CN108243920A - 一种作物浇水控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种作物浇水控制方法，当根据空气湿度判断出有降雨倾向时，计算喷水预估值通过人工灌溉保证了在降雨等待时间内作物的基本需求，同时通过仅保证土壤的最低湿度要求，保证了土壤对于降雨的吸收能力，避免降雨后土壤过涝。当根据空气湿度判断出干旱倾向，通过补充灌溉量，增加土壤湿度，满足了空气越干燥，越是通过人工灌溉提升土壤湿度以补充水分蒸发损失的需求，有利于保证作物生长的环境湿度需求。

Description

一种作物浇水控制方法
技术领域
本发明涉及农业自动化技术领域，尤其涉及一种作物浇水控制方法。
背景技术
农业灌溉过程中，为了保证作物各阶段的健康成长，当作物过涝需要进行排水；当作物干旱，则需要进行人工灌溉。目前，随着农业自动化的发展，人工灌溉也有自动控制的趋向，但是并不成熟。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种作物浇水控制方法。
本发明提出的一种作物浇水控制方法，包括以下步骤：
S1、预设空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0，A1>A0；采集监控区域内的当前空气湿度，将当前空气湿度分别与空气湿度上限值和空气湿度下限值比较；
S2、在作物种植区域设置喷水装置，单个喷水装置的喷水覆盖范围内为同一种作物，以喷水覆盖范围为各喷水装置的评估范围；
S3、获取各喷水装置的评估范围内的土壤湿度目标值、土壤湿度临界值和当前土壤湿度，土壤湿度目标值大于土壤湿度临界值；
S4、如果当前空气湿度大于或等于空气湿度上限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度临界值比较；如果当前土壤湿度小于土壤湿度临界值，则根据土壤湿度临界值和当前土壤湿度的差值计算喷水预估值；
S5、如果当前空气湿度小于空气湿度上限值并大于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较；如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值与当前土壤湿度的差值计算喷水预估值；
S6、如果当前空气湿度小于或等于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较；如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值与当前土壤湿度的差值以及空气湿度下限值与当前空气湿度的差值计算喷水预估值；
S7、根据喷水预估值控制喷水装置工作。
优选地，步骤S4中，根据土壤湿度临界值M0和当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q的计算模型为：Q＝(M0-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
优选地，步骤S5中，根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
优选地，步骤S6中，根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值以及空气湿度下限值A0与当前空气湿度A的差值计算喷水预估值的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d+(A0-A)×k，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度，k为计算常数。
优选地，步骤S1中，空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0通过人工设置，当前空气湿度通过预设的湿度检测计采集。
优选地，步骤S3中，土壤湿度目标值和土壤湿度临界值通过人工设置，当前土壤湿度通过预设的土壤湿度传感器采集。
优选地，步骤S3中，土壤湿度目标值和土壤湿度临界值与作物一一对应。
本发明中，通过空气湿度对降雨进行评估，即实现了根据降雨调整人工灌溉量，避免作物过涝的情况发生；由将降雨预测转换为空气湿度监控，降低了智能化控制的难度。
本发明中，当根据空气湿度判断出有降雨倾向时，计算喷水预估值通过人工灌溉保证了在降雨等待时间内作物的基本需求，同时通过仅保证土壤的最低湿度要求，保证了土壤对于降雨的吸收能力，避免降雨后土壤过涝。当根据空气湿度判断出干旱倾向，通过补充灌溉量，增加土壤湿度，满足了空气越干燥，越是通过人工灌溉提升土壤湿度以补充水分蒸发损失的需求，有利于保证作物生长的环境湿度需求。
附图说明
图1为本发明中喷水预估值的计算流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种作物浇水控制方法，包括以下步骤。
S1、预设空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0，A1>A0；然后采集监控区域内的当前空气湿度，将当前空气湿度分别与空气湿度上限值和空气湿度下限值比较。本步骤中，空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0分别用于评估空气潮湿程度和空气干燥程度，当A≧A1，则表示有降雨或者即将降雨；A≦A0，则表示空气干燥，土壤水分增发较快。
本步骤中，空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0通过人工设置，当前空气湿度通过预设的湿度检测计采集。
S2、在作物种植区域设置喷水装置，单个喷水装置的喷水覆盖范围内为同一种作物，以喷水覆盖范围为各喷水装置的评估范围。本实施方式中，以单个喷水装置作为喷水控制对象，有利于保证灌溉的精确控制。通过单个评估范围内作物的统一，避免了不同作物对土壤湿度的不同需求造成的相互干扰。S3、获取各喷水装置的评估范围内的土壤湿度目标值、土壤湿度临界值和当前土壤湿度，土壤湿度目标值大于土壤湿度临界值。
本步骤中，土壤湿度目标值和土壤湿度临界值与作物一一对应，且土壤湿度目标值和土壤湿度临界值通过人工设置，当前土壤湿度通过预设的土壤湿度传感器采集。
