一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法，包括灌溉区域数据获取模块、震荡指数分析模块、灌溉合理度分析模块、使用寿命影响指数分析模块和人工智能分析模块；灌溉区域数据获取模块获取自动化灌溉区域的地形数据和装置的位置数据；震荡指数分析模块分析在监测周期内的降雨天气后自动化灌溉区域的震荡指数；灌溉合理度分析模块分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的灌溉合理度；使用寿命影响指数分析模块进一步对自动化灌溉装置进行核验；人工智能分析模块综合分析自动化灌溉区域的人工智能指数；本发明专利技术涉及自动化灌溉系统技术领域，具体为一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法。基于人工智能的自动化灌溉系统及方法。基于人工智能的自动化灌溉系统及方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法


[0001]本专利技术涉及自动化灌溉系统
，具体为一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，一些自动化灌溉技术多应用于没有坡度的地面，灌溉装置的安装也没有角度的区别；但是在一些具有坡度的农田或者高尔夫球场上，由于倾斜角度造成的灌溉装置的问题应运而生；
[0003]如：坡度导致灌溉区域低海拔与高海波在一定情况下的含水量差异较大，以及灌溉装置的安装角度设置如何可以最大程度的满足灌溉区域水量充分且均匀，同时在灌溉装置发生角度的变化时，怎样做到精确的分析灌溉装置在受到水垢和泥沙作用情况下影响的使用寿命问题；这些问题阻碍了自动化灌溉领域的发展，也使得人们对于自动化灌溉的使用效率大大降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于人工智能的自动化灌溉系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于人工智能的自动化灌溉方法，包括以下过程：
[0006]获取自动化灌溉区域的地形数据和自动化灌溉装置的位置数据，自动化灌溉装置均匀分布于自动化灌溉区域内，地形数据是指自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度，位置数据包括相邻自动化灌溉装置的间隔距离和自动化灌溉装置与自动化灌溉区域地面、空间水平地面形成的角度关系；灌溉装置包括灌溉支撑部件和灌溉出水口；
[0007]根据自动化灌溉区域的地形数据，分析在监测周期内的降雨天气后自动化灌溉区域的震荡指数；该部分是想控制灌溉区域降水情形相同的情况下，分析区域内不同地块含水量的具体情况，因此分析地形因素对灌溉区域的影响程度。
[0008]基于地形数据对自动化灌溉区域的震荡指数，结合自动化灌溉装置的位置数据分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的灌溉合理度，并根据灌溉合理度进一步对自动化灌溉装置进行核验，核验包括分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的使用寿命影响指数；基于震荡指数是想确认自动化灌溉装置在具有坡度的地面上，自动化灌溉装置与坡面形成的不同角度对灌溉的影响，分析如何布置装置的角度使得灌溉区域含水量均匀且适当；同时在灌溉装置的角度产生变化后，就会造成水质或泥沙受到结构力的作用而堵塞在灌溉装置的情况，使得灌溉装置的使用寿命降低。
[0009]结合不同自动化灌溉区域的震荡指数和所属区域对应灌溉装置涉及的灌溉合理度以及使用寿命影响指数，综合分析自动化灌溉区域的人工智能指数，当人工智能指数大于等于人工智能指数阈值时，对所属自动化灌溉区域进一步分析并判断是否预警或检修自
动化灌溉装置。因为在本专利技术研究中确定自动化灌溉区域的地形位置后，影响自动化灌溉的因素主要为灌溉装置，灌溉装置存在的角度问题和灌溉装置是否存在寿命降低的问题就会间接的影响该区域的人工智能指数；当人工智能指数小于阈值时，说明该灌溉区域的灌溉装置角度布置不合适或者装置内产生堵塞的情况。
[0010]进一步的，根据自动化灌溉区域的地形数据，分析在监测周期内的降雨天气后自动化灌溉区域的震荡指数，包括以下过程：
[0011]获取第k个自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度Ak，以及在监测周期内降雨停止后脚印的数据信息；脚印的数据信息包括在自动化灌溉区域的地面上以间隔长度为n的距离，从坡面的最低点到最高点获取的脚印深度Pki，脚印深度Pki表示第k个自动化灌溉区域地面上第i个间隔点的脚印深度，i≤b，b表示间隔点个数的最大值；
