一种基于果园水肥一体化设备的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及农业自动化设备控制分析技术领域，用于解决现有的水肥一体化设备在治理果园的工作中，控制水肥一体化设备执行浇水施肥操作的依据存在极大的不准确性和片面性，故难以实现水肥一体化设备的治理果园的高效性，也难以实现果园的科学的治理的问题，尤其公开了一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，包括生长监测平台和管控分析平台；本发明专利技术是通过对果园的环境情况和果树的生长情况的进行了全面且准确的预测分析，为水肥一体化设备执行果园治理操作的准确性奠定了基础，从在实现了对水肥一体化设备执行工作的精准控制的同时，也确保了水肥一体化设备执行操作的准确性和高效性，也促进果园的高效发展。也促进果园的高效发展。也促进果园的高效发展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于果园水肥一体化设备的控制系统


[0001]本专利技术涉及农业自动化设备控制分析
，具体为一种基于果园水肥一体化设备的控制系统。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的不断提高，果园种植行业的发展速度逐渐提升，而随着科技的发展和劳动人口的逐渐减少，我国的果树产业由传统老果园模式逐渐向规模化、标准化、现代化果园的方向发展，利用自动化机械治理果园在未来果园行业的发展中将起到越来越关键的作用，也是实现果园高效治理的唯一途径；
[0003]在果园田间治理的过程中，常用到的田间管理自动化机械设备是水肥一体化设备，水肥一体化设备能够对大面积的果园完成自动化的浇水和施肥操作，其极大的节省了果园田间管理的人力资源，也降低了人员治理果园的劳动强度，但使用水肥一体化设备对果园进行自动化浇水和施肥前，需要对果园的环境情况以及果树的生长情况进行预测分析；
[0004]而现有的对果园浇水施肥的预测大都以人为主观经验作为预测依据，其预测分析的方式存在极大的不准确性和片面性，且在使用水肥一体化设备治理果园的过程中，没有一套高效且准确的控制系统给水肥一体化的执行操作作为依托，故难以实现水肥一体化设备的治理果园的高效性，也难以实现果园的科学的治理；
[0005]为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就在于为了解决现有的在使用水肥一体化设备治理果园的工作中，控制水肥一体化设备执行浇水施肥操作的依据存在极大的不准确性和片面性，没有一套高效且准确的控制系统给水肥一体化的执行操作作为依托，故难以实现水肥一体化设备的治理果园的高效性，也难以实现果园的科学的治理的问题，通过对果园的环境情况和果树的生长情况的进行了全面且准确的预测分析，为水肥一体化设备执行果园治理操作的准确性奠定了基础，利用参照值的代入比较以及信号的交叉输出的方式，实现了对水肥一体化设备执行工作的精准控制，从而在确保了水肥一体化设备执行操作的准确性和高效性的同时，也实现了果园的科学治理的效果，而提出一种基于果园水肥一体化设备的控制系统。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，包括生长监测平台和管控分析平台，生长监测平台内设置有服务器，服务器通讯连接有数据采集单元、环境定性单元、植本定性单元和综合预测单元，管控分析平台内部设置有处理器，处理器通讯连接有分步治理单元、水肥一体化设备终端、治理核验单元、监管执行单元和显示终端；
[0009]生长监测平台用于对单位区域内果树的生长环境信息和生长数据信息进行监测分析，通过数据采集单元采集单位区域内果树的生长环境信息和生长数据信息，并将其分
别发送至环境定性单元和植本定性单元，通过环境定性单元对接收的果树的生长环境信息进行环境定性分析处理，据此生成区域土壤肥沃信号、区域土壤一般信号和区域土壤贫瘠信号，通过植本定性单元对接收的果树的生长数据信息进行长势定性分析处理，据此生成区域长势旺盛信号、区域长势正常信号和区域长势迟缓信号，并将环境土壤定性类别信号和果树长势定性类别信号均通过服务器发送至综合预测单元，综合预测单元对接收的各类别定性信号进行集合分析处理，据此生成无需治理指令、次加强治理指令和加强治理指令，并将其通过服务器发送至管控分析平台；
