[发明专利]一种智能化农业灌溉系统及方法

权利要求书

1.一种智能化农业灌溉系统,其特征在于，包括：农作物信息采集模块(1)、田间信息采集模块(2)、灌输控制模块(6)、土壤信息采集模块(3)、无线访问节点(4)、种植户电脑(5)、无线通讯模块(8)、服务器(9)、天气信息采集模块(11)、控制阀(7)；

农作物信息采集模块(1)：采集区域内的农作物生长信息并发送至云端；

田间信息采集模块(2)：采集农作物生长区域信息并发送至云端；

土壤信息采集模块(3)：采集农作物生长土壤的信息并发送至云端；

天气信息采集模块(11)：采集天气信息并通过无线通讯模块(8)发送至种植户电脑；

无线访问节点(4)：实现农作物信息采集模块(1)、田间信息采集模块(2)、土壤信息采集模块(3)、灌输控制模块(6)和种植户电脑(5)之间的信息传输；

种植户电脑(5)：接收田间信息采集模块(2)发送的生长区域信息以及农作物信息采集模块(1)发送的农作物生长信息并进行标识，对应农作物生长区域获得对应且唯一的标识符并储存，接收并储存农作物生长信息、天气信息和土壤的信息计算出农作物的需水量储存并转化成灌溉量控制信号；

灌输控制模块(6)：接收种植户电脑(5)发送的灌溉量控制信号和农作物生长区域标识符并控制控制阀对标识符所对应区域农作物进行灌溉；

服务器(9)：通过无线通讯模块(8)接收种植户电脑(5)储存的信息。

2.如权利要求1所述的一种智能化农业灌溉系统,其特征在于，还包括通过无线通讯模块(8)与服务器(9)连接的收购方电脑(10)。

3.如权利要求1所述的一种智能化农业灌溉系统,其特征在于，所述农作物信息采集模块(1)包括农作物种类识别仪器；田间信息采集模块(2)包括RFI D电子标签和激光编码扫描仪；天气信息采集模块(11)包括发射率测试仪、光照强度传感器、大气辐射测试仪、空气湿度传感器；土壤信息采集模块(3)包括土壤水分传感器、温度传感器、空气湿度传感器、土壤辐射测试仪。

4.一种智能化农业灌溉方法,其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取农作物生长基本信息

获取农作物生长信息、生长区域信息和生长土壤的信息，农作物生长信息包括农作物的平均生长周期、农作物现阶段生长期，生长土壤的信息包括土壤温度、土壤湿度；

步骤二，获取天气信息

获取天气信息，天气信息包括地面有效辐射量、饱和水汽压差、反射率；

步骤三，生成标识符及灌溉量控制信号

根据步骤一、二获得的信息进行Penman-Monteith计算生成灌溉量控制信号，并根据生长区域信息和农作物生长信息生成农作物生长区域的唯一标识符；

步骤四，执行灌溉

根据步骤三中的灌溉量控制信号和标识符对标识符对应农作物生长区域内的农作物进行灌溉。

5.如权利要求4所述的一种智能化农业灌溉方法,其特征在于，Penman-Monteith计算公式为:

E=0.408Δ(Rn-G)+γ900T+273u2DaΔ+γ(1+0.34u2)*t1t---(1)]]>

E=0.408Δ(Rn-G)+γ900T+273u2DaΔ+γ(1+0.34u2)*tt1---(2)]]>

Δ=4098[0.611exp(17.27TT+273.3)]---(3)]]>

Da=0.611(1-RH100)exp(17.502TT+240.97)---(4)]]>

R_n＝(1-α)Q-F(5)

其中公式(1)是农作作物现阶段生长期t1在0-t2范围之间的农作物需水量计算公式；

公式(2)是农作作物现阶段生长期t1在t2-t范围之间的农作物需水量计算公式；

上述(1)-(4)中的标记依次为：

E——农作物需水量(mm/d)；

Δ——饱和水汽压-温度关系曲线的斜率，kpa/℃；

D_a——饱和水汽压差，Kpa；

γ——湿度表常数，kpa/℃，0.066/Kpa℃^-1；

R_n——农作物表面净辐射量，MJ/m²d；

G——土壤热通量，MJ/m²d；

T——土壤平均温度，℃；

RH——土壤平均湿度，％；

u₂——在地面以上2米高处的风速；

α——反射率；

Q——太阳总辐射量，MJ/m2d；

F——地面有效辐射量,MJ/m2d；

t1——农作物现阶段生长期，d；

t2——农作物生长平均最旺盛期，d；

t——农作物平均生长周期，d。