[发明专利]一种模糊控制灌溉方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模糊控制灌溉方法，属于灌溉控制方法技术领域。

背景技术

在农作物的生长过程中，为了保证农作物生长发育的需要，需要对农作物进行灌溉。而对大面积农作物进行灌溉时，需要投入大量的人力、物力。

申请号为201310191289.5 ，申请日为2013年5月21日的专利申请公开了一种灌溉系统，包括：发动机、开关、电源、水泵和喷头，所述灌溉系统还包括控制器，所述开关同时与所述控制器、所述电源和所述发动机电连接，所述水泵与所述发动机和所述电源电连接，并连接所述喷头。其中一个实施例中，所述控制器用于定时发送启动信号和结束信号给所述开关；所述开关用于响应所述控制器发出的所述启动信号，连通所述电源和所述发动机，以及响应所述结束信号，断开所述电源和所述发动机的连接。如此一来只需设定需要的时间便可自动对植物灌溉，节约人力财力。

申请号为201410337638.4 ，申请日为2014年7月16日的专利申请公开了一种智能灌溉系统，包括传感单元、按键单元、时钟单元、显示单元、电机驱动单元、蜂鸣提示单元以及控制单元。其中，传感单元可感知环境信息并传输给控制单元；按键单元可以对灌溉时长及条件进行设置，并将设置信息传给控制单元；时钟单元可产生高度精确的时间信息供控制单元使用；显示单元可显示时间信息及环境信息；电机驱动单元可在收到控制信号后启动电机，驱动灌溉设备工作，并由蜂鸣提示单元进行提示；控制单元接收并处理环境信息、时间信息、设置信息，并控制电机驱动单元、显示单元及蜂鸣提示单元工作。本发明的智能灌溉系统可以采集环境信息并自动控制灌溉设备工作，系统结构简单，使用方便。

目前的一些灌溉系统大多还是人为决定灌溉时间与灌溉量的被动供水式灌溉，其灌溉时间和灌溉水量对育苗并不一定合理，因此根据作物缺水信息实施精量控制灌溉是提高水的利用率和水的生产效率的重要途径之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种模糊控制灌溉方法，采用模糊控制理论，自动根据农田的实际情况控制灌溉执行机构的工作，保证了灌溉的准确性和及时性，避免人为疏漏耽误农作物生长，有效地节约了人力。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种模糊控制灌溉方法，包括如下步骤：

（1）  由温度传感器探测出灌溉区域的温度，与预设的温度值进行比较输出温度偏差信号，由湿度传感器探测出灌溉区域的湿度，与预设的湿度值进行比较输出湿度偏差信号；

（2）  将温度偏差信号经过微分计算得到温度变化率信号，将湿度偏差信号经过微分计算得到湿度变化率信号；

（3）  所述的温度变化率信号和湿度变化率信号共同经过放大后后输入模糊控制器；

（4）   所述的模糊控制器对输入信号进行模糊化，根据模糊规则得出模糊值；

（5）   所述的模糊控制器根据得出的模糊值对输出信号进行解模糊化，得到所需要的灌溉量；

（6）  模糊控制器的输出端向灌溉执行机构输入控制信号，控制灌溉执行机构的运行时间和运行速率。

作为本发明的一种优选技术方案：步骤（4）中所述输入信号为温度变化率信号和湿度变化率信号共同经过放大器后产生的误差e以及误差变化率c。

作为本发明的一种优选技术方案：在步骤（5）对输出信号进行解模糊化后输出控制量q，即为所需要的灌溉量。

作为本发明的一种优选技术方案：所述湿度感器和温度传感器为霍尔传感器。

作为本发明的一种优选技术方案：所述灌溉装置为根灌装置。

作为本发明的一种优选技术方案：所述模糊控制器采用可编程控制器。

本发明所述一种模糊控制灌溉方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1） 本发明采用模糊控制理论，不依赖于被控对象的精确数学模型。利用控制法则来描述系统变量间的关系。不用数值而用语言式的模糊变量来描述系统。简化系统设计的复杂性，特别适用于非线性、时变、滞后、模型不完全系统的控制。

（2） 本发明消除了传统控制过程中导致的波动问题，使灌溉区域内土壤湿度稳定在一个具体的范围内，保证了农作物的健康生长。

（3） 本发明采用湿度传感器和温度传感器实时检测每个终端节点处的土壤湿度和温度，自动根据农田的实际情况控制灌溉执行机构的工作，解决了传统灌溉方式中灌溉无法自动进行，需要人工操作灌溉设备的问题。保证了灌溉的准确性和及时性，避免人为疏漏耽误农作物生长，有效地节约了人力。