CN108617355A - 一种集群温室灌溉决策方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集群温室灌溉决策方法和系统，所述方法包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法和系统可以降低用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。

Description

一种集群温室灌溉决策方法及系统
技术领域
本发明涉及设施农业生产技术领域，具体涉及一种集群温室灌溉决策方法及系统。
背景技术
随着人们对蔬菜需求日益增多及温室大棚技术的普及，以日光温室为主体的设施农业生产规模越来越大，温室呈集群式分布已逐渐成为现代设施农业发展的主要特征。灌溉水是设施栽培条件下蔬菜对水分需求的主要来源，而集群温室的灌溉及控制在蔬菜优质高效生产等方面显得尤为重要。
现有技术中，温室蔬菜的灌溉控制决策方法主要有以下几种：(1)传统经验法，根据农民在生产过程中积累的经验进行灌溉，由于完全凭借个人惯性思维去掌控灌溉的时间与用量，随机性大，标准不统一，且存在灌水量大、灌水时间不适宜等问题。(2)时序控制法，通过设定灌溉时长，从时间尺度上控制灌溉水用量，虽然能够实现灌溉的定时、定量控制，但由于未考虑作物生长状况，不能实现按需灌溉的精量控制。(3)环境参数控制法，基于获取的对作物生长具有重要影响的某一个或多个环境参数对灌溉做出决策判断，但需要在温室内安装用于监测环境参数的传感器(例如，温度、辐射传感器等)或气象站，对于集群温室而言，通过在温室内布置传感器来获取气象环境因子不仅成本高，而且劳动强度大。特别地，水分传感器控制法也在目前研究中应用较多，该方法主要是依据水分传感器反馈的数据而实现对灌溉的控制，可以做到将土壤/基质控制在作物适宜的水分条件。若水分传感器布点太少，代表性差；而布点太多又增加成本；且目前的水分传感器均为有线监测，布线麻烦，影响正常生产。可见，水分传感器也不适用于集群温室的灌溉控制。(4)模型控制法，目前研究有基于修正P-M式估算的参考作物蒸散量(ET0)对温室作物进行灌溉决策，该方法与智能控制装备相结合可以实现对集群温室灌溉的精准控制，但该方法同样需要获取较多的温室内环境参数(温度、湿度、辐射等)。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种集群温室灌溉决策方法及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种集群温室灌溉决策方法，所述方法包括：
获取集群温室内土壤的当前贮水量；
根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
第二方面，本发明实施例提供一种集群温室灌溉决策系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取集群温室内土壤的当前贮水量；
判断模块，用于根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述设备包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述集群温室灌溉决策方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述集群温室灌溉决策方法。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法和系统，通过获取集群温室内土壤的当前贮水量，根据集群温室内土壤的当前贮水量、集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法和系统能够实现温室内环境信息的计算以及集群温室内的灌溉决策与精准灌溉，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤10、获取集群温室内土壤的当前贮水量；
步骤11、根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
具体地，集群温室内种植的作物可以记为实际作物，灌溉决策系统可以获取集群温室内土壤的当前贮水量，土壤的当前贮水量可以记为W2。
灌溉决策系统还可以从数据库中获取集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数。其中，土壤的田间贮水量与集群温室内土壤的类型有关，对于一个特定的集群温室而言，其中的土壤类型是已知的，因此，对应的土壤的田间贮水量也是已知的，土壤的田间贮水量可以记为Wf。灌溉决策系统可以按照如下公式计算得到土壤的田间贮水量Wf：
Wf＝θ×ρ×h；
其中，Wf为土壤田间贮水量(单位为：mm)，可以为0-20cm的土壤田间贮水量，也可以为0-100cm不同土层累积的土壤田间贮水量。θ为对应土层的田间持水量(单位为：g/g)；ρ为对应土层的土壤容重(单位为：g/cm3)；h为对应的土层深度(cm)。
