智能灌溉装置，本发明的另外一个目的是提供一种智能滴灌方法，根据植物生长提出智能灌溉策略，在植株最需要灌溉的时机施加最合适的灌溉量，实现智能节水灌溉。

技术方案：一种智能滴灌系统，包括用于处理数据并发送控制指令的主控器，用于收集植物生长环境参数的数据采集系统，用于将实时采集的数据信息进行融合反演的腾发量反演模块，用于推算滴灌最优化方案的智能灌溉优化处理模块以及用于执行灌溉指令的灌溉系统；主控制器分别与数据采集系统、腾发量反演模块、智能灌溉优化处理模块和灌溉系统信号连接。

进一步地，数据采集系统包括温度采集装置、湿度采集装置以及光照强度采集装置。

一种用于上述的智能滴灌系统的方法，包括如下步骤：

步骤1：将温度采集装置、湿度采集装置以及光照强度采集装置采集到的数据信息作为输入因子传输至反演模型进行数据的融合反演；

步骤2：作物的蒸发蒸腾量受温室内的环境条件和土壤水份的影响，确定土壤水份修正系数K_β，得出作物的蒸发蒸腾量；

步骤3：通过监测温室的温度和湿度的环境参数，确定单次灌溉的时间模型；

步骤4：主控制器根据智能灌溉策略控制灌溉系统的电磁阀开关，控制灌溉时间和灌溉量。

进一步地，反演模型表达式为：

其中：

ET₀表示参考作物蒸发蒸腾量，单位：mm/d；