[0010]管控分析平台用于接收的各类治理指令并据此作出管控分析，通过分步治理单元对接收的各类治理指令进行管控治理分析处理，据此生成各类执行信号，并将各类执行信号通过处理器发送至水肥一体化设备终端，通过水肥一体化设备终端对单位区域内的果树以及果树所处的土壤施行对应的治理操作，并在水肥一体化设备终端完成各类执行操作后生成完成治理信号，并通过处理器将完成治理信号发送至治理核验单元，治理核验单元用于接收完成治理信号，并据此对施行对应的治理操作后的果园进行抽检分析处理，据此生成治理显著信号、治理无效信号和治理细微信号，并将其均发送至监管执行单元，通过监管执行单元对接收的各类治理判别信号进行监管分析处理，并将结果以文本字样的方式发送至显示终端进行显示输出。
[0011]进一步的，生长环境信息用于表示果园单位区域内所有果树所生长的土壤环境情况的信息数据，且生长环境信息包括表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值，其中，表色量值指的是衡量土壤表观颜色深浅的数据量值，微生物量值指的是土壤中所含微生物数量的多少的数据量值，水分量值指的是土壤中含水情况的数据量值，松软量值指的是土壤的土质松软程度的数据量值；
[0012]而生长数据信息用于表示果园单位区域内果树的生长表现情况的数据信息，且生长数据信息包括叶量值、茎干量值以及枝长量值，其中，叶量值指的是一棵果树的嫩芽叶片和绿叶的数量之和与半发黄叶片和全发黄叶片的数量之和之间比值，茎干量值指的是衡量果树茎干粗细程度的数据量值，枝长量值指的是一棵果树的树枝各类表现数据的综合的数据量值，且枝长量值包括长度量值、硬度量值和色泽量值。
[0013]进一步的，环境定性分析处理的具体操作步骤如下：
[0014]S1：将果园等面积划分为k个单位区域，再将一个单位区域等面积划分为i个子单位区域，其中，k和i均为大于等于1的正整数；
[0015]S2：随机捕捉k个单位区域内的各子单位区域的果树的生长环境信息，并提取生长环境信息中的表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值，并将其分别标定为bs
ki
、ws
ki
、fs
ki
和rs
ki
，并将其进行归一化处理，依据公式Few
ki
＝e1*bs
ki
+e2*ws
ki
+e3*fs
ki
+e4*rs
ki
，求得肥沃系数Few
ki
，其中，e1、e2、e3和e4分别为表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值的权重因子系数，且e2＞e1＞e3＞e4，e1+e2+e3+e4＝7.3201；
[0016]S3：随机捕捉10个子单位区域内的肥沃系数Few
ki
，以子单位区域为横坐标，以肥沃系数为纵坐标，并据此建立二维坐标系，将10个子单位区域的肥沃系数Few
ki
分别在二维坐标系上通过平滑的曲线显示出来；
[0017]S4：将S3中获取的10个子单位区域的肥沃系数Few
ki
进行递减排序序列构建，并剔除递减排序序列中的排序位为1的肥沃系数和排序位为10的肥沃系数，将剩下的8个子单位
区域的肥沃系数进行均值处理，依据公式求得肥沃均值其中，Few
k1
表示8个子单位区域的肥沃系数中的第一个肥沃系数，Few
k2
表示8个子单位区域的肥沃系数中的第二个肥沃系数，以此类推，Few
k8
表示8个子单位区域的肥沃系数中的最后一个肥沃系数；
[0018]S5：在二维坐标系上建立参照线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，包括生长监测平台和管控分析平台，其特征在于，生长监测平台内设置有服务器，服务器通讯连接有数据采集单元、环境定性单元、植本定性单元和综合预测单元，管控分析平台内部设置有处理器，处理器通讯连接有分步治理单元、水肥一体化设备终端、治理核验单元、监管执行单元和显示终端；生长监测平台用于对单位区域内果树的生长环境信息和生长数据信息进行监测分析，通过数据采集单元采集单位区域内果树的生长环境信息和生长数据信息，并将其分别发送至环境定性单元和植本定性单元，通过环境定性单元对接收的果树的生长环境信息进行环境定性分析处理，据此生成区域土壤肥沃信号、区域土壤一般信号和区域土壤贫瘠信号，通过植本定性单元对接收的果树的生长数据信息进行长势定性分析处理，据此生成区域长势旺盛信号、区域长势正常信号和区域长势迟缓信号，并将环境土壤定性类别信号和果树长势定性类别信号均通过服务器发送至综合预测单元，综合预测单元对接收的各类别定性信号进行集合分析处理，据此生成无需治理指令、次加强治理指令和加强治理指令，并将其通过服务器发送至管控分析平台；管控分析平台用于接收的各类治理指令并据此作出管控分析，通过分步治理单元对接收的各类治理指令进行管控治理分析处理，据此生成各类执行信号，并将各类执行信号通过处理器发送至水肥一体化设备终端，通过水肥一体化设备终端对单位区域内的果树以及果树所处的土壤施行对应的治理操作，并在水肥一体化设备终端完成各类执行操作后生成完成治理信号，并通过处理器将完成治理信号发送至治理核验单元，治理核验单元用于接收完成治理信号，并据此对施行对应的治理操作后的果园进行抽检分析处理，据此生成治理显著信号、治理无效信号和治理细微信号，并将其均发送至监管执行单元，通过监管执行单元对接收的各类治理判别信号进行监管分析处理，并将结果以文本字样的方式发送至显示终端进行显示输出。