CN105493983A - 智能化茶园霜冻预警防控系统 - Google Patents

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赵会兵
郑拴宁
江源通
陈丁楷
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Institute of Urban Environment of CAS
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00—Protecting plants
    • A01G13/06—Devices for generating heat, smoke or fog in gardens, orchards or forests, e.g. to prevent damage by frost
    • A01G13/065—Frost protection by generating fog or by spraying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

本发明是一种智能化茶园防霜冻系统，主要包括参考位专业气象服务信息，原位茶园小气候监测站、无线数传模块、智能化预警防控模块、烟雾发生器。参考位专业气象服务信息为原位茶园小气候监测数据提供小气候背景拟合数据。原位小气候监测站实时监测茶园原位的小气候特征信息。无线数传模块实现原位茶园小气候监测站、智能化预警防控模块和烟雾发生器之间的无线数据、操控信息及响应指令的互传互通。智能化预警防控模块主要实现小气候监测数据的拟合，繁衍出原位茶园7天内原位小气候预报信息，并以手机短信的形式推送霜冻预警信息，同时在霜冻形成当日下午18时通过无线数传模块，启动烟雾发生器2小时，预防霜降形成。

Description

智能化茶园霜冻预警防控系统
技术领域
本发明涉及农业气象灾害监测与控制领域，是一种智能化预警及防控系统。
背景技术
霜冻是茶园主要的自然灾害之一，与茶园的局地小气候密切相关。其主要原因是夜晚近地温度下降过快，地表附近空气形成上热下冷、大气结构稳定且对流微弱的逆温层。逆温造成温度持续下降，当温度低于维持植物体内正常代谢平衡的温度时，便会发生冻害，使叶片枯萎甚至脱落，严重时可导致整个植株枯死。因此，如何对预测小气候要霜冻防治具有重要意义。
目前，茶园小气候预测主要基于少数茶园观测站点的实时观测数据，预见性差，同时，由于天气具有复杂性和多变性，且与周边区域的气候条件密切相关，因此，在对茶园的小气候进行预测时，不仅需要测点的气象数据，也需要周围大量的专业气象资料的辅助决策。
在霜冻防治措施方面。目前主要方式有两种，一种是用机械的方式改变气流的运动状态，促进冷热空气的对流交换。另一种是烟熏方式，在近地面产生大量烟雾，烟雾能够形成屏障，阻止地表热能量的散失，同时烟雾具有大量热能，可以提升附近空气的温度
机械方式存在以下问题：安装环境要求高。由于使用大功率风扇，需要专用的电力传输线路。部分茶园分布在人类活动较少的丘陵地带，由于地形复杂，没有电力线，无法安装设备。熏烟方式需要专人值守，根据经验人工释放烟雾。随着科技的发展，现在也出现了智能烟雾产生装置，可以在无人值守情况下根据温度的变化自动释放烟雾，霜冻还和土壤水分、植物状况、风速等条件相关，仅仅根据温度调节的设定还过于简单，同时，由于缺少茶园本地的小气候预测信息，智能烟雾产生装置的实时释放烟雾的霜冻预防效果较差。
发明内容
本发明公开了一种智能化茶园霜冻预警防控系统，通过参考位气象服务信息与原位茶园小气候监测数据的多元拟合，获取参考位气象服务信息与原位茶园小气候监测数据的数据拟合关系，并结合7天内参考位专业气象预报服务信息，预测原位茶园7天内的小气候发育情况，并生成原位茶园7天内的小气候预报信息，当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，则以手机短信的形式向茶园管理者实时推送霜冻预警信息，并在霜冻形成当日下午18时通过无线数传模块，启动烟雾发生器2小时，预防霜降形成。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种智能化茶园霜冻预警防控系统，所述系统包括参考位专业气象服务信息，原位茶园小气候监测站、无线数传模块、智能化预警防控模块、烟雾发生器。
所述智能化预警防控模块通过无线数传模块实现茶园小气候监测站与智能化预警防控模块之间、智能化预警防控模块与烟雾发生器之间的无线数据、操控信息及响应指令的互传互通。
所述智能化预警防控模块实时获取参考位专业气象服务信息和原位茶园小气候监测数据，并对参考位专业气象服务信息与原位茶园小气候监测数据进行多元拟合，生成拟合关系，并以此拟合关系为基础，结合7天内参考位专业气候预报信息，繁衍出原位茶园7天内原位小气候预报信息。
所述智能化预警防控模块以原位茶园7天内原位小气候预报信息为基础，当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，则以手机短信的形式向茶园管理者实时推送霜冻预警信息。
当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，所述智能化预警防控模块在霜冻具体形成当日下午18时通过无线数传模块，启动烟雾发生器2小时，预防霜降形成。
本发明所提供的智能化茶园霜冻预警防控系统，以参考位气象服务信息与原位茶园小气候监测数据为基础，繁衍出原位茶园7天内原位小气候预报信息并及时向管理者手机推送预警信息，同时在霜降当日18时启动烟雾发生器2小时，实时防治霜冻形成，不需要专门电力设施，易于部署，在防治霜冻功能上具有数据预测性准、工作条件适宜性高，智能程度化高等优点。
附图说明
图1为本发明的总体框架图。
图2位本发明的智能化预警防控系统控制系统示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种智能化茶园霜冻预警防控系统，所述系统包括参考位专业气象服务信息，原位茶园小气候监测站、无线数传模块、智能化预警防控模块、烟雾发生器。智能化预警防控模块通过无线数传模块实现与茶园小气候监测站、烟雾发生器之间的无线数据、操控信息及响应指令的互传互通。
所述参考位专业气象服务信息为地方气象服务部门所架设的专业气象台、站发布的气象信息，参考位专业气象服务信息的台、站选择标准为经纬度与原位茶园小气候监测站经纬度相差小于1度，海拔高度相差小于100米，地形条件一致。参考位专业气象服务信息通过无线数传模块将其历史小气候信息及实时小气候信息传送到智能化预警防控模块。
所述原位茶园小气候监测站为架设在茶园中的具有温度、湿度、风速、降水等小气候信息自动监测功能的小型气象站，监控高度为距离地面1.5米。原位茶园小气候监测站以实时的方式通过无线数传模块将小气候信息发送至智能化预警防控模块。
所述无线数传模块主要包括Zigbee模块，GPRS模块及3G数传模块，但不限于这些模块，主要实现参考位专业气象服务信息、原位茶园小气候监测站与智能化预警防控模块之间、智能化预警防控模块与烟雾发生器之间的无线数据、操控信息及响应指令的互传互通。
如图2所示，所述智能化预警防控平台，通过无线数传模块实时接收、存储参考位专业气象服务信息、参考位专业气象预报信息、原位茶园小气候监测信息，并对参考位专业气象服务信息与原位茶园小气候监测数据进行多元拟合，生成拟合关系，并以此拟合关系为基础，结合7天内参考位专业气候预报信息，繁衍出原位茶园7天内原位小气候预报信息。当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，则以手机短信的形式向茶园管理者实时推送霜冻预警信息，并在霜冻具体形成当日下午18时通过无线数传模块，启动烟雾发生器2小时，预防霜降形成。
所述烟雾发生器，以助燃剂+耐燃剂为烟雾发生源，依据无线数传模块所接收到的智能化预警防控模块操控指令，适时在茶园间制造烟雾，使其弥漫在茶树的树冠高度以上，防治茶园霜冻灾害。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (4)