灌溉决定系数α(0<α<1)可以进行具体设定，比如，可以将α的取值范围设定为0.8-0.9。
灌溉决策系统可以根据获取到的集群温室内土壤的当前贮水量W2、集群温室内土壤的田间贮水量Wf和预设的灌溉决定系数α的数值，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统。
若判断获知需要开启灌溉系统，则灌溉决策系统可以控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。集群温室内的灌溉系统可以包括：水泵、流量监测装置和控制阀门，灌溉决策系统可以通过控制阀门的开启与关闭，控制灌溉系统对实际作物进行灌溉。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法，通过获取集群温室内土壤的当前贮水量，根据集群温室内土壤的当前贮水量、集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该方法能够实现温室内环境信息的计算以及集群温室内的灌溉决策与精准灌溉，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。
可选的，在上述实施例的基础上，所述根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，包括：
若所述土壤的当前贮水量小于或等于所述土壤的田间贮水量与所述灌溉决定系数之积，则判断需要开启所述灌溉系统；否则，则判断不需要开启所述灌溉系统。
具体地，灌溉决策系统获取到集群温室内土壤的当前贮水量W2、集群温室内土壤的田间贮水量Wf和预设的灌溉决定系数α之后，可以将土壤的当前贮水量W2与土壤的田间贮水量与灌溉决定系数之积α×Wf进行比较。
若比较获知，W2小于或等于α×Wf，则灌溉决策系统判断需要开启灌溉系统；若比较获知，W2大于α×Wf，则灌溉决策系统判断不需要开启灌溉系统。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法，若土壤的当前贮水量小于或等于土壤的田间贮水量与灌溉决定系数之积，则判断需要开启灌溉系统，否则，则判断不需要开启灌溉系统，使得所述方法更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉，包括：
根据所述实际作物的累积需水量和所述灌溉系统的灌溉水利用系数，得到第二灌溉量；其中，所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；
控制所述灌溉系统按照预设的先后顺序和所述第二灌溉量，对所述集群温室内的一个或多个灌溉区域进行分区轮灌；其中，所述一个或多个灌溉区域是根据所述集群温室内的温室数量或所述集群温室内栽培的实际作物的种类进行划分得到的。
具体地，如果判断获知，需要开启灌溉系统，灌溉决策系统可以根据累积需水量ETa以及灌溉水利用系数δ，计算出灌溉系统在当前日期的灌溉量，可以将该灌溉量记为第二灌溉量Ia。
其中，累积需水量ETa是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和。灌溉决策系统可以获取集群温室内的实际作物从当前日期之前的上一个灌溉日期开始一直到当前日期为止，每天对应的日需水量ETc，然后，对获取到的所有日需水量ETc进行求和，得到实际作物的累积需水量ETa。比如，当前日期与上一个灌溉日期之间相隔n天，则累积需水量ETa的计算公式为：其中，ETcj为实际作物在第j天的日需水量，日需水量的单位可以为mm，比如，当j＝1时，ETc1＝3mm，表示实际作物在第一天的日需水量为3mm。
灌溉决策系统可以按照如下公式计算第二灌溉量：
Ia＝ETa/δ；
其中，Ia为第二灌溉量(单位为：mm)，δ为灌溉水利用系数，δ的取值与灌溉系统的类型有关，比如，δ可以取0.9。
灌溉决策系统计算出集群温室内的实际作物所需的第二灌溉量之后，可以控制灌溉系统对集群温室内的实际作物进行灌溉。
具体地，灌溉决策系统可以预先根据集群温室内的温室数量，或者根据集群温室内栽培的实际作物的种类，将集群温室划分成一个或多个灌溉区域。
然后，灌溉决策系统可以根据预设的规则设定不同的灌溉区域的灌溉顺序，然后控制集群温室内的灌溉系统按照设定好的灌溉顺序以及每个灌溉区域的实际作物所需的第二灌溉量，对划分后的灌溉区域进行分区轮灌。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法，通过根据累积需水量和灌溉系统的灌溉水利用系数，得到第二灌溉量，控制灌溉系统按照预设的先后顺序和第二灌溉量，对集群温室内的一个或多个灌溉区域进行分区轮灌，使得所述方法更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述获取集群温室内土壤的当前贮水量，包括：
