一种集群温室灌溉决策方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种集群温室灌溉决策方法和系统，所述方法包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法和系统可以降低用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。

A method and system for irrigation decision making in clustered greenhouses

The present invention provides a cluster greenhouse irrigation decision method and system, the method includes: acquiring the current water storage of the soil in the cluster greenhouse; judging whether the cluster temperature needs to be opened according to the current water storage of the soil in the cluster greenhouse, the field water storage of the soil in the cluster greenhouse and the preset irrigation decision coefficient. The indoor irrigation system controls the irrigation system to irrigate the actual crops planted in the greenhouse of the cluster if it is judged that it needs to be turned on. This method and system can reduce the input cost and labor intensity for irrigation decision-making, greatly improve labor productivity and irrigation water use efficiency, and then solve the problems of centralized decision-making irrigation, high sensor cost and labor-consuming and inefficient manual participation in irrigation decision-making in cluster greenhouse.

【技术实现步骤摘要】
一种集群温室灌溉决策方法及系统
本专利技术涉及设施农业生产
，具体涉及一种集群温室灌溉决策方法及系统。
技术介绍
随着人们对蔬菜需求日益增多及温室大棚技术的普及，以日光温室为主体的设施农业生产规模越来越大，温室呈集群式分布已逐渐成为现代设施农业发展的主要特征。灌溉水是设施栽培条件下蔬菜对水分需求的主要来源，而集群温室的灌溉及控制在蔬菜优质高效生产等方面显得尤为重要。现有技术中，温室蔬菜的灌溉控制决策方法主要有以下几种：(1)传统经验法，根据农民在生产过程中积累的经验进行灌溉，由于完全凭借个人惯性思维去掌控灌溉的时间与用量，随机性大，标准不统一，且存在灌水量大、灌水时间不适宜等问题。(2)时序控制法，通过设定灌溉时长，从时间尺度上控制灌溉水用量，虽然能够实现灌溉的定时、定量控制，但由于未考虑作物生长状况，不能实现按需灌溉的精量控制。(3)环境参数控制法，基于获取的对作物生长具有重要影响的某一个或多个环境参数对灌溉做出决策判断，但需要在温室内安装用于监测环境参数的传感器(例如，温度、辐射传感器等)或气象站，对于集群温室而言，通过在温室内布置传感器来获取气象环境因子不仅成本高，而且劳动强度大。特别地，水分传感器控制法也在目前研究中应用较多，该方法主要是依据水分传感器反馈的数据而实现对灌溉的控制，可以做到将土壤/基质控制在作物适宜的水分条件。若水分传感器布点太少，代表性差；而布点太多又增加成本；且目前的水分传感器均为有线监测，布线麻烦，影响正常生产。可见，水分传感器也不适用于集群温室的灌溉控制。(4)模型控制法，目前研究有基于修正P-M式估算的参考作物蒸散量(ET0)对温室作物进行灌溉决策，该方法与智能控制装备相结合可以实现对集群温室灌溉的精准控制，但该方法同样需要获取较多的温室内环境参数(温度、湿度、辐射等)。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种集群温室灌溉决策方法及系统。第一方面，本专利技术实施例提供一种集群温室灌溉决策方法，所述方法包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。第二方面，本专利技术实施例提供一种集群温室灌溉决策系统，所述系统包括：获取模块，用于获取集群温室内土壤的当前贮水量；判断模块，用于根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，所述设备包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述集群温室灌溉决策方法。第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述集群温室灌溉决策方法。本专利技术实施例提供的集群温室灌溉决策方法和系统，通过获取集群温室内土壤的当前贮水量，根据集群温室内土壤的当前贮水量、集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法和系统能够实现温室内环境信息的计算以及集群温室内的灌溉决策与精准灌溉，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的集群温室灌溉决策方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的集群温室灌溉决策系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的集群温室灌溉决策方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：步骤10、获取集群温室内土壤的当前贮水量；步骤11、根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。具体地，集群温室内种植的作物可以记为实际作物，灌溉决策系统可以获取集群温室内土壤的当前贮水量，土壤的当前贮水量可以记为W2。灌溉决策系统还可以从数据库中获取集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数。其中，土壤的田间贮水量与集群温室内土壤的类型有关，对于一个特定的集群温室而言，其中的土壤类型是已知的，因此，对应的土壤的田间贮水量也是已知的，土壤的田间贮水量可以记为Wf。灌溉决策系统可以按照如下公式计算得到土壤的田间贮水量Wf：Wf＝θ×ρ×h；其中，Wf为土壤田间贮水量(单位为：mm)，可以为0-20cm的土壤田间贮水量，也可以为0-100cm不同土层累积的土壤田间贮水量。θ为对应土层的田间持水量(单位为：g/g)；ρ为对应土层的土壤容重(单位为：g/cm3)；h为对应的土层深度(cm)。灌溉决定系数α(0<α<1)可以进行具体设定，比如，可以将α的取值范围设定为0.8-0.9。灌溉决策系统可以根据获取到的集群温室内土壤的当前贮水量W2、集群温室内土壤的田间贮水量Wf和预设的灌溉决定系数α的数值，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统。若判断获知需要开启灌溉系统，则灌溉决策系统可以控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。集群温室内的灌溉系统可以包括：水泵、流量监测装置和控制阀门，灌溉决策系统可以通过控制阀门的开启与关闭，控制灌溉系统对实际作物进行灌溉。本专利技术实施例提供的集群温室灌溉决策方法，通过获取集群温室内土壤的当前贮水量，根据集群温室内土壤的当前贮水量、集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法能够实现温室内环境信息的计算以及集群温室内的灌溉决策与精准灌溉，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。可选的，在上述实施例的基础上，所述根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集群温室灌溉决策方法，其特征在于，包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。

【技术特征摘要】
1.一种集群温室灌溉决策方法，其特征在于，包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，包括：若所述土壤的当前贮水量小于或等于所述土壤的田间贮水量与所述灌溉决定系数之积，则判断需要开启所述灌溉系统；否则，则判断不需要开启所述灌溉系统。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉，包括：根据所述实际作物的累积需水量和所述灌溉系统的灌溉水利用系数，得到第二灌溉量；其中，所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；控制所述灌溉系统按照预设的先后顺序和所述第二灌溉量，对所述集群温室内的一个或多个灌溉区域进行分区轮灌；其中，所述一个或多个灌溉区域是根据所述集群温室内的温室数量或所述集群温室内栽培的实际作物的种类进行划分得到的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取集群温室内土壤的当前贮水量，包括：获取所述实际作物的累积需水量；所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；获取所述集群温室内土壤的初始持水量以及所述上一个灌溉日期的第一灌溉量；根据所述累积需水量、所述初始持水量以及所述第一灌溉量，计算所述集群温室内土壤的当前贮水量。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述实际作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银坤，周波，郭文忠，徐凡，赵倩，孙维拓，李思，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11