[發(fā)明專利]一種智能澆灌系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310428159.2
• 申請(qǐng)日: 2023-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116406606A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于強(qiáng);蘇湊清;何小剛;陳方劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州上諾生物技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A01G25/09
• 分類號(hào): A01G25/09;A01G25/16
• 代理公司: 深圳市國(guó)高專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44731
• 代理人: 陳冠豪

1.一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，包括若干個(gè)濕度傳感器組件、若干個(gè)傳感終端、氣溫?cái)?shù)據(jù)采集模塊、降雨量數(shù)據(jù)采集模塊、中繼模塊、云端以及灌溉機(jī)器人；

所述濕度傳感器組件的數(shù)量至少為三組，每組所述濕度傳感器組件包括至少三個(gè)土壤濕度傳感器，每組所述濕度傳感器組件中的土壤濕度傳感器所在土壤深度不同，且土壤濕度傳感器用于檢測(cè)所在位置的土壤濕度；所述傳感終端與濕度傳感器組件一一對(duì)應(yīng)連接，用于接收土壤濕度傳感器傳來(lái)的土壤濕度數(shù)據(jù)；所述氣溫?cái)?shù)據(jù)采集模塊用于采集所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；所述降雨量數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所在環(huán)境的降雨量數(shù)據(jù)；所述中繼模塊用以接收土壤濕度數(shù)據(jù)、氣溫?cái)?shù)據(jù)以及降雨量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理放大后上傳給云端；所述云端用以接收中繼模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)并構(gòu)建灌溉預(yù)測(cè)模型，輸出灌溉預(yù)測(cè)模型的結(jié)果給灌溉機(jī)器人；所述灌溉機(jī)器人用于按照云端傳來(lái)的模型結(jié)果對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行澆灌。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉預(yù)測(cè)模型的具體構(gòu)建過(guò)程為：

計(jì)算土壤的含水量，將土壤的含水量標(biāo)記為VWC，其中，土壤介電常數(shù)標(biāo)記為：εa為不同深度的濕度傳感器采集到的土壤介電常數(shù)，L為濕度傳感器傳輸線長(zhǎng)度，c為光速，t為濕度傳感器采樣時(shí)間；

VWCO，VWC1，VWC2，VWC3分別為某一時(shí)刻t由淺入深不同深度土壤的濕度數(shù)據(jù)，帶入以下模型進(jìn)行訓(xùn)練得到w的值：

其中，p為t時(shí)刻的VMC數(shù)據(jù)量，q為大于3的小于10任意整數(shù)，w為連接權(quán)重，g為tansig或者logsig函數(shù)；模型的激活函數(shù)為：

Relu(x)＝max(0，x)；

得到訓(xùn)練好的模型后對(duì)土壤含水量進(jìn)行預(yù)測(cè)，針對(duì)不同的作物設(shè)置閾值，當(dāng)某一作物的土壤含水量低于閾值時(shí)自動(dòng)通知灌溉機(jī)器人移動(dòng)到相應(yīng)的位置進(jìn)行灌溉，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)灌溉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉機(jī)器人，具體包括：AGV小車，所述AGV小車的頂端面固定連接有水箱，且水箱的內(nèi)部開(kāi)設(shè)有儲(chǔ)水腔，所述水箱的一側(cè)面設(shè)有與儲(chǔ)水腔連通的橫向輸水管，且橫向輸水管一端與水箱之間固定連接有電磁閥，所述儲(chǔ)水腔的底端面固定連接有增壓泵，所述橫向輸水管的外側(cè)面底端沿其長(zhǎng)度方向固定連接有若干個(gè)均勻分布的出水頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱的頂端面中心設(shè)有進(jìn)水口，用于向儲(chǔ)水腔補(bǔ)充水源。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向輸水管的外側(cè)面中間位置與水箱一側(cè)面頂端的兩個(gè)拐角之間固定連接有鋼絲繩，且鋼絲繩處于繃緊狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述AGV小車包括車體以及驅(qū)動(dòng)車體前進(jìn)或后退的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，且移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括輪式、履帶式、足式、步進(jìn)式、蠕動(dòng)式、蛇行式以及混合式中的一種，所述車體內(nèi)部設(shè)有定位導(dǎo)航模塊，用以通過(guò)地圖導(dǎo)航移動(dòng)到需要灌溉的位置，所述車體外部設(shè)有攝像頭，用以采集圖像數(shù)據(jù)將其上傳給云端，云端利用圖像識(shí)別技術(shù)以識(shí)別所澆灌植物的種類和狀況，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前環(huán)境因素，預(yù)測(cè)植物的生長(zhǎng)情況，并進(jìn)行相應(yīng)的灌溉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述灌溉機(jī)器人還包括傳感器組件，所述傳感器組件設(shè)置在所澆灌植物的所在位置并與云端無(wú)線連接，用于獲取空氣濕度、溫度、光照強(qiáng)度的環(huán)境數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳云端后，云端利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，使所述智能灌溉機(jī)器人可根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)控制灌溉時(shí)間和強(qiáng)度，并且在環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整以提高灌溉效率。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，還包括用戶端，所述用戶端與云端無(wú)線連接，且用戶端可查看云端數(shù)據(jù)并對(duì)植物所需土壤含水量的閾值進(jìn)行修改。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶端與云端無(wú)線連接的方式包括Wi-Fi、藍(lán)牙中的任意一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種智能澆灌系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶端包括手機(jī)、平板、電腦中的任意一種。