[發明專利]一種智能澆灌系統

在審

• 申請號: 202310428159.2
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116406606A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 于強;蘇湊清;何小剛;陳方劍
• 申請（專利權）人: 廣州上諾生物技術有限公司
• 主分類號: A01G25/09
• 分類號: A01G25/09;A01G25/16
• 代理公司: 深圳市國高專利代理事務所(普通合伙) 44731
• 代理人: 陳冠豪

本發明公開了一種智能澆灌系統，屬于澆灌系統領域，包括若干個濕度傳感器組件、若干個傳感終端、氣溫數據采集模塊、降雨量數據采集模塊、中繼模塊、云端以及灌溉機器人；所述濕度傳感器組件的數量至少為三組，每組所述濕度傳感器組件包括至少三個土壤濕度傳感器，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應連接，用于接收土壤濕度傳感器傳來的土壤濕度數據。本發明，能夠根據土壤不同深度的濕度來綜合考慮植物的真正需求，避免導致澆水過多或過少影響植物的生長，為植物提供足夠的水分的同時避免浪費水資源。

技術領域

本發明涉及一種澆灌系統，具體是一種智能澆灌系統。

背景技術

在生活節奏越來越快的今天，我們都在尋求能夠放慢節奏的生活方式，有的人喜歡在屋外種植一些花植物草，不僅能美化空間，還能陶冶身心。然而，植物種植存在許多問題，其中最主要的問題就是植物無法得到正確的澆灌。有的人實在太忙，忙到沒時間給植物澆灌；有的人或許因為記性差、忙不過來，也無法及時澆灌植物。

目前所見的灌溉多是直接水澆或者噴淋，但是存在易揮發的缺點，同時很多不必要澆水的部分也成了灌溉區，很是浪費，同時水流速度也不盡人意。為此人們開發了澆灌系統用于自動澆灌。然而，這種澆灌對于植物來說均是被動地接受，沒有根據土壤不同深度的濕度來綜合考慮植物的真正需求，這就容易導致澆水過多或過少，影響植物的生長。

因此，本領域技術人員提供了一種智能澆灌系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能澆灌系統，能夠根據土壤不同深度的濕度來綜合考慮植物的真正需求，避免導致澆水過多或過少影響植物的生長，為植物提供足夠的水分的同時避免浪費水資源，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種智能澆灌系統，包括若干個濕度傳感器組件、若干個傳感終端、氣溫數據采集模塊、降雨量數據采集模塊、中繼模塊、云端以及灌溉機器人；所述濕度傳感器組件的數量至少為三組，每組所述濕度傳感器組件包括至少三個土壤濕度傳感器，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應連接，用于接收土壤濕度傳感器傳來的土壤濕度數據；所述氣溫數據采集模塊用于采集所在環境的氣溫數據；所述降雨量數據采集模塊用于采集所在環境的降雨量數據；所述中繼模塊用以接收土壤濕度數據、氣溫數據以及降雨量數據并將數據進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的數據并構建灌溉預測模型，輸出灌溉預測模型的結果給灌溉機器人；所述灌溉機器人用于按照云端傳來的模型結果對相應區域進行澆灌。

作為本發明進一步的方案：所述灌溉預測模型的具體構建過程為：

計算土壤的含水量，將土壤的含水量標記為VWC，其中，土壤介電常數標記為：ε_a為不同深度的濕度傳感器采集到的土壤介電常數，L為濕度傳感器傳輸線長度，c為光速，t為濕度傳感器采樣時間；

VWC0，VWC1，VWC2，VWC3分別為某一時刻t由淺入深不同深度土壤的濕度數據，帶入以下模型進行訓練得到w的值：

其中，p為t時刻的VMC數據量，q為大于3的小于10任意整數，w為連接權重，g為tansig或者logsig函數；模型的激活函數為：

Relu(x)＝max(0，x)；

得到訓練好的模型后對土壤含水量進行預測，針對不同的作物設置閾值，當某一作物的土壤含水量低于閾值時自動通知灌溉機器人移動到相應的位置進行灌溉，從而實現精準的農業灌溉。