[發明專利]一種智能化農業灌溉系統及方法

在審

• 申請號: 201710381030.5
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107173184A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 趙文霞;朱海洋;楊超飛;呂達;劉文婧;王茂元;柴遠波;李四杰;賈林州
• 申請（專利權）人: 河南嘉禾智慧農業科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;H04L29/08;G08C17/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司51230
• 代理人: 李春芳

技術領域

本發明涉及農業灌溉領域，具體來說，涉及一種智能化農業灌溉系統及方法。

背景技術

智能化普及人們的生活，各種自動化智能化設備越來越多，逐漸向各個行業滲透發展，農業領域也不例外。現有各種各樣的農業領域灌溉設備，但是現有的灌溉設備通常使用檢測器，控制器，控制閥等組成，可以實現自動灌溉，但是現有的設備存在一些問題：第一，可以灌溉的范圍面積小，無法進行大范圍的推廣使用；第二，自動化控制程度低，自動化控制程度不高；第三，現有的灌溉灌溉設備灌溉量控制精確度不夠，很難真正滿足農作物生長階段水量的需求，很難達到真正合適針對農作物進行合理量控制的灌溉。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述由于現有的農業灌溉系統沒有針對農作物需水量因素全面考慮而造成的灌溉量不恰當的問題，本發明提供了一種綜合考慮植物需水量需求從而精確的控制農作物生長所需水量從而促進農作物產量的智能化農業灌溉系統及方法。

本發明提供了一種智能化農業灌溉系統，包括：

農作物信息采集模塊、田間信息采集模塊、灌輸控制模塊、土壤信息采集模塊、無線訪問節點、種植戶電腦、無線通訊模塊、服務器、天氣信息采集模塊、控制閥；

農作物信息采集模塊，采集區域內的農作物生長信息；

田間信息采集模塊，采集農作物生長區域信息；

土壤信息采集模塊，采集農作物生長土壤的信息；

天氣信息采集模塊，采集天氣信息并通過無線通訊模塊發送至種植戶電腦；

無線訪問節點，實現農作物信息采集模塊、田間信息采集模塊、土壤信息采集模塊、灌輸控制模塊和種植戶電腦之間的信息傳輸；

種植戶電腦，接收田間信息采集模塊發送的生長區域信息以及農作物信息采集模塊發送的農作物生長信息并進行標識，對應農作物生長區域獲得對應且唯一的標識符并儲存，接收并儲存農作物生長信息、天氣信息和土壤的信息計算出農作物的需水量儲存并轉化成灌溉量控制信號；

灌輸控制模塊，接收種植戶電腦發送的灌溉量控制信號和農作物生長區域標識符并控制控制閥對標識符所對應區域農作物進行灌溉；

服務器，通過無線通訊模塊接收種植戶電腦儲存的信息。

具體地，還包括通過無線通訊模塊與服務器連接的收購方電腦；通過將收購方的電腦實時的與服務器連接，實時接收農作物的生長數據，便于收購方對農作物生長情況的把控，建立收購方與種植戶之間的信任，便于種植戶后期的銷售。

具體地，所述農作物信息采集模塊包括農作物種類識別儀器；田間信息采集模塊包括RFID電子標簽和激光編碼掃描儀；天氣信息采集模塊包括發射率測試儀、光照強度傳感器、大氣輻射測試儀、空氣濕度傳感器；土壤信息采集模塊包括土壤水分傳感器、溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤輻射測試儀。RFID電子標簽和激光編碼掃描儀是置于該區域內的標識桿上面，對一定區域的農作物進行標記，當采集的信息發送至種植戶的電腦，然后這一區域內的農作物將獲得標識符。

本申請還提供了一種智能化農業灌溉方法，包括以下步驟：

步驟一，獲取農作物生長基本信息

獲取農作物生長信息、生長區域信息和生長土壤的信息，農作物生長信息包括農作物的平均生長周期、農作物現階段生長期，生長土壤的信息包括土壤溫度、土壤濕度；

步驟二，獲取天氣信息

獲取天氣信息，天氣信息包括地面有效輻射量、飽和水汽壓差、反射率；

步驟三，生成標識符及灌溉量控制信號

根據步驟一、二獲得的信息進行Penman-Monteith計算生成灌溉量控制信號，并根據生長區域信息和農作物生長信息生成農作物生長區域的唯一標識符；

步驟四，執行灌溉

根據步驟三中的灌溉量控制信號和標識符對標識符對應農作物生長區域內的農作物進行灌溉。

具體地，Penman-Monteith計算公式為:

R_n＝(1-α)Q-F(5)

其中公式(1)是農作作物現階段生長期t1在0-t2范圍之間的農作物需水量計算公式；

公式(2)是農作作物現階段生長期t1在t2-t范圍之間的農作物需水量計算公式；

上述(1)-(4)中的標記依次為：

E——農作物需水量(mm/d)；

Δ——飽和水汽壓-溫度關系曲線的斜率，kpa/℃；

D_a——飽和水汽壓差，Kpa；