自动化水体滴灌策略切换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动化水体滴灌策略切换系统，包括：水体滴灌架构，包括水体供应机构、水泵、逆止阀、压力表、水表、主控制阀、过滤器、减压阀和输出管道阵列；数据检测机构，用于获得定向辨识区域中各个像素的各个灰度值，将所述各个灰度值的中间值作为参考灰度数据输出；湿度判断机构，与所述数据检测机构连接，用于确定与所述参考灰度数据对应的土壤湿度等级；水泵驱动机构，分别与所述湿度判断机构和所述水泵连接，用于基于所述土壤湿度等级确定对应的即时滴灌总量。通过本发明专利技术，能够识别当前滴灌的农田区域的实时含水量，基于所述实时含水量确定对应的农田区域的总灌溉量，从而避免出现灌溉过量或者灌溉不足的场景。现灌溉过量或者灌溉不足的场景。

【技术实现步骤摘要】
自动化水体滴灌策略切换系统


[0001]本专利技术涉及自动化控制领域，尤其涉及一种自动化水体滴灌策略切换系统。

技术介绍

[0002]滴灌(drip irrigation)是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。
[0003]滴灌是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。
[0004]现有技术中，在采用滴灌技术使用并排滴灌管道对当前农田区域执行土壤灌溉处理时，往往采用单一模式进行各块农田区域的滴灌量的解析，例如相同面积的农田区域的总灌溉量相同，而完全不考虑每一块农田区域的具体湿度，导致容易出现灌溉过量或者灌溉不足的场景。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的技术问题，本专利技术提供了一种自动化水体滴灌策略切换系统，能够准确识别当前滴灌的农田区域的实时含水量，基于所述实时含水量确定对应的农田区域的总灌溉量，从而使得灌溉量与农田土壤湿度匹配。
[0006]相比较于现有技术，本专利技术至少具有以下两个关键的专利技术点：
[0007](1)采用视觉化检测机制对并排滴灌管道的滴灌土壤区域的湿度执行现场检测操作，以获得能够代表滴灌土壤区域整体湿度的湿度等级；
[0008](2)基于代表滴灌土壤区域整体湿度的湿度等级确定对应的即时滴灌总量，湿度等级越高，确定的对应的即时滴灌总量越少，并基于确定的即时滴灌总量调节驱动并排滴灌管道的水泵的运行时间和输出功率。
[0009]根据本专利技术的一方面，提供了一种自动化水体滴灌策略切换系统，所述系统包括：
[0010]水体滴灌架构，包括水体供应机构、水泵、逆止阀、压力表、水表、主控制阀、过滤器、减压阀和输出管道阵列；所述输出管道阵列由多个并排设置且间隔均匀的输出管道构成，所述多个输出管道共用同一管道输入端且所述管道输入端与所述过滤器的一端连通，所述过滤器的另一端与所述主控制阀的一端连通，所述主控制阀的另一端与所述水表的一端连通，所述水表的另一端与所述压力表的一端连通，所述压力表的另一端与所述逆止阀的一端连通，所述逆止阀的另一端与所述水泵的一端连通，所述水泵的另一端与所述水体供应机构的输出端连通，所述水体供应机构用于预先储存最大容量受限的灌溉水体；
[0011]信号提取设备，设置在所述减压阀的上方，用于对所述输出管道阵列的滴灌区域执行图像信号的捕获操作，以获得对应的滴灌区域图像；
[0012]初次处理设备，与所述信号提取设备连接，用于对接收到的滴灌区域图像执行利
用FRANGI滤波的信号滤波处理，以获得对应的初次处理图像；
[0013]二次处理设备，与所述初次处理设备连接，用于对接收到的初次处理图像执行对比度增加处理，以获得对应的二次处理图像；
[0014]末次处理设备，与所述二次处理设备连接，用于对接收到的二次处理图像执行应用垂直方向的图像信号锐化处理，以获得对应的末次处理图像；
[0015]定向辨识机构，与所述末次处理设备连接，用于基于土壤颜色特征识别所述末次处理图像中的各个土壤成像区域，并将最居中的土壤成像区域作为定向辨识区域输出；
[0016]数据检测机构，与所述定向辨识机构连接，用于获得所述定向辨识区域中各个像素的各个灰度值，将所述各个灰度值的中间值作为参考灰度数据输出；
[0017]湿度判断机构，与所述数据检测机构连接，用于确定与所述参考灰度数据对应的土壤湿度等级；
[0018]水泵驱动机构，分别与所述湿度判断机构和所述水泵连接，用于基于所述土壤湿度等级确定对应的即时滴灌总量。
具体实施方式
[0019]下面将对本专利技术的自动化水体滴灌策略切换系统的实施方案进行详细说明。
[0020]滴灌是按照作物需水要求，通过管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的水分和养分一滴一滴，均匀而又缓慢地滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构，
