[实用新型]基于机器学习的光智能水肥一体机

说明书

本实用新型涉及基于机器学习的光智能水肥一体机，其包括S1，建立基于光照、时序和土壤水分的灌溉决策；S2，建立基于比例和EC值的施肥决策；在步骤S1中，执行S1.1，建立基于光照的灌溉决策并分为作物参数模型控制和机器学习参数控制模式；首先，建立作物参数模型；然后，确定单次灌溉时长T，单位，min；其次，生产者根据种植情况，将参数输入水肥一体机，参数包括种植作物、茬口、生育时期、定植密度和/或滴头流量；再次，灌溉系数A由在先试验结果根据种植预制，水量倍数J功能，根据经验值调整；本实用新型设计合理、结构紧凑且使用方便。

技术领域

本实用新型涉及基于机器学习的光智能水肥一体机。

背景技术

北京市水资源匮乏，属于严重缺水的特大型城市，人均水资源量不足全国平均水平的10％，2019年北京市市用水总量41.7亿立方米，其中农业用水为3.69亿立方米，占全市用水总量的比例为9％，农业用水中设施农业用水占比31.9％，为种植业中第一用水大户。北京市提出了农业灌溉水利用系数提高到0.75、农田有效灌溉面积达到95％以上、水资源利用率提高15％以上等目标，其中，设施蔬菜年用水量不超过500方/亩，在农业节肥方面提出了农用化肥利用率提高到40％，实现以上目标，灌溉施肥精准调控是必不可少的技术环节。

作物灌溉施肥受到温度、湿度、光照等较多因素影响，其中，光照是影响作物蒸腾蒸发的关键因素之一，实用新型人经过研究发现光照与作物耗水呈线性关系，可以利用光照指导灌溉，实现精准水肥调控。水肥一体机研发硬件设备组装大同小异，但是缺乏精准灌溉施肥主控机决策，不利于精准灌溉施肥技术的推广应用。目前农业从业人员老龄化严重，亟需简单易操作，技术门槛低的农业产品，目前市场上水肥一体机产品操作较为复杂，不能短时间内掌握使用流程，导致设备安装后弃用的现象，造成资源浪费，基于以上的背景条件，本实用新型集成研发了一种基于机器学习的“光智能”水肥一体机，操作简单，容易掌握，预制“光智能”精准灌溉等决策，实现机器学习功能，提高了设备的智能和精准性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种基于机器学习的光智能水肥一体机及工艺。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种水肥一体机施肥工艺，包括以下工艺；

S1，建立基于光照、时序和土壤水分的灌溉决策；

S2，建立基于比例和EC值的施肥决策；

在步骤S1中，执行S1.1，建立基于光照的灌溉决策并分为作物参数模型控制和机器学习参数控制模式；首先，建立作物参数模型，控制依据以下公式，自动计算出单次灌溉时长；

I＝A*Wm*J 公式(1)；

I：单次灌水定额，单位，mL/m²；A：灌溉系数；Wm：光辐射累计值，单位，J/cm²；J：水量倍数；

然后，确定单次灌溉时长T，单位，min；

T＝60*I*10^-3/(De*q) 公式(2)；

I：单次灌水定额，单位，mL/m²；De：定植密度，单位，株/m²；q：滴头流量，单位，L/h；

其次，生产者根据种植情况，将参数输入水肥一体机，参数包括种植作物、茬口、生育时期、定植密度和/或滴头流量；

再次，灌溉系数A由在先试验结果根据种植预制，水量倍数J功能，根据经验值调整；