获取所述实际作物的累积需水量；所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；
获取所述集群温室内土壤的初始持水量以及所述上一个灌溉日期的第一灌溉量；
根据所述累积需水量、所述初始持水量以及所述第一灌溉量，计算所述集群温室内土壤的当前贮水量。
具体地，上述实施例中所述的集群温室内土壤的当前贮水量W2，可以按照如下所述方法进行获取得到。
首先，灌溉决策系统可以获取集群温室内的实际作物从当前日期之前的上一个灌溉日期开始一直到当前日期为止，每天对应的日需水量ETc，然后，对获取到的所有日需水量ETc进行求和，得到实际作物的累积需水量ETa。比如，当前日期与上一个灌溉日期之间相隔n天，则累积需水量ETa的计算公式为：其中，ETcj为实际作物在第j天的日需水量，日需水量的单位可以为mm，比如，当j＝1时，ETc1＝3mm，表示实际作物在第一天的日需水量为3mm。
灌溉决策系统还可以从数据库中获取该集群温室内土壤的初始持水量W1以及当前日期之前的上一个灌溉日期的灌溉量，可以将该灌溉量记为第一灌溉量I0。
对于一个特定的集群温室而言，土壤的初始持水量W1为一个常数，灌溉决策系统可以按照如下公式计算得到W1：
W1＝θi×ρ×h×10；
其中，θi为指定土层的初始含水量(单位为：g/g)，ρ为对应土层的土壤容重(单位为：g/cm3)，h为对应的土层深度(单位为：cm)。
然后，灌溉决策系统可以根据实际作物的累计需水量ETa、集群温室内土壤的初始持水量W1以及上一个灌溉日期的第一灌溉量I0，计算出集群温室内的土壤在当前日期内的当前贮水量W2。
具体地，针对本发明实施例中涉及到的集群温室作物内的节水灌溉系统而言，在不考虑灌溉水的地表径流、深层渗漏以及地下水补给等因素，灌溉决策系统可以根据如下所述的简化的水量平衡方程，计算集群温室内土壤的当前贮水量：
W2＝W1-ETa+I0；
其中，W2为集群温室内土壤的当前贮水量(单位为：mm)；I0为在当前日期之前的上一灌溉周期内的第一灌溉量(单位为：mm)；W1为集群温室内土壤的初始持水量W1(单位为：mm)。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法，通过获取实际作物的累积需水量，获取集群温室内土壤的初始持水量以及上一个灌溉日期的第一灌溉量，根据累积需水量、初始持水量以及第一灌溉量，计算集群温室内土壤的当前贮水量，使得所述方法更加科学。
可选的，在上述实施例的基础上，所述实际作物的日需水量的获取过程包括：
获取所述集群温室当天的室外环境信息；
根据温室内环境信息计算模型和所述室外环境信息，计算所述集群温室当天的室内环境信息；
根据所述室内环境信息，计算所述集群温室内当天的参考作物需水量；
根据所述参考作物需水量和所述实际作物的种类，计算所述实际作物当天的日需水量。
具体地，上述实施例中所述的实际作物的日需水量，可以按照如下方法进行获取。
首先，灌溉决策系统可以获取集群温室当天的室外环境信息，比如，灌溉决策系统可以获取集群温室当天的室外空气温度、室外相对湿度、室外太阳辐射强度、室外光照强度和室外风速等室外环境信息。其中，室外环境信息可以是灌溉决策系统从安装在集群温室外的至少1套气象站或传感器获取得到的，也可以是灌溉决策系统通过技术手段直接从网页端获取的天气预报信息中获取得到的。这些室外环境信息可以通过有线方式或无线方式传送到灌溉决策系统。
灌溉决策系统获取到的室外环境信息可以为日均值，并包括当天的最大值和最小值等特征数据。以室外空气温度为例，灌溉决策系统可以获取一天中不同时刻的室外空气温度，包括当天的室外最高空气温度和室外最低空气温度，并根据当天不同时刻的室外空气温度，获取到当天的室外平均空气温度。
然后，灌溉决策系统可以对获取到的室外环境信息进行处理，根据室外环境信息和温室内环境信息计算模型，计算集群温室当天的室内环境信息。
温室内环境信息计算模型是以时间为变化量的动态微分方程，能量和物质传递过程参考基本物理学能量和物质守恒定律，该微分方程利用数值方式求解。具体公式为：
其中，x为室内环境信息参数，为室内环境信息参数的变化量，u为温室环控设备的控制策略方程，p为公式内部参数，d为室外环境信息参数。
其中，内部参数p由集群温室的温室结构和围护结构材料所决定，默认为已知参数(根据设施结构类型分为日光温室、连栋温室，塑料拱棚等几种已知参数)；温室环境控制策略方程u以实际温室控制设备的开关及运行机理为准；室外环境信息参数d为室外环境信息参的实时测量值，根据该模型可以求出相对于上一时刻的室内环境信息参数的变量，根据计算出来的室内环境信息参数的变量以及上一时刻的室内环境信息参数，可以得到当前时刻的室内环境信息参数。
灌溉决策系统计算得到的室内环境信息可以包括：室内空气温度、室内相对湿度、室内太阳总辐射强度和室内太阳净辐射强度等参数。灌溉决策系统可以基于温室内环境信息计算模型，计算出室内环境信息日均值，并包括当天的最大值和最小值等特征数据。以室内空气温度为例，灌溉决策系统可以计算出一天中不同时刻对应的室内空气温度，包括当天的室内最高空气温度和室内最低空气温度，并根据当天不同时刻的室内空气温度，获取到当天的室内平均空气温度。