[0021]土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况，蒸发损失小，不产生地面径流，几乎没有深层渗漏，是一种省水的灌水方式。滴灌的主要特点是灌水量小，灌水器每小时流量为2
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12升，因此，一次灌水延续时间较长，灌水的周期短，可以做到小水勤灌；需要的工作压力低，能够较准确地控制灌水量，可减少无效的棵间蒸发，不会造成水的浪费；滴灌还能自动化管理。
[0022]现有技术中，在采用滴灌技术使用并排滴灌管道对当前农田区域执行土壤灌溉处理时，往往采用单一模式进行各块农田区域的滴灌量的解析，例如相同面积的农田区域的总灌溉量相同，而完全不考虑每一块农田区域的具体湿度，导致容易出现灌溉过量或者灌溉不足的场景。
[0023]为了克服上述不足，本专利技术搭建了一种自动化水体滴灌策略切换系统，能够有效解决相应的技术问题。
[0024]根据本专利技术实施方案示出的自动化水体滴灌策略切换系统包括：
[0025]水体滴灌架构，包括水体供应机构、水泵、逆止阀、压力表、水表、主控制阀、过滤器、减压阀和输出管道阵列；所述输出管道阵列由多个并排设置且间隔均匀的输出管道构成，所述多个输出管道共用同一管道输入端且所述管道输入端与所述过滤器的一端连通，所述过滤器的另一端与所述主控制阀的一端连通，所述主控制阀的另一端与所述水表的一端连通，所述水表的另一端与所述压力表的一端连通，所述压力表的另一端与所述逆止阀的一端连通，所述逆止阀的另一端与所述水泵的一端连通，所述水泵的另一端与所述水体供应机构的输出端连通，所述水体供应机构用于预先储存最大容量受限的灌溉水体；
[0026]信号提取设备，设置在所述减压阀的上方，用于对所述输出管道阵列的滴灌区域
执行图像信号的捕获操作，以获得对应的滴灌区域图像；
[0027]初次处理设备，与所述信号提取设备连接，用于对接收到的滴灌区域图像执行利用FRANGI滤波的信号滤波处理，以获得对应的初次处理图像；
[0028]二次处理设备，与所述初次处理设备连接，用于对接收到的初次处理图像执行对比度增加处理，以获得对应的二次处理图像；
[0029]末次处理设备，与所述二次处理设备连接，用于对接收到的二次处理图像执行应用垂直方向的图像信号锐化处理，以获得对应的末次处理图像；
[0030]定向辨识机构，与所述末次处理设备连接，用于基于土壤颜色特征识别所述末次处理图像中的各个土壤成像区域，并将最居中的土壤成像区域作为定向辨识区域输出；
[0031]数据检测机构，与所述定向辨识机构连接，用于获得所述定向辨识区域中各个像素的各个灰度值，将所述各个灰度值的中间值作为参考灰度数据输出；
[0032]湿度判断机构，与所述数据检测机构连接，用于确定与所述参考灰度数据对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化水体滴灌策略切换系统，其特征在于，所述系统包括：水体滴灌架构，包括水体供应机构、水泵、逆止阀、压力表、水表、主控制阀、过滤器、减压阀和输出管道阵列；所述输出管道阵列由多个并排设置且间隔均匀的输出管道构成，所述多个输出管道共用同一管道输入端且所述管道输入端与所述过滤器的一端连通，所述过滤器的另一端与所述主控制阀的一端连通，所述主控制阀的另一端与所述水表的一端连通，所述水表的另一端与所述压力表的一端连通，所述压力表的另一端与所述逆止阀的一端连通，所述逆止阀的另一端与所述水泵的一端连通，所述水泵的另一端与所述水体供应机构的输出端连通，所述水体供应机构用于预先储存最大容量受限的灌溉水体；信号提取设备，设置在所述减压阀的上方，用于对所述输出管道阵列的滴灌区域执行图像信号的捕获操作，以获得对应的滴灌区域图像；初次处理设备，与所述信号提取设备连接，用于对接收到的滴灌区域图像执行利用FRANGI滤波的信号滤波处理，以获得对应的初次处理图像；二次处理设备，与所述初次处理设备连接，用于对接收到的初次处理图像执行对比度增加处理，以获得对应的二次处理图像；末次处理设备，与所述二次处理设备连接，用于对接收到的二次处理图像执行应用垂直方向的图像信号锐化处理，以获得对应的末次处理图像；定向辨识机构，与所述末次处理设备连接，用于基于土壤颜色特征识别所述末次处理图像中的各个土壤成像区域，并将最居中的土壤成像区域作为定向辨识区域输出；数据检测机构，与所述定向辨识机构连接，用于获得所述定向辨识区域中各个像素的各个灰度值，将所述各个灰度值的中间值作为参考灰度数据输出；湿度判断机构，与所述数据检测机构连接，用于确定与所述参考灰度数据对应的土壤湿度等级；水泵驱动机构，分别与所述湿度判断机构和所述水泵连接，用于基于所述土壤湿度等级确...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑合菊，
申请(专利权)人：郑合菊，
类型：发明
国别省市：