[發(fā)明專利]基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的溫室番茄超前決策高頻智能灌溉方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110416626.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113219865B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建明;馬樂(lè)樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 西安匠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

1.一種基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的溫室番茄超前決策高頻智能灌溉方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)光合有效輻射，空氣溫度和空氣相對(duì)濕度數(shù)據(jù)；

2)輸入當(dāng)前物候期植株葉片的各葉長(zhǎng)葉寬，計(jì)算出植株的總?cè)~面積LA；

其中，LA為單株總?cè)~面積，單位為m²；n為單株葉片數(shù)量；L_i為每片葉的葉長(zhǎng)，其中葉長(zhǎng)為葉柄與莖接觸處至葉片最遠(yuǎn)端葉尖處距離，單位為m；W_i為每片葉的葉寬，其中葉寬為葉片橫向距離最遠(yuǎn)的兩片小葉葉尖的距離，單位為m；

3)根據(jù)步驟1)采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算出每小時(shí)植株吸收的光合有效輻射量APAR、空氣平均溫度Ta和空氣平均相對(duì)濕度RH；

其中，APAR為植株每小時(shí)內(nèi)吸收的光合有效輻射量，單位為mmol；PAR_i為一小時(shí)內(nèi)每個(gè)時(shí)刻記錄的植株冠層光合有效輻射，單位為μmol·m^-2·s^-1，10min記錄1次；LA為植株總?cè)~面積，單位為m²；

4)夜間時(shí)段計(jì)算單株每小時(shí)灌溉量，最后得到夜間總灌溉量WET_night；

其中，其中，WET_night為夜間單株總灌溉量，單位為mL；n為夜間小時(shí)數(shù)；Ta_i為每小時(shí)空氣溫度，單位為℃；RH_i為每小時(shí)空氣相對(duì)濕度。

5)白天時(shí)段計(jì)算出單株未來(lái)1h灌溉量WET_day，并發(fā)出灌溉指令；

WET_day＝(-2731.27+2.67APAR’+77.47Ta’+7783.12RH’+0.002APAR’²-0.15Ta’²-4742.03RH’²-0.09APAR’×Ta’-0.46APAR’×RH’-146.58Ta’×RH’)×LA/0.48

其中，WET_day為白天未來(lái)1h的單株所需灌溉量，單位為mL；LA為植株總?cè)~面積，單位為m²；APAR’為2h前植株葉片吸收的光合有效輻射量，單位為mmol；Ta’為1h前的空氣溫度，單位為℃；RH’為1h前的空氣相對(duì)濕度。

6)依據(jù)WET_day提前1h進(jìn)行灌溉，灌溉頻率為1h，夜間總灌溉量WET_night加入至白天第一次灌溉量中。

2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的溫室番茄超前決策高頻智能灌溉方法的系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，超前決策模塊和灌溉控制模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)光合有效輻射，空氣溫度和空氣相對(duì)濕度；所述數(shù)超前決策模塊根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的環(huán)境因子數(shù)據(jù)基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的超前決策模型算法，提前計(jì)算出未來(lái)1h所需灌水量，并發(fā)出灌溉指令；所述數(shù)灌溉控制模塊根據(jù)超前決策模塊發(fā)出的灌溉指令實(shí)施灌溉，灌溉頻率為1h。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的溫室番茄超前決策高頻智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊包括光合有效輻射傳感器、空氣溫度傳感器和空氣濕度傳感器，所述光合有效輻射傳感器、空氣溫度傳感器和空氣濕度傳感器分別接入超前決策模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光輻射量和蒸騰時(shí)滯效應(yīng)的溫室番茄超前決策高頻智能灌溉系統(tǒng)，其特征在于：所述超前決策模塊包括單片機(jī)處理器與人機(jī)交互界面，所述單片機(jī)處理器與人機(jī)交互界面連接，所述光合有效輻射傳感器、空氣溫度傳感器和空氣濕度傳感器分別接入單片機(jī)處理器。