一种基于数据采集的节水管控系统技术方案

本发明专利技术涉及节水管控系统，具体涉及一种基于数据采集的节水管控系统，包括控制器、土壤湿度检测模块、土壤含水量检测模块、气象数据采集模块，以及根据种植作物的种类划分为各子区域的农田，控制器与用于采集作物生长情况的生长情况采集模块相连，控制器与用于建立作物生长情况分别与所需土壤湿度、所需土壤含水量对照表的模糊变量对照表建立模块；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的无法根据各种类作物的生长情况对土壤是否缺水，以及实际需水量进行有效分析的缺陷。以及实际需水量进行有效分析的缺陷。以及实际需水量进行有效分析的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据采集的节水管控系统


[0001]本专利技术涉及节水管控系统，具体涉及一种基于数据采集的节水管控系统。

技术介绍

[0002]我国水资源存在空间分布不合理以及水、土资源组合不平衡的特点，从而导致我国在农业灌溉方面的用水短缺问题十分突出，西北地区最为明显。因此，我国农业生产发展受到极大制约，国内粮食及各种作物的均衡生产面临严重威胁，开发和推广节水灌溉具有重要的现实意义。节水灌溉技术在提高农业用水效率、解决农业用水紧张、增产增收及生态环境建设等方面发挥着重要作用，对于缓解水资源短缺矛盾、保证国家粮食安全、推动农村经济可持续发展具有重要的战略意义。
[0003]充足的水分是作物生长的重要条件，水分是植物细胞扩张的动力。植物细胞在扩张生长的过程中，需要充足的水分使细胞产生膨胀压力，如果水分不足，扩张生长受阻，植株生长矮小，甚至枯萎，导致作物减产，造成较大经济损失。因此，在种植作物的过程中，需要谨防出现水分不足的情况。
[0004]现有用于农业种植的节水管控系统中，无法根据各种类作物的生长情况对土壤是否缺水，以及实际需水量进行有效分析，容易导致作物因水分不足而出现减产的情况。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种基于数据采集的节水管控系统，能够有效克服现有技术所存在的无法根据各种类作物的生长情况对土壤是否缺水，以及实际需水量进行有效分析的缺陷。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]一种基于数据采集的节水管控系统，包括控制器、土壤湿度检测模块、土壤含水量检测模块、气象数据采集模块，以及根据种植作物的种类划分为各子区域的农田，所述控制器与用于采集作物生长情况的生长情况采集模块相连，所述控制器与用于建立作物生长情况分别与所需土壤湿度、所需土壤含水量对照表的模糊变量对照表建立模块；
[0010]所述控制器与用于对土壤湿度检测模块采集到的实际土壤湿度进行数据处理的数据处理模块相连，所述控制器与用于设置各子区域中实际土壤湿度对应权重参数的权重参数设置模块相连，所述控制器与用于将数据处理结果结合对应权重参数进行数据计算的子区域数据计算模块相连，所述控制器与用于根据数据计算结果对子区域土壤是否缺水进行分析的子区域数据分析模块相连；
[0011]所述控制器与用于根据气象数据计算子区域中作物蒸腾量的作物蒸腾量计算模块相连，所述控制器与用于计算农田土壤蒸发量的土壤蒸发量计算模块相连，所述作物蒸腾量计算模块、土壤蒸发量计算模块与用于计算子区域实际需水量的实际需水量计算模块
相连；
[0012]所述控制器与用于存储子区域土壤缺水情况、子区域实际需水量的数据存储模块相连，所述数据存储模块与综合分析模块相连，所述控制器与用于设置喷淋策略的喷淋策略设置模块相连，所述控制器结合综合分析结果、喷淋策略驱动喷淋控制模块对各子区域进行喷淋工作。
[0013]优选地，所述生长情况采集模块为分布设置于各子区域的图像采集装置和图像识别模块，所述图像识别模块中包含有用于根据作物图像识别作物所属生长阶段的神经网络模型。
[0014]优选地，所述神经网络模型采集各种类作物处于不同生长阶段的图像作为训练集，并利用训练集进行模型识别训练，同时根据反馈识别结果的准确度在训练过程中对内部参数进行优化调节。
[0015]优选地，农田中的各所述子区域中划分为多个子区块，所述土壤湿度检测模块分布设置于各子区块上，所述土壤湿度检测模块将自身检测到的实际土壤湿度与子区域对应的区号、子区块对应的子区号打包，并将数据包发送至数据处理模块。
[0016]优选地，所述数据处理模块对数据包进行解析，并按照区号、子区号将实际土壤湿度标注在农田实际位置，生成实际土壤湿度分布图；
[0017]同时将实际土壤湿度与所需土壤湿度进行对比，根据对比结果在实际土壤湿度分布图上利用“0”、“1”进行标注，生成土壤湿度要求分布图；
[0018]其中，实际土壤湿度小于所需土壤湿度的子区块标注为“0”，否则将对应的子区块标注为“1”。