1.本发明是一种智能化茶园霜冻预警防控系统，其特征在于，所述智能化茶园霜冻预警防控系统包括参考位专业气象服务信息，原位茶园小气候监测站、无线数传模块、智能化预警防控模块、烟雾发生器；所述智能化预警防控模块与原位茶园小气候监测站、烟雾发生器之间通过无线数传模块进行信息通信及操控指令响应。
2.如权利1所述的智能化茶园霜冻预警防控系统，其特征在于，所述的智能化预警防控模块实现参考位历史气象服务信息与原位茶园小气候监测站历史同期数据的多元拟合，并以此拟合关系为基础，结合7天内参考位专业气候预报信息，繁衍出原位茶园7天内原位小气候预报信息。
3.如权利1所述的智能化茶园霜冻预警防控系统，其特征在于，所述的智能化预警防控模块依据其所繁衍出的原位茶园7天内原位小气候预报信息，当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，则以手机短信的形式向茶园管理者实时推送霜冻预警信息。
4.如权利1所述的智能化茶园霜冻预警防控系统，其特征在于，所述的智能化预警防控模块依据其所繁衍出的原位茶园7天内原位小气候预报信息，当原位茶园7天内原位小气候预报信息具备霜冻形成的条件时，则在霜冻形成当日下午18时通过无线数传模块，启动烟雾发生器2小时，预防霜降形成。
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