一种自动灌溉方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供的自动灌溉方法及系统，包括：利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜所在位置处土壤湿度状况数据；若土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，根据土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；以蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对目标蔬菜进行自动灌溉。本发明专利技术实施例提供的自动灌溉方法及系统，通过对不同土层的土壤湿度状况进行动态监测，以土壤湿度状况数据为基础计算出蔬菜根系实际生长深度，从而实现对蔬菜的进行精确灌溉，避免了取样观测对蔬菜根系造成的损伤，充分考虑了根系生长变化对施灌量的影响，有效的提高了灌溉水利用效率和灌溉精度，大大降低了人工成本，提高了灌溉智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种自动灌溉方法及系统
本专利技术实施例涉及林业种植
，尤其涉及一种自动灌溉方法及系统。
技术介绍
蔬菜是我国人均消费量最大的食品之一，同时也是我国种植业中仅次于粮食的第二大作物。据统计，目前我国蔬菜面积为3.35亿亩左右，产量约为7.69亿吨。蔬菜生长与水分密切相关，在生育期中需水、耗水量也相对偏大。然而，我国水资源严重短缺，农业用水比重较大，实现蔬菜种植中的水分精准供给、有效提高蔬菜水分利用效率具有重要意义。传统的果园灌溉管理方法，一般是以人工经验判断为主，但人工灌溉不但成本高、模式粗放，而且农户一味追求高产，随意灌水与过量施肥，造成水肥利用效率低下，不仅造成了水资源的浪费，也影响了蔬菜的提质增效。现有的蔬菜灌溉方法，主要包括推荐灌溉制度法、实时监测土壤墒情灌溉法等。其中，监测土壤墒情灌溉法是通过针对不同作物，埋设不同深度的土壤墒情传感器，通过设定灌溉周期和调控土壤灌溉上限进行灌溉。综合分析可知，现有技术在蔬菜灌溉中普遍存在以下缺陷：1)推荐灌溉制度法是通过多年种植经验推荐得到的适宜灌溉方法，但该方法可迁移不强，遇到不同的气候、土壤、作物类型的改变，其适用性和灵活性差。2)常规的实时数据决策方法，通过预设灌溉周期确定灌溉时机，本质上仍然为经验指导，精确性差。3)基于土壤含水量的灌溉方法中，计划湿润层土体(即根系区域)是决定灌溉水量的重要指标，蔬菜生育期内的根系生长变化显著。现有的方法通常不考虑根系的变化，在全生育期选定某个恒定参数或根据生育期选用不同的经验参考值，当参考值较真实根系深度偏低时，就会造成灌溉不足，反之当参考值低于实际根系深度时，则会造成灌溉过量，未实现随着根系生长变化范围实时调整灌溉土体范围。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种自动灌溉方法及系统，用于克服或部分解决现有技术在蔬菜的自动灌溉中存在的施灌精度差、自动化程度低等缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供一种自动灌溉方法，主要包括：利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据；若土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，根据土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；以蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对目标蔬菜进行自动灌溉。作为可选地，上述利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据，可以包括：将土壤剖面传感器竖直固设于目标蔬菜根区处的土壤中，土壤剖面传感器的深度大于目标蔬菜的根系深度；将目标蔬菜根区处的土壤按照预设步长，沿土壤剖面划分为多个土壤层；利用土壤剖面传感器在预设时间间隔分别获取各土壤层的土壤含水率，构建土壤剖面水分含量分布数据；其中，土壤湿度状况数据包含土壤剖面水分含量分布数据。作为可选地，上述根据土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度，一般包括：分别获取各土壤层在预设时间间隔前后的水分含量差；分别将各土壤层的水分含量差与预设阈值进行比较判断；将水分含量差大于预设阈值，且深度最大的土壤层所对应的深度，作为蔬菜根系实际生长深度。作为可选地，上述若土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，主要包括：根据土壤湿度状况数据获取土壤平均湿度；若土壤平均湿度小于灌溉控制下限值，则确定土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件。作为可选地，上述以蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对目标蔬菜进行自动灌溉，主要包括：基于灌水量公式，根据蔬菜根系实际生长深度设计施灌量；利用智能灌溉系统，按照施灌量对目标蔬菜进行自动灌溉。作为可选地，在按照施灌量对所述目标蔬菜进行自动灌溉之前，还包括：通过云服务器将施灌量和灌水预警信息作为灌溉提醒信息，发送至用户手机APP；在接收到用户的灌溉指令后，对目标蔬菜进行自动灌溉。作为可选地，上述灌水量公式具体为：I＝0.1γzp(θmax–θmin)/η；其中，I为施灌量，γ为土壤干容重，z为灌溉的设计湿润深度，p为湿润区面积占比，θmax和θmin分别为土壤根区含水率控制的上线和下限，η为滴灌灌溉水利用效率。第二方面，本专利技术实施例提供一种自动灌溉系统，主要包括土壤湿度状况数据获取模块、根系深度获取模块和自动灌溉控制模块，其中：土壤湿度状况数据获取模块，用于利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根系处土壤湿度状况数据；吸水深度获取模块，用于在土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件时，根据土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；自动灌溉控制模块，用于以蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，控制灌溉装置对目标蔬菜进行自动灌溉。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现如第一方面任一所述的自动灌溉方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态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如第一方面任一所述的自动灌溉方法的步骤。本专利技术实施例提供的自动灌溉方法及系统，通过对不同土层的土壤湿度状况进行动态监测，，以土壤湿度状况数据为基础计算出蔬菜根系实际生长深度，从而实现对蔬菜的进行精确灌溉，避免了取样观测对蔬菜根系造成的损伤，充分考虑了根系生长变化对施灌量的影响，有效的提高了灌溉水利用效率和灌溉精度，大大降低了人工成本，提高了灌溉智能化水平。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一简单地介绍，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为本专利技术实施例提供的一种自动灌溉方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种自动灌溉方法流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种自动灌溉方法流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种自动灌溉系统结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种电子设备的实体结构图。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、完整地描述，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作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。本专利技术实施例提供一种自动灌溉方法，如图1所示，包括但不限于以下步骤：步骤S1，利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据；步骤S2，若土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，根据土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；步骤S3，以蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对目标蔬菜进行自动灌溉。具体地，可以在利用本专利技术实施例所提供的自动灌溉方法进行灌溉之前，根据蔬菜的品种预估该类型蔬菜的在全生育期内的根系最大深度，以选择合适的土壤剖面传感器。并在蔬菜移栽时，将土壤剖面传感器一起预设至每棵蔬菜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动灌溉方法，其特征在于，包括：/n利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据；/n若所述土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，根据所述土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；/n以所述蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对所述目标蔬菜进行自动灌溉。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动灌溉方法，其特征在于，包括：
利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据；
若所述土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，根据所述土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度；
以所述蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计湿润深度，对所述目标蔬菜进行自动灌溉。


