[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110700414.5
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113412777A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 張維
• 申請（專利權）人: 安徽維誠水務科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G05D22/02;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權代理有限公司 34147
• 代理人: 趙娟

1.一種基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：包括控制器、土壤濕度檢測模塊、土壤含水量檢測模塊、氣象數(shù)據(jù)采集模塊，以及根據(jù)種植作物的種類劃分為各子區(qū)域的農(nóng)田，所述控制器與用于采集作物生長情況的生長情況采集模塊相連，所述控制器與用于建立作物生長情況分別與所需土壤濕度、所需土壤含水量對照表的模糊變量對照表建立模塊；

所述控制器與用于對土壤濕度檢測模塊采集到的實際土壤濕度進行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理模塊相連，所述控制器與用于設置各子區(qū)域中實際土壤濕度對應權重參數(shù)的權重參數(shù)設置模塊相連，所述控制器與用于將數(shù)據(jù)處理結果結合對應權重參數(shù)進行數(shù)據(jù)計算的子區(qū)域數(shù)據(jù)計算模塊相連，所述控制器與用于根據(jù)數(shù)據(jù)計算結果對子區(qū)域土壤是否缺水進行分析的子區(qū)域數(shù)據(jù)分析模塊相連；

所述控制器與用于根據(jù)氣象數(shù)據(jù)計算子區(qū)域中作物蒸騰量的作物蒸騰量計算模塊相連，所述控制器與用于計算農(nóng)田土壤蒸發(fā)量的土壤蒸發(fā)量計算模塊相連，所述作物蒸騰量計算模塊、土壤蒸發(fā)量計算模塊與用于計算子區(qū)域實際需水量的實際需水量計算模塊相連；

所述控制器與用于存儲子區(qū)域土壤缺水情況、子區(qū)域實際需水量的數(shù)據(jù)存儲模塊相連，所述數(shù)據(jù)存儲模塊與綜合分析模塊相連，所述控制器與用于設置噴淋策略的噴淋策略設置模塊相連，所述控制器結合綜合分析結果、噴淋策略驅動噴淋控制模塊對各子區(qū)域進行噴淋工作。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述生長情況采集模塊為分布設置于各子區(qū)域的圖像采集裝置和圖像識別模塊，所述圖像識別模塊中包含有用于根據(jù)作物圖像識別作物所屬生長階段的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型采集各種類作物處于不同生長階段的圖像作為訓練集，并利用訓練集進行模型識別訓練，同時根據(jù)反饋識別結果的準確度在訓練過程中對內(nèi)部參數(shù)進行優(yōu)化調節(jié)。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：農(nóng)田中的各所述子區(qū)域中劃分為多個子區(qū)塊，所述土壤濕度檢測模塊分布設置于各子區(qū)塊上，所述土壤濕度檢測模塊將自身檢測到的實際土壤濕度與子區(qū)域對應的區(qū)號、子區(qū)塊對應的子區(qū)號打包，并將數(shù)據(jù)包發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)包進行解析，并按照區(qū)號、子區(qū)號將實際土壤濕度標注在農(nóng)田實際位置，生成實際土壤濕度分布圖；

同時將實際土壤濕度與所需土壤濕度進行對比，根據(jù)對比結果在實際土壤濕度分布圖上利用“0”、“1”進行標注，生成土壤濕度要求分布圖；

其中，實際土壤濕度小于所需土壤濕度的子區(qū)塊標注為“0”，否則將對應的子區(qū)塊標注為“1”。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)生長情況采集模塊采集到本子區(qū)域作物所屬生長階段，從模糊變量對照表建立模塊建立的作物生長情況與所需土壤濕度對照表中調取對應所需土壤濕度。

7.根據(jù)權利要求5所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述權重參數(shù)設置模塊將子區(qū)域中包含子區(qū)塊數(shù)量的倒數(shù)作為該子區(qū)域中各子區(qū)塊對應的權重參數(shù)，所述子區(qū)域數(shù)據(jù)計算模塊對各子區(qū)塊對應標注數(shù)進行加權求和；

若所述子區(qū)域數(shù)據(jù)分析模塊判斷加權求和結果大于子區(qū)塊數(shù)量的60％時，則判定該子區(qū)域不缺水，否則判定該子區(qū)域處于缺水狀態(tài)。

8.根據(jù)權利要求7所述的基于數(shù)據(jù)采集的節(jié)水管控系統(tǒng)，其特征在于：所述實際需水量計算模塊根據(jù)生長情況采集模塊采集到本子區(qū)域作物所屬生長階段，從模糊變量對照表建立模塊建立的作物生長情況與所需土壤含水量對照表中調取對應所需土壤含水量；

所述實際需水量計算模塊根據(jù)所需土壤含水量、作物蒸騰量、土壤蒸發(fā)量，以及土壤含水量檢測模塊采集到的實際土壤含水量，計算子區(qū)域實際需水量。