[发明专利]一种智能节水灌溉物联网控制系统

摘要

本发明公开了一种智能节水灌溉物联网控制系统，该系统包括田间小气候自动观测仪、数据分析装置、控制装置和灌溉出水装置，田间小气候自动观测仪与数据分析装置连接，田间小气候自动观测仪用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力、总辐射气象要素进行全天候现场监测，并且将监测到的数据全部传输给数据分析装置；所述的数据分析装置用于根据从所述的田间小气候自动观测仪接收到的数据实时预测作物蒸发蒸腾量，并且将实时预测的作物蒸发蒸腾量传输给控制装置，所述控制装置根据从所述数据分析装置接收到的作物蒸发蒸腾量控制灌溉出水装置实现自动灌溉。

主权项

1.一种智能节水灌溉物联网控制系统，其特征在于，所述智能节水灌溉物联网控制系统包括田间小气候自动观测仪、数据分析装置、控制装置和灌溉出水装置，所述的田间小气候自动观测仪与数据分析装置连接，数据分析装置与控制装置连接，控制装置与灌溉出水装置连接，所述的田间小气候自动观测仪用于对风速、风向、雨量、空气温度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力、总辐射气象要素进行全天候现场监测，并且将监测到的数据全部传输给数据分析装置；所述的数据分析装置用于根据从所述的田间小气候自动观测仪接收到的数据实时预测作物蒸发蒸腾量，并且将实时预测的作物蒸发蒸 腾量传输给控制装置，所述控制装置根据从所述数据分析装置接收到的作物蒸发蒸腾量控 制灌溉出水装置实现自动灌溉；所述的数据分析装置根据第一公式实时预测作物蒸发蒸腾量，第一公式的内容为：ET_i= ET_oi•K_oi•K_si其中ET_i为第i天的作物蒸发蒸腾量，mm/d；ET_oi为第i天的参考作物腾发量，mm/d；K_oi为第i天的作物系数，K_si为第i天的土壤水分修正系数；ET_oi根据第二公式计算，第二公式的内容为：ET_oi= Фi•ET_um•exp[‑[(I‑Im)/A]²]其中，Фi为第i天的天气类型修正系数，通过查表获得；ET_um为多年平均最大旬参考作物腾发量平均值，mm/d，通过查询当地长期水文气象资料获得；I为日序数；I_m为历年中出现 ET_um之日序数均值，根据经验，I_m在191至212的范围内取值；A为经验参数，A在96.8至150的范围内取值；K_oi根据第三公式计算，第三公式的内容为：K_oi=a+b•CCiⁿ其中K_oi为第i天的作物系数，a为经验常数，b为经验系数，n为经验指数，CC_i为第i天的绿叶覆盖百分率，%；CC_i根据第四公式计算，第四公式的内容为：CC_i=CC₀+（CC_T–CC₀）i_f /T其中CC_i为第i天的绿叶覆盖百分率，%，CC₀为初始日的作物绿叶覆盖百分率，%，CC_T为第 T日的作物绿叶覆盖百分率，%，i_f为从初始日开始往后的日数；T为从初始日开始到达某一预定CC_T所需的日数；CC₀取自测报点当时测报的数值，CC_T、i_f和T均为根据作物生长特性和实际经验预估的经验值；K_si根据第五公式计算，第五公式的内容为：K_si=α•exp[(θ_i‑θ_c2)]/ θ_c2+R•t_f+Q•h_f其中K_si为第i天的土壤水分修正系数；α为0.8~0.95；θ_i为第i日的实际平均土壤湿度；θ_c2为土壤水分胁迫临界土壤含水率，稻田为饱和含水率的80%，旱田为第i日的实际平均土壤湿度的60%；R为空气温度经验系数，R取为0.005；Q为光照强度经验系数，Q取为0.026；t_f为日平均空气温度；h_f为日平均光照强度。