[0012]利用公式：
[0013][0014]计算第k个自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度A对自动化灌溉区域的震荡指数GAk；
[0015]且(sinAk)
·
[n(i
‑
1)]≠0，其中Pkb表示第k个自动化灌溉区域的第b个间隔点的脚印深度，Pk1表示第k个自动化灌溉区域地面上第1个间隔点的脚印深度，第1个间隔点为自动化灌溉区域地面的最低点；(sinAk)
·
[n(i
‑
1)]表示第k个自动化灌溉区域地面第i个间隔点到空间水平地面的垂直距离。
[0016]根据具体自动化灌溉区域的震荡指数可以进一步的分析该区域装置对整体含水量的影响，且同一个区域土质相同的情况下，脚印的深浅说明含水量多少，这样分析包含了水质和土质等外界的影响因素，使得数据精确度更好且容易获取；且倾斜角度影响了高度差值，存在高度差值时水受到自然重力的作用会产生往低处流的趋势，此时分析不同位置的鞋印深度就能反应出该自动化灌溉区域地形数据的影响程度。
[0017]进一步的，分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的灌溉合理度，包括以下过程：
[0018]灌溉装置固定在间隔点上，当灌溉装置垂直于空间水平地面方向安装在具有倾斜角度的自动化灌溉区域的地面时，建立以灌溉装置的出水口为坐标原点、灌溉支撑部件的方向为纵坐标、灌溉装置的水平方向为横坐标的坐标系；
[0019]将灌溉装置出水口喷洒的水流构建为抛物线，以纵坐标为界限，获取纵坐标左右两侧抛物线最高点到达自动化灌溉区域地面垂直于空间水平地面方向上的直线距离h1、h2，以及第i个纵坐标左右两侧抛物线覆盖的脚印深度Pi1、Pi2和灌溉装置左右两侧的最远灌溉距离L1、L2，利用公式：
[0020][0021]计算第一差值系数，其中g表示重力加速度；该公式表示在同一灌溉装置因为安装的方式和灌溉区域的地形，造成灌溉装置出水口到左右两侧地面的高度不同，故造成落地
的时间和灌溉距离的不同，所以会产生水量不同的情况，根据差异可以分析此种安装情况下整体灌溉的均匀程度；
[0022]间隔点位置不变，当灌溉装置垂直安装在具有倾斜角度的自动化灌溉区域的地面时，建立以灌溉装置的出水口为坐标原点、灌溉支撑部件的方向为纵坐标、灌溉装置的水平方向为横坐标的坐标系；
[0023]将灌溉装置出水口喷洒的水流构建为抛物线，以纵坐标为界限，获取抛物线最高点垂直到达自动化灌溉区域地面直线距离h
’
，以及第i个纵坐标左右两侧抛物线覆盖的脚印深度Pi1
’
、Pi2
’
和灌溉装置左侧的最远灌溉距离L1
’
；利用公式：
[0024][0025]计算第二差值系数，其中L2
’
＝L1+L2
‑
L1
’
；因为在灌溉装置的角度发生改变时，灌溉距离也会产生改变，在第一种情况中，两灌溉装置的距离间不同灌溉装置的距离可能不存在交叉，但当间隔点不变改变装置角度，可能在两装置之间的灌溉区域就会产生交叠，这里我们不分析产生交叠的一部分，因为交叠部分的水量来源同时有两个灌溉装置会使数据产生误差；
[0026]比较第一差值系数e1、第二差值系数e2的大小关系；
[0027]选取两者系数比较中数值最小的对应的灌溉装置固定方式，并计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的自动化灌溉方法，其特征在于，包括以下过程：获取自动化灌溉区域的地形数据和自动化灌溉装置的位置数据，所述自动化灌溉装置均匀分布于自动化灌溉区域内，所述地形数据是指自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度，所述位置数据包括相邻自动化灌溉装置的间隔距离和自动化灌溉装置与自动化灌溉区域地面、空间水平地面形成的角度关系；所述灌溉装置包括灌溉支撑部件和灌溉出水口；根据自动化灌溉区域的地形数据，分析在监测周期内降雨天气后自动化灌溉区域的震荡指数；基于地形数据对自动化灌溉区域的震荡指数，结合自动化灌溉装置的位置数据分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的灌溉合理度，并根据灌溉合理度进一步对自动化灌溉装置进行核验，所述核验包括分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的使用寿命影响指数；结合不同自动化灌溉区域的震荡指数和所属区域对应灌溉装置涉及的灌溉合理度以及使用寿命影响指数，综合分析自动化灌溉区域的人工智能指数，当人工智能指数大于等于人工智能指数阈值时，对所属自动化灌溉区域进一步分析并判断是否预警或检修自动化灌溉装置。