[发明专利]一种基于时间序列的土壤含水量预测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于时间序列的土壤含水量预测系统及方法，该系统包括：远程服务器、数据传输网关、预设范围内的气象站和多个布置在预设范围内的土壤信息采集节点；所述远程服务器，根据获取相同时刻的土壤信息采集节点采集的土壤相关信息、以及气象站采集的天气相关信息，计算输出未来预设时长内所述预设范围内的土壤含水量预测值。该系统响应速度快、布置方便、灵活、可靠、高效；可根据不同地区的土壤特性及气候条件，自适应地调整土壤含水量预测相关参数，再根据大气环境数据、土壤环境数据进行分析处理，给出土壤含水量的预测值，用于指导灌溉作业，有效提高灌溉效率，减少水资源浪费。

技术领域

本发明涉及农情信息获取应用的技术领域，特别涉及一种基于时间序列的土壤含水量预测系统及方法。

背景技术

我国是农业大国，农业用水占全国总用水量的68％，其中灌溉用水量占农业用水的90％以上，然而由于灌溉技术的落后，其利用率仅为43％，而发达国家已达70-80％。农情信息获取的不及时，对土壤信息的变化规律的掌握不足，特别是含水量的变化规律，使得灌溉缺乏科学依据，相应的自动化技术也无法应用到灌溉系统中，直接导致灌溉效率低下，制约了作物产量的提高。而现有的土壤含水量预测方法，比如：利用遥感技术预测土壤含水量，对于农民或是农场主来说不易获取和利用。土壤水分收支平衡法、土壤水分丢失速度的简易推算法，都需要精细的数据获取硬件设施，并进行一系列运算。上述方法往往都需要借助特定环境、或是数据获取计算比较困难，缺乏普遍适用性。

因此，如何高效的获取土壤信息，掌握土壤环境的变化规律，进而对土壤信息，如含水量的预测、估算，成为本领域研究人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有土壤含水量预测方法，缺乏普遍适用性，以及土壤信息利用率低等问题，本发明提供了一种基于时间序列的土壤含水量预测系统及方法，该系统可对土壤含水量进行预测分析，让用户了解园区土壤含水量的具体情况，使灌溉策略更具科学性，提高灌溉效率。

本发明实施例提供一种基于时间序列的土壤含水量预测系统，包括：远程服务器、数据传输网关、预设范围内的气象站和多个布置在预设范围内的土壤信息采集节点；

所述土壤信息采集节点将采集的土壤相关信息，通过所述数据传输网关发送给所述远程服务器；所述土壤相关信息包括：温度值、湿度值、EC值和PH值；

所述气象站将采集的天气相关信息，通过所述数据传输网关发送给所述远程服务器；所述天气相关信息包括：风速、风量、雨量、空气温湿度和光照数据；

所述远程服务器，根据获取相同时刻的土壤相关信息和天气相关信息，计算输出未来预设时长内所述预设范围内的土壤含水量预测值。

在一个实施例中，所述土壤信息采集节点包括：第一核心处理器，以及与其相连接的土壤温湿度EC值传感器、土壤PH值传感器、土壤水势传感器、第一无线通信模块和第一电源模块。

在一个实施例中，所述气象站包括：第二核心处理器，以及与其相连接的风速风量传感器、雨量计、空气温湿度计、光照计、第二无线通信模块和第二电源模块。

在一个实施例中，所述土壤信息采集节点和/或所述气象站还包括MOS管电源控制模块；

所述第一核心处理器，通过MOS管电源控制模块分别与土壤温湿度EC值传感器、土壤PH值传感器和土壤水势传感器控制连接；

所述第二核心处理器，通过MOS管电源控制模块分别与所述风速风量传感器、雨量计、空气温湿度计和光照计控制连接。

在一个实施例中，所述数据传输网关包括：第三核心处理器，以及与其相连接的TF卡、GSM模块和第三无线通信模块；

其中，所述第三无线通信模块分别与第一无线通信模块和第二无线通信模块无线通信；所述数据传输网关将数据发送给所述远程服务器。