基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统，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，以使上述各单元根据用户输入的配置信息设置自身的运行参数；接收地缘点监视单元发送的地缘点信息，根据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；根据地块分区对应的预设配置信息调整喷灌机的运行参数，并将地块分区对应的预设配置信息发送到喷头阵列控制单元，以使喷头阵列控制单元根据预设配置信息调整自身的运行参数。本发明专利技术能够自动识别分区，调整喷头工作数量或改变喷水量，进行分区喷灌，实现节水、节能、减少径流和渗漏的变量灌溉。

【技术实现步骤摘要】
基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法、装置及系统
本专利技术涉及精准农业
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术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。根据本专利技术的一个方面，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。根据本专利技术的另一个方面，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：发送模块，用于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配置信息设置自身的运行参数；接收模块，用于接收所述地缘点监视单元发送的地缘点信息；地块分区获取模块，用于根据所述接收模块接收的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；控制模块，用于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；所述发送模块，还用于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，所述地块分区获取模块包括：获取子模块，用于实时获取喷灌机当前的运行参数；第一分区子模块，用于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；第二分区子模块，用于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，所述装置还包括：查找模块，用于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；所述控制模块，还用于当喷灌机在所述地块分区所分布的第一分区内工作时，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；所述发送模块，还用于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。根据本专利技术的再一个方面，提供了一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制系统，该系统包括至少一个操控设备、恒压供水单元、地缘点监视单元、多个地缘点标示单元、电磁阀、泵阀控制单元、喷头阵列控制单元以及如上任一所述的控制装置，所述至少一个操控设备、恒压供水单元、地缘点监视单元、泵阀控制单元以及喷头阵列控制单元与所述控制装置通信连接；所述操控设备，用于接收用户输入的配置参数，并将所述配置参数发送至所述控制装置；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，所述系统还包括监管服务器；所述监管服务器，用于存储用户通过所述至少一个操控设备输入的配置信息，将所述配置信息发送至所述控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法，其特征在于，所述方法包括：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。

【技术特征摘要】
1.一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制方法，其特征在于，所述方法包括：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上，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上，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。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，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。4.一种基于大型喷灌机的变量灌溉控制装置，其特征在于，所述装置包括：发送模块，用于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配置信息设置自身的运行参数；接收模块，用于接收所述地缘点监视单元发送的地缘点信息；地块分区获取模块，用于根据所述接收模块接收的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；控制模块，用于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；所述发送模块，还用于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上，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春晔，严海军，
申请(专利权)人：中农智冠北京科技有限公司，中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11