一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及可控农业领域，具体为一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法，数据获取模块、土壤湿度分析模块、地势分析模块以及水源调整管理模块，所述水源调整管理模块用于结合土壤湿度分析模块与地势分析模块中的结果对灌溉设备的水压压力进行调节，本发明专利技术通过分析地形地貌、灌溉设备供水水压以及灌溉设备喷口与灌溉设备的输水管相对角度与农田灌溉效率之间的关系，根据不同地形地貌进行实时调节灌溉设备的运行姿态，从而使得灌溉效率保持在阈值范围内，提高灌溉设备的工作效率，实现灌溉最大化，同时也能够合理利用水资源，使得农作物生长保持在最佳湿度环境下，从而提高农作物的生产量。物的生产量。物的生产量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及可控农业领域，具体为一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法。

技术介绍

[0002]农业生产在社会经济发展过程中具有重要的地位，同时也是支撑国明经济发展的基础产业之一，近年来，随着农业发展和各种农业设备的普及以及应用，大面积的农田和大规模农业种植能够得到统一管理，将人工智能技术广泛应用于农业生产,有利于农业的高质量发展。
[0003]农田灌溉用水在农业用水中占较大比重，而我国的土地有的比较分散而有的很集中，由于每种农作物对土壤含水量的需求均不相同，因此导致不能让每一种农作物都生长在适宜的湿度下，因此，需要通过识别农作物的生长周期以及地形地貌来对该灌溉区域内的土壤含水量进行调节，但是现有技术中并无此控制系统和控制方法，因此，本专利技术的目的在于研发一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于设施布控的水源调整管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供如下技术方案：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于设施布控的水源调整管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、获取农作物健康生长标准指标；S2、分析农作物对应的土壤湿度受环境因素的影响，并对分析结果进行评估；S3、分析地形地貌对灌溉的影响；S4、基于S2中评估结果，结合S3中分析结果对灌溉设备进行调节。2.根据权利要求1所述的一种基于设施布控的水源调整管理方法，其特征在于，所述S1中获取农作物健康生长标准指标，根据对应农田种植的农作物，通过数据库查询得到所述农作物最佳生长状态对应的土壤湿度值，记为阈值α。3.根据权利要求2所述的一种基于设施布控的水源调整管理方法，其特征在于，所述S2中分析农作物对应的土壤湿度受环境因素的影响，并对分析结果进行评估的方法包括以下步骤：步骤1001、获取S1中所述农作物最佳生长状态对应的土壤湿度阈值α；步骤1002、构建土壤湿度受环境因子影响的关系模型，表达式为：soil
(t，s)
＝TS0+B1R
t
‑
‑
B2E
t
‑
B3ε，其中soil
(t，s)
表示时间节点为t时，对应土壤的湿度真实值，TS0表示土壤初始湿度值，B1、B2、B3表示预置的加权系数，R
t
‑
表示农作物在时间节点t前单位时间内对应土壤渗透值，E
t
表示时间为t时，土壤受环境因素影响蒸发的水分值，ε表示地表热通量对土壤湿度水分造成的蒸发；步骤1003、分析农作物生长状态，结合环境因素计算土壤t时蒸发的水分值，即农作物生长前期对应的水分蒸发情况记为农作物生长中后期对应的水分蒸发情况记为其中农作物生长前期表示对应农作物播种时间小于1个月，农作物生长中后期表示对应农作物播种时间大于1个月；步骤1004、获取时间节点t前单位时间内对应的降雨量值，根据土壤含水饱和值分析对应区域土壤湿度情况，即根据土壤初始湿度值，结合土壤渗水速率进行对应区域土壤湿度实时监测，当土壤含水饱和值达到峰值时，对应土壤湿度超标，对雨水的吸收能力下降，多余雨水顺地势地貌向下流淌；步骤1005、对时间节点t时，对应土壤的湿度值进行评估，即将时间节点t时，对应土壤的湿度值与农作物最佳生长状态对应的土壤湿度阈值进行比较，当土壤湿度值在预置的湿度阈值范围内，则不需要启动灌溉设备，记为D1，当土壤湿度值不在预置的湿度阈值范围内，则结合天气降雨情况对灌溉设备进行设置,记为D2，即当土壤湿度值不在预置的湿度阈值范围内，获取天气预报中降雨情况，根据降雨情况确定灌溉设备的运行情况。4.根据权利要求3所述的一种基于设施布控的水源调整管理方法，其特征在于，所述S3中分析地形地貌对灌溉的影响的方法包括以下步骤：步骤2001、获取灌溉设备标准工作时供水水压β；步骤2002、将灌溉设备喷口与灌溉设备的输水管相对角度记为γ，其中灌溉设备喷口安装于输水管顶部，输水管垂直安装于农田中；步骤2003、将灌溉设备输水管道底部与农田的交点作为原点，将方向由西到东且垂直原点所在的直线作为x轴，将过原点所在的水平面记为标准水平面，将灌溉设备输水管道底部与农田交点所在直线作为y轴，构建平面直角坐标系；
步骤2004、将地势地貌与灌溉设备输水管道底部所在曲面相对于标准水平面的最大夹角记为δ；步骤2005、根据地势地貌与灌溉设备输水管道底部所在曲面相对于标准水平面的最大夹角，计算灌溉设备供水时的有效灌溉面积，表达式为：其中S
(β，γ)
表示灌溉设备供水水压为β时，灌溉设备喷口与灌溉设备的输水管相对角度为γ时对应的有效灌溉面积，V
β
表示灌溉设备喷头出水速率，g
s
表示水受重力影响的加速度；步骤2006、通过数据库获取预置的标准灌溉效率阈值σ，基于有效灌溉面积计算灌溉效率，表达式为：其中S
pp
表示斜坡曲面面积，τ表示灌溉效率，将监测的灌溉效率τ与预置的标准灌溉效率阈值σ进行比较，即当监测的灌溉效率τ在预置的标准灌溉效率阈值σ范围内属于正常情况，不需要对水源进行调整，当监测的灌溉效率τ不在预置的标准灌溉效率阈值σ范围内属于异常情况，则需要对水源进行调整。5.根据权利要求4所述的一种基于设施布控的水源调整管理方法，其特征在于，所述S4中基于S2中评估结果，结合S3中分析结果对灌溉设备进行调节的方法包括以下步骤：步骤3001、获取步骤1005中对应土壤的湿度值评估结果；步骤3002、获取步骤2006中对应土壤的灌溉效率值；步骤3003、若只通过调节灌溉设备喷口角度即可消除地势地貌对灌溉的影响时，则当...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱登平，吕名礼，李银华，
申请(专利权)人：上海华维可控农业科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：