一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法，包括主控单元、水分传感单元、通讯模块、电源模块及云端数据处理系统；主控单元控制水分传感单元进行土壤水分监测；通讯模块用于将主控单元所采集的数据通过无线通讯的方式远程传输至云端数据处理系统，云端数据处理系统包括搭载在云服务器的数据存储单元和数据分析单元；数据存储单元用于将传输至云端数据处理系统的数据进行存储；数据分析单元被配置以基于监测的土壤水分数据获取动态有效储水能力和当前有效储水量数据，比较动态有效储水能力和当前有效储水量的差值，并根据该差值除以历史统计出的灌溉速率而得出灌溉时长的灌溉决策。其为灌溉决策提供指导，提供最佳灌溉效率。提供最佳灌溉效率。提供最佳灌溉效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法


[0001]本专利技术涉及农业智能传感
，尤其涉及一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法。

技术介绍

[0002]水是作物重要的组成部分，也是保证作物进行正常生命活动的必要条件。农田的作物基于根系从土壤中吸收水分，不同的作物在土壤中的根系深度不同，在不同深度的土壤中耗水情况也不同。土壤含水率需要满足不同深度根系的吸水才能保证作物正常的生长。此外，作物在不同的生长周期对水分的需求也有差异。因此通过科学的方法，基于土壤水分监测设备，了解作物的实际水分需求，根据作物的需水情况进行合理、适宜地灌溉决策指导，对农作物正常生长以及因地制宜的合理灌溉，节约灌溉用水具有重要的价值。
[0003]长久以来，我国农业的灌溉一直是大水漫灌模式，农业生产者根据自己经验对农作物进行浇灌,过分注重输水效率的提升，缺乏对作物需水量的认识。这种模式不仅造成水资源浪费，对需水量不同的植物来说，过多或过少浇灌均会造成严重伤害甚至死亡。为改善这种土壤储水和作物动态需水不平衡的灌溉模式，急需一种科学的装置和方法，为灌溉提供合理决策与指导。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于提供一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置，其可获取实时、动态的土壤水分数据，将灌溉量和建议灌溉时长结合实时土壤含水率数据进行动态的反馈和优化，提供最佳的灌溉效率，科学指导和控制灌溉，节约人工，减少灌溉用水的资源浪费。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置，其特征在于，包括主控单元(RTU)、水分传感单元、通讯模块、电源模块以及云端数据处理系统；
[0006]所述主控单元(RTU)、水分传感单元、电源模块位于两端封闭的管体内部结构中，所述主控单元(RTU)与水分传感单元电性连接，所述主控单元(RTU)控制水分传感单元进行土壤水分监测；所述电源模块位于所述管体的底部，用于为主控单元(RTU)、水分传感单元、通讯模块提供电力支持；
[0007]所述通讯模块位于所述管体的顶部，与所述主控单元(RTU)通信连接，用于将所述主控单元(RTU)所采集的数据通过无线通讯的方式远程传输至云端数据处理系统，所述通讯模块还用于接收所述云端数据处理系统的远程操作指令；
[0008]所述云端数据处理系统搭载在云服务器，包括数据存储单元和数据分析单元；
[0009]所述数据存储单元用于将传输至云端数据处理系统的数据进行存储；
[0010]所述数据分析单元被配置以基于监测的土壤水分数据获取动态有效储水能力和当前有效储水量数据，动态比较有效储水能力和当前有效储水量的差值，并根据该差值除以历史统计出的灌溉速率而得出灌溉时长的灌溉决策。
[0011]进一步地，所述水分传感单元为多深度的土壤水分传感单元。
[0012]进一步地，所述电源模块采用单个锂电池或锂电池组。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置的实现方法，采用如上述任一技术方案所述的提供灌溉决策的土壤水分监测装置，该实现方法包括如下步骤：
[0014]S1、将土壤水分监测装置安装在待监测的土壤中，首先通过土壤水分监测装置获得目标时间、地点和目标作物有关的多深度土壤水分数据，将数据传输至云端数据处理系统，进行数据存储并开展数据分析；
[0015]S2、云端数据处理系统基于监测的土壤水分数据而获取动态有效储水能力和当前有效储水量数据，并基于所测得土壤水分数据进行计算，比较动态有效储水能力和当前有效储水量的差值；
[0016]S3、当该差值达到预定的数值时，根据该差值除以历史统计出的灌溉速率而得出灌溉时长的灌溉决策。
[0017]进一步地，所述动态有效储水能力是目标作物的历史最高土壤含水量与历史最低土壤含水量之间的差值，代表土壤最大的储水空间；当前有效储水量是当前土壤含水量与目标作物的历史最低土壤含水量之间的差值。