S4、如果当前空气湿度大于或等于空气湿度上限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度临界值比较。如果当前土壤湿度小于土壤湿度临界值，则根据土壤湿度临界值M0和当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q。具体的，本步骤中，喷水预估值的计算模型为：Q＝(M0-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
具体的，当A≧A1且M≦M0，则表示当前土壤干旱，但有降雨倾向，此时，计算喷水预估值通过人工灌溉保证了在降雨等待时间内作物的基本需求，同时通过仅保证土壤的最低湿度要求，保证了土壤对于降雨的吸收能力，避免降雨后土壤过涝。同时，当A≧A1的情况下，还有可能是刚刚结束降雨，此时必然有M>M0,故而，在A≧A1且M>M0时不进行人工灌溉。
S5、如果当前空气湿度小于空气湿度上限值并大于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较。如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q。具体的，本步骤中，喷水预估值的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
具体的，当A0≦A≦A1，表示空气湿度正常，此时只需要正常保证土壤湿度即可。
S6、如果当前空气湿度小于或等于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较。如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值以及空气湿度下限值A0与当前空气湿度A的差值计算喷水预估值。具体的，本步骤中，喷水预估值的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d+(A0-A)×k，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度，k为计算常数。
当A<A0，表示空气干燥，土壤的水分蒸发快，此时，需要增加土壤湿度，以补充土壤的水分蒸发。空气越干燥，土壤水分蒸发越迅速。本步骤中，通过公式(A0-A)×k计算补充灌溉量，满足了空气越干燥，越是通过人工灌溉提升土壤湿度以补充水分蒸发损失的需求，有利于保证作物生长的环境湿度需求。
S7、根据喷水预估值控制喷水装置工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种作物浇水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预设空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0，A1>A0；采集监控区域内的当前空气湿度，将当前空气湿度分别与空气湿度上限值和空气湿度下限值比较；
S2、在作物种植区域设置喷水装置，单个喷水装置的喷水覆盖范围内为同一种作物，以喷水覆盖范围为各喷水装置的评估范围；
S3、获取各喷水装置的评估范围内的土壤湿度目标值、土壤湿度临界值和当前土壤湿度，土壤湿度目标值大于土壤湿度临界值；
S4、如果当前空气湿度大于或等于空气湿度上限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度临界值比较；如果当前土壤湿度小于土壤湿度临界值，则根据土壤湿度临界值和当前土壤湿度的差值计算喷水预估值；
S5、如果当前空气湿度小于空气湿度上限值并大于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较；如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值与当前土壤湿度的差值计算喷水预估值；
S6、如果当前空气湿度小于或等于空气湿度下限值，则将当前土壤湿度与土壤湿度目标值比较；如果，当前土壤湿度小于土壤湿度目标值，则根据土壤湿度目标值与当前土壤湿度的差值以及空气湿度下限值与当前空气湿度的差值计算喷水预估值；
S7、根据喷水预估值控制喷水装置工作。
2.如权利要求1所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S4中，根据土壤湿度临界值M0和当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q的计算模型为：Q＝(M0-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
3.如权利要求1所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S5中，根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值计算喷水预估值Q的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度。
4.如权利要求1所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S6中，根据土壤湿度目标值M1与当前土壤湿度M的差值以及空气湿度下限值A0与当前空气湿度A的差值计算喷水预估值的计算模型为：Q＝(M1-M)×Ar×h×d+(A0-A)×k，其中，Ar为喷水装置的评估范围的面积，h为喷水装置的评估范围内的作物的根系深度，d为评估范围内的干土密度，k为计算常数。
5.如权利要求1至4任一项所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S1中，空气湿度上限值A1和空气湿度下限值A0通过人工设置，当前空气湿度通过预设的湿度检测计采集。
6.如权利要求1所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S3中，土壤湿度目标值和土壤湿度临界值通过人工设置，当前土壤湿度通过预设的土壤湿度传感器采集。
7.如权利要求1或6所述的作物浇水控制方法，其特征在于，步骤S3中，土壤湿度目标值和土壤湿度临界值与作物一一对应。
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