2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的自动化灌溉方法，其特征在于：所述根据自动化灌溉区域的地形数据，分析在监测周期内的降雨天气后自动化灌溉区域的震荡指数，包括以下过程：获取第k个自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度Ak，以及在监测周期内降雨停止后脚印的数据信息；所述脚印的数据信息包括在自动化灌溉区域的地面上以间隔长度为n的距离，从坡面的最低点到最高点获取的脚印深度Pki，所述脚印深度Pki表示第k个自动化灌溉区域地面上第i个间隔点的脚印深度，i≤b，b表示间隔点个数的最大值；利用公式：计算第k个自动化灌溉区域的地面与空间水平地面的倾斜角度A对自动化灌溉区域的震荡指数GAk；且(sinAk)
·
[n(i
‑
1)]≠0，其中Pkb表示第k个自动化灌溉区域的第b个间隔点的脚印深度，Pk1表示第k个自动化灌溉区域地面上第1个间隔点的脚印深度，所述第1个间隔点为自动化灌溉区域地面的最低点；(sinAk)
·
[n(i
‑
1)]表示第k个自动化灌溉区域地面第i个间隔点到空间水平地面的垂直距离。3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的自动化灌溉方法，其特征在于：所述分析自动化灌溉装置在具有倾斜角度的自动化灌溉区域地面的灌溉合理度，包括以下过程：所述灌溉装置固定在所述间隔点上，当灌溉装置垂直于空间水平地面方向安装在具有倾斜角度的自动化灌溉区域的地面时，建立以灌溉装置的出水口为坐标原点、灌溉支撑部件的方向为纵坐标、灌溉装置的水平方向为横坐标的坐标系；将灌溉装置出水口喷洒的水流构建为抛物线，以纵坐标为界限，获取纵坐标左右两侧抛物线最高点到达自动化灌溉区域地面垂直于空间水平地面方向上的直线距离h1、h2，以
及第i个纵坐标左右两侧抛物线覆盖的脚印深度Pi1、Pi2和灌溉装置左右两侧的最远灌溉距离L1、L2，利用公式：计算第一差值系数，其中g表示重力加速度；间隔点位置不变，当灌溉装置垂直安装在具有倾斜角度的自动化灌溉区域的地面时，建立以灌溉装置的出水口为坐标原点、灌溉支撑部件的方向为纵坐标、灌溉装置的水平方向为横坐标的坐标系；将灌溉装置出水口喷洒的水流构建为抛物线，以纵坐标为界限，获取抛物线最高点垂直到达自动化灌溉区域地面直线距离h
’
，以及第i个纵坐标左右两侧抛物线覆盖的脚印深度Pi1
’
、Pi2
’
和灌溉装置左侧的最远灌溉距离L1
’
；利用公式：计算第二差值系数，其中L2
’
＝L1+L2
‑
L1
’
；比较第一差值系数e1、第二差值系数e2的大小关系；选取两者系数比较中数值最小的对应的灌溉装置固定方式，并计算倾斜角度为A的自动化灌溉区域的灌溉合理度rA＝{e1，e2}min
×
GA；其中GA表示自动化灌溉区域地面倾斜角度为A的震荡指数。4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的自动化灌溉方法，其特征在于：所述根据灌溉合理度进一步对自动化灌溉装置进行核验，包括以下过程：设置第二差值系数分析对应的灌溉装置安装方式，所述安装方式表示灌溉装置与纵坐标方向顺时针形成的夹角c，并获取夹角c对应安装方式第一次使用时相邻灌溉装置间灌溉距离比例kc1，以及在经历监测周期后的相邻灌溉装置间灌溉距离的比例kc2；所述相邻灌溉装置间灌溉距离的比例为任一灌溉装置的灌溉距离与两相邻灌溉装置间的距离长度之比；利用公式计算夹角为c时对应灌溉装置的使用寿命影响指数sc＝(kc1
‑
kc2)/(f1
‑
f2)，其中f1表示灌溉装置垂直于空间水平地面安装在自动化灌溉区域地面时，第一次使用时相邻灌溉装置间灌溉距离比例，f2表示灌溉装置垂直于空间水平地面安装在自动化灌溉区域地面时，经历监测周期后相邻灌溉装置间灌溉距离比例。5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的自动化灌溉方法，其特征在于：所述综合分析自动化灌溉区域的人工智能指数，包括以下过程：利用公式计算具有倾斜角度为A的自动化灌溉区域的人工智能指数YA＝rA+sc，设置具有倾斜角度为A的自动化灌溉区域的人工智能指数阈值YA0；若YA小于YA0时，继续监...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇书，
申请(专利权)人：珠海万腾园林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：