2.根据权利要求1所述的一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，其特征在于，生长环境信息用于表示果园单位区域内所有果树所生长的土壤环境情况的信息数据，且生长环境信息包括表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值，其中，表色量值指的是衡量土壤表观颜色深浅的数据量值，微生物量值指的是土壤中所含微生物数量的多少的数据量值，水分量值指的是土壤中含水情况的数据量值，松软量值指的是土壤的土质松软程度的数据量值；而生长数据信息用于表示果园单位区域内果树的生长表现情况的数据信息，且生长数据信息包括叶量值、茎干量值以及枝长量值，其中，叶量值指的是一棵果树的嫩芽叶片和绿叶的数量之和与半发黄叶片和全发黄叶片的数量之和之间比值，茎干量值指的是衡量果树茎干粗细程度的数据量值，枝长量值指的是一棵果树的树枝各类表现数据的综合的数据量值，且枝长量值包括长度量值、硬度量值和色泽量值。3.根据权利要求1所述的一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，其特征在于，环境定性分析处理的具体操作步骤如下：S1：将果园等面积划分为k个单位区域，再将一个单位区域等面积划分为i个子单位区域，其中，k和i均为大于等于1的正整数；S2：随机捕捉k个单位区域内的各子单位区域的果树的生长环境信息，并提取生长环境信息中的表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值，并将其分别标定为bs
ki
、ws
ki
、fs
ki
和rs
ki
，并将其进行归一化处理，依据公式Few
ki
＝e1*bs
ki
+e2*ws
ki
+e3*fs
ki
+e4*rs
ki
，求得肥沃系数Few
ki
，其中，e1、e2、e3和e4分别为表色量值、微生物量值、水分量值以及松软量值的权重因子系数，且e2＞e1＞e3＞e4，e1+e2+e3+e4＝7.3201；S3：随机捕捉10个子单位区域内的肥沃系数Few
ki
，以子单位区域为横坐标，以肥沃系数为纵坐标，并据此建立二维坐标系，将10个子单位区域的肥沃系数Few
ki
分别在二维坐标系上通过平滑的曲线显示出来；S4：将S3中获取的10个子单位区域的肥沃系数Few
ki
进行递减排序序列构建，并剔除递减排序序列中的排序位为1的肥沃系数和排序位为10的肥沃系数，将剩下的8个子单位区域的肥沃系数进行均值处理，依据公式求得肥沃均值其中，Few
k1
表示8个子单位区域的肥沃系数中的第一个肥沃系数，Few
k2
表示8个子单位区域的肥沃系数中的第二个肥沃系数，以此类推，Few
k8
表示8个子单位区域的肥沃系数中的最后一个肥沃系数；S5：在二维坐标系上建立参照线统计处于参照线以上的子单位区域数量和，并将其标定为SL，若满足SL≥7时，则生成区域土壤肥沃信号，若满足5≤SL＜7时，则生成区域土壤一般信号，若满足SL＜5时，则生成区域土壤贫瘠信号。4.根据权利要求1所述的一种基于果园水肥一体化设备的控制系统，其特征在于，长势定性分析处理的具体操作步骤如下：捕捉与上述相同的单位区域内的各果树的生长数据信息，并提取生长数据信息中的叶量值、茎干量值以及枝长量值，并将其分别标定为yl
kij
、gl
kij
和zl
kij
，依据公式Zax
kij
＝f1*yl
kij
+f2*gl
kij
+f3*zl
kij
，求得长势系数Zax
kij
，其中，f1、f2和f3分别为叶量值、茎干量值以及枝长量值的修正因子系数，且f2＞f1＞f3，f1+f2+f3＝4.9052，j为大于等于1的正整数；随机获取子单位区域内的任意20棵果树的长势系数Zax
kij
，并将其分别代入对应的预设阈值Yu内进行比对分析，当长势系数Zax
kij
大于预设阈值Yu的最大值时，则生成长势迅猛信号，当长势系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敬东，张楚白，於小茜，
申请(专利权)人：泗县汉和智能装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：