2.根据权利要求1所述的自动灌溉方法，其特征在于，所述利用土壤剖面传感器获取目标蔬菜根区处土壤湿度状况数据，包括：
将所述土壤剖面传感器竖直固设于所述目标蔬菜根区处的土壤中，所述土壤剖面传感器的深度大于所述目标蔬菜的根系深度；
将所述目标蔬菜根区处的土壤按照预设步长，沿土壤剖面划分为多个土壤层；
利用所述土壤剖面传感器在预设时间间隔分别获取各土壤层的土壤含水率，构建土壤剖面水分含量分布数据；
所述土壤湿度状况数据包含所述土壤剖面水分含量分布数据。


3.根据权利要求2所述的自动灌溉方法，其特征在于，所述根据所述土壤湿度状况数据获取蔬菜根系实际生长深度，包括：
分别获取各土壤层在所述预设时间间隔前后的水分含量差；
分别将所述各土壤层的水分含量差与预设阈值进行比较判断；
将水分含量差大于所述预设阈值，且深度最大的土壤层所对应的深度，作为所述蔬菜根系实际生长深度。


4.根据权利要求3所述的自动灌溉方法，其特征在于，所述若所述土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件，包括：
根据所述土壤湿度状况数据获取土壤平均湿度；
若所述土壤平均湿度小于灌溉控制下限值，则确定所述土壤湿度状况数据满足灌溉触发条件。


5.根据权利要求1所述的自动灌溉方法，其特征在于，所述以所述蔬菜根系实际生长深度作为灌溉的设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钟莉莉，廖人宽，郑文刚，张石锐，董静，付成高，薛秀清，
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