[0018]进一步地，步骤S2中，当该差值为0时，云端数据处理系统还作出已达合适灌溉的灌溉提醒；当该差值为负值时，云端数据处理系统还作出灌溉过量的灌溉提醒；
[0019]步骤S3中，当该差值达到所述预定的数值时，云端数据处理系统还作出请及时灌溉的灌溉提醒。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术的提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法，可通过管式一体化的土壤水分测量仪装置监测多深度土壤水分数据，获取实时、动态的土壤水分数据，将灌溉量和建议灌溉时长结合实时土壤含水率数据进行动态的反馈和优化，提供最佳的灌溉效率，科学指导和控制灌溉，节约人工，减少灌溉用水的资源浪费。采用了管式一体化的土壤水分测量仪，基于FDR原理的免标定技术，可实现同时监测多深度土壤水分含量，使用简单，安装便捷。同时支持2种作物根系深度的土壤水分监测，适用于不同作物的种植场景应用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供灌溉决策的土壤水分监测装置一实施例的示意图；
[0023]图2为水分传感单元的结构示意图；
[0024]图3为土壤水分监测装置初始安装后的土壤水分变化示意图；
[0025]图4为云端数据处理系统的提示请及时灌溉的界面示意图；
[0026]图5为灌溉过程土壤水分变化示意图；
[0027]图6为云端数据处理系统的提示已达合适灌溉的界面示意图；
[0028]图7为灌溉过量状态下土壤水分变化示意图；
[0029]图8为云端数据处理系统的提示灌溉过量的界面示意图、
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的提供灌溉决策的土壤水分监测装置及其实现方法进行进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]参照图1和图2，本专利技术一实施例的提供灌溉决策的土壤水分监测装置，包括主控单元(RTU)、水分传感单元(水分传感模块)、通讯模块、电源模块以及云端数据处理系统。
[0032]主控单元(RTU)、水分传感单元、电源模块位于两端封闭的管体内部结构中，主控单元(RTU)与水分传感单元电性连接，主控单元(RTU)控制水分传感单元进行土壤水分监测。电源模块位于所述管体的底部，用于为主控单元(RTU)、水分传感单元(水分传感模块)、通讯模块提供电力支持；
[0033]通讯模块位于所述管体的顶部，与主控单元(RTU)通信连接，用于将主控单元(RTU)所采集的数据通过无线通讯的方式远程传输至云端数据处理系统，通讯模块还用于接收所述云端数据处理系统的远程操作指令。主控单元(RTU)、水分传感单元(水分传感模块)、通讯模块、电源模块形成了作为监测土壤含水率的土壤水分监测仪。
[0034]所述云端数据处理系统搭载在云服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提供灌溉决策的土壤水分监测装置，其特征在于，包括主控单元(RTU)、水分传感单元、通讯模块、电源模块以及云端数据处理系统；所述主控单元(RTU)、水分传感单元、电源模块位于两端封闭的管体内部结构中，所述主控单元(RTU)与水分传感单元电性连接，所述主控单元(RTU)控制水分传感单元进行土壤水分监测；所述电源模块位于所述管体的底部，用于为主控单元(RTU)、水分传感单元、通讯模块提供电力支持；所述通讯模块位于所述管体的顶部，与所述主控单元(RTU)通信连接，用于将所述主控单元(RTU)所采集的数据通过无线通讯的方式远程传输至云端数据处理系统，所述通讯模块还用于接收所述云端数据处理系统的远程操作指令；所述云端数据处理系统搭载在云服务器，包括数据存储单元和数据分析单元；所述数据存储单元用于将传输至云端数据处理系统的数据进行存储；所述数据分析单元被配置以基于监测的土壤水分数据获取动态有效储水能力和当前有效储水量数据，比较动态有效储水能力和当前有效储水量的差值，并根据该差值除以历史统计出的灌溉速率而得出灌溉时长的灌溉决策。2.根据权利要求1所述的提供灌溉决策的土壤水分监测装置，其特征在于：所述水分传感单元为多深度的土壤水分传感单元。3.根据权利要求1所述的提供灌溉决策的土壤水分监测装置，其特征在于：所述电源模块采用单个锂电池或锂电池组。4.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琴琴，张昊，黄思源，黎欣，罗永祥，丁帆，
申请(专利权)人：东方智感浙江科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：