[发明专利]一种智能化农业灌溉系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业灌溉领域，具体来说，涉及一种智能化农业灌溉系统及方法。

背景技术

智能化普及人们的生活，各种自动化智能化设备越来越多，逐渐向各个行业渗透发展，农业领域也不例外。现有各种各样的农业领域灌溉设备，但是现有的灌溉设备通常使用检测器，控制器，控制阀等组成，可以实现自动灌溉，但是现有的设备存在一些问题：第一，可以灌溉的范围面积小，无法进行大范围的推广使用；第二，自动化控制程度低，自动化控制程度不高；第三，现有的灌溉灌溉设备灌溉量控制精确度不够，很难真正满足农作物生长阶段水量的需求，很难达到真正合适针对农作物进行合理量控制的灌溉。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述由于现有的农业灌溉系统没有针对农作物需水量因素全面考虑而造成的灌溉量不恰当的问题，本发明提供了一种综合考虑植物需水量需求从而精确的控制农作物生长所需水量从而促进农作物产量的智能化农业灌溉系统及方法。

本发明提供了一种智能化农业灌溉系统，包括：

农作物信息采集模块、田间信息采集模块、灌输控制模块、土壤信息采集模块、无线访问节点、种植户电脑、无线通讯模块、服务器、天气信息采集模块、控制阀；

农作物信息采集模块，采集区域内的农作物生长信息；

田间信息采集模块，采集农作物生长区域信息；

土壤信息采集模块，采集农作物生长土壤的信息；

天气信息采集模块，采集天气信息并通过无线通讯模块发送至种植户电脑；

无线访问节点，实现农作物信息采集模块、田间信息采集模块、土壤信息采集模块、灌输控制模块和种植户电脑之间的信息传输；

种植户电脑，接收田间信息采集模块发送的生长区域信息以及农作物信息采集模块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，接收种植户电脑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，通过无线通讯模块接收种植户电脑储存的信息。

具体地，还包括通过无线通讯模块与服务器连接的收购方电脑；通过将收购方的电脑实时的与服务器连接，实时接收农作物的生长数据，便于收购方对农作物生长情况的把控，建立收购方与种植户之间的信任，便于种植户后期的销售。

具体地，所述农作物信息采集模块包括农作物种类识别仪器；田间信息采集模块包括RFID电子标签和激光编码扫描仪；天气信息采集模块包括发射率测试仪、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。RFID电子标签和激光编码扫描仪是置于该区域内的标识杆上面，对一定区域的农作物进行标记，当采集的信息发送至种植户的电脑，然后这一区域内的农作物将获得标识符。

本申请还提供了一种智能化农业灌溉方法，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。

具体地，Penman-Monteith计算公式为:

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；