[0019]优选地，所述数据处理模块根据生长情况采集模块采集到本子区域作物所属生长阶段，从模糊变量对照表建立模块建立的作物生长情况与所需土壤湿度对照表中调取对应所需土壤湿度。
[0020]优选地，所述权重参数设置模块将子区域中包含子区块数量的倒数作为该子区域中各子区块对应的权重参数，所述子区域数据计算模块对各子区块对应标注数进行加权求和；
[0021]若所述子区域数据分析模块判断加权求和结果大于子区块数量的60％时，则判定该子区域不缺水，否则判定该子区域处于缺水状态。
[0022]优选地，所述实际需水量计算模块根据生长情况采集模块采集到本子区域作物所属生长阶段，从模糊变量对照表建立模块建立的作物生长情况与所需土壤含水量对照表中调取对应所需土壤含水量；
[0023]所述实际需水量计算模块根据所需土壤含水量、作物蒸腾量、土壤蒸发量，以及土壤含水量检测模块采集到的实际土壤含水量，计算子区域实际需水量。
[0024]优选地，所述作物蒸腾量计算模块根据气象数据及Penman
‑
Monteith公式对子区域中的作物蒸腾量进行计算；所述土壤蒸发量计算模块根据由净辐射通量、土壤吸收热通量、感热通量和蒸发热通量组成的热量平衡方程对土壤蒸发量进行计算。
[0025]优选地，所述控制器通过数据传输模块将综合分析模块的综合分析结果发送至移动终端，并接收来自移动终端对于喷淋策略设置模块中的喷淋策略、权重参数设置模块中的权重参数进行人工设置的指令。
[0026](三)有益效果
[0027]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种基于数据采集的节水管控系统，能够基于不同种类作物的生长情况对土壤是否缺水，以及实际需水量进行有效分析，保证作物水分充足的同时，最大限度地节约灌溉用水，起到良好的节水管控效果。
附图说明
[0028]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，下面描述中的附图仅仅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。
[0029]图1为本专利技术的系统示意图。
具体实施方式
[0030]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。
[0031]一种基于数据采集的节水管控系统，如图1所示，包括控制器、土壤湿度检测模块、土壤含水量检测模块、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据采集的节水管控系统，其特征在于：包括控制器、土壤湿度检测模块、土壤含水量检测模块、气象数据采集模块，以及根据种植作物的种类划分为各子区域的农田，所述控制器与用于采集作物生长情况的生长情况采集模块相连，所述控制器与用于建立作物生长情况分别与所需土壤湿度、所需土壤含水量对照表的模糊变量对照表建立模块；所述控制器与用于对土壤湿度检测模块采集到的实际土壤湿度进行数据处理的数据处理模块相连，所述控制器与用于设置各子区域中实际土壤湿度对应权重参数的权重参数设置模块相连，所述控制器与用于将数据处理结果结合对应权重参数进行数据计算的子区域数据计算模块相连，所述控制器与用于根据数据计算结果对子区域土壤是否缺水进行分析的子区域数据分析模块相连；所述控制器与用于根据气象数据计算子区域中作物蒸腾量的作物蒸腾量计算模块相连，所述控制器与用于计算农田土壤蒸发量的土壤蒸发量计算模块相连，所述作物蒸腾量计算模块、土壤蒸发量计算模块与用于计算子区域实际需水量的实际需水量计算模块相连；所述控制器与用于存储子区域土壤缺水情况、子区域实际需水量的数据存储模块相连，所述数据存储模块与综合分析模块相连，所述控制器与用于设置喷淋策略的喷淋策略设置模块相连，所述控制器结合综合分析结果、喷淋策略驱动喷淋控制模块对各子区域进行喷淋工作。2.根据权利要求1所述的基于数据采集的节水管控系统，其特征在于：所述生长情况采集模块为分布设置于各子区域的图像采集装置和图像识别模块，所述图像识别模块中包含有用于根据作物图像识别作物所属生长阶段的神经网络模型。3.根据权利要求2所述的基于数据采集的节水管控系统，其特征在于：所述神经网络模型采集各种类作物处于不同生长阶段的图像作为训练集，并利用训练集进行模型识别训练，同时根据反馈识别结果的准确度在训练过程中对内部参数进行优化调节。4.根据权利要求2所述的基于数据采集的节水管控系统，其特征在于：农田中的各所述子区域中划分为多个子区块，所述土壤湿度检测模块分布设置于各子区块上，所述土壤湿度检测模块将自身检测到的实际土壤湿度与子区域对应的区号、子区块对应的子区号打包，并将数据包发送至数据处理模块。5.根据权利要求4所述的基于数据采集的节水管控系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，
申请(专利权)人：安徽维诚水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：