然后，灌溉决策系统可以根据计算出的当天的室内环境信息，计算出集群温室内当天的参考作物需水量ET0。
具体地，灌溉决策系统可以利用修正P-M式，计算集群温室内当天的参考作物需水量ET0，具体计算公式如下：
其中，ET0为当天的参考作物需水量(单位为：mm·d-1)；Rn和G分别为地表静辐射和土壤热通量(单位为：MJ·m-2·d-1)；es和ea分别为饱和水汽压和实际水汽压(单位为：kPa)；Δ为饱和水汽压曲线斜率(单位为：kPa·℃-1)；γ为干湿表常数(单位为：kPa·℃-1)；T为日均空气温度(单位为：℃)。
计算出集群温室内当天的参考作物需水量ET0之后，灌溉决策系统可以进一步根据参考作物需水量ET0和集群温室内栽培的实际作物种类，计算实际作物当天的日需水量ETc。
具体地，灌溉决策系统可以根据如下公式计算集群温室内当天的实际作物日需水量ETc：
ETc＝Kc×ET0；
其中，Kc为作物系数，Kc的大小与实际作物的种类有关。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策方法，通过获取集群温室当天的室外环境信息，根据温室内环境信息计算模型和室外环境信息，计算集群温室当天的室内环境信息；根据室内环境信息，计算集群温室内当天的参考作物需水量，根据参考作物需水量和实际作物的种类，计算实际作物当天的日需水量，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。
图2是本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统的结构示意图，如图2所示，所述系统包括：获取模块20和判断模块21，其中：
获取模块20用于获取集群温室内土壤的当前贮水量；判断模块21用于根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
具体地，本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统可以包括：获取模块20和判断模块21。
集群温室内种植的作物可以记为实际作物，获取模块20可以获取集群温室内土壤的当前贮水量，土壤的当前贮水量可以记为W2。
判断模块21可以从数据库中获取集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数。其中，土壤的田间贮水量与集群温室内土壤的类型有关，对于一个特定的集群温室而言，其中的土壤类型是已知的，因此，对应的土壤的田间贮水量也是已知的，土壤的田间贮水量可以记为Wf。
判断模块21可以按照如下式计算得到土壤的田间贮水量Wf：
Wf＝θ×ρ×h；
其中，Wf为土壤田间贮水量(单位为：mm)，可以为0-20cm的土壤田间贮水量，也可以为0-100cm不同土层累积的土壤田间贮水量。θ为对应土层的田间持水量(单位为：g/g)；ρ为对应土层的土壤容重(单位为：g/cm3)；h为对应的土层深度(cm)。
灌溉决定系数α(0<α<1)可以进行具体设定，比如，可以将α的取值范围设定为0.8-0.9。
判断模块21可以根据获取到的集群温室内土壤的当前贮水量W2、集群温室内土壤的田间贮水量Wf和预设的灌溉决定系数α的数值，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统。
若判断获知需要开启该灌溉系统，则判断模块21可以控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。集群温室内的灌溉系统可以包括：水泵、流量监测装置和控制阀门，判断模块21可以通过控制阀门的开启与关闭，控制灌溉系统对实际作物进行灌溉。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统，通过获取集群温室内土壤的当前贮水量，根据集群温室内土壤的当前贮水量、集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制灌溉系统对集群温室内种植的实际作物进行灌溉。该系统能够实现温室内环境信息的计算以及集群温室内的灌溉决策与精准灌溉，不仅大大降低了用于灌溉决策的投入成本与劳动强度，而且通过智能精准灌溉可以大幅度提高劳动生产率与灌溉水利用效率，进而解决了集群温室无法实现集中决策灌溉、传感器成本高以及人工参与灌溉决策的费时费力、效率低的问题。
可选地，在上述实施例的基础上，所述判断模块具体用于：
若所述土壤的当前贮水量小于或等于所述土壤的田间贮水量与所述灌溉决定系数之积，则判断需要开启所述灌溉系统；否则，则判断不需要开启所述灌溉系统。
具体地，获取到集群温室内土壤的当前贮水量W2、集群温室内土壤的田间贮水量Wf和预设的灌溉决定系数α之后，判断模块可以将土壤的当前贮水量W2与土壤的田间贮水量与灌溉决定系数之积α×Wf进行比较。
若比较获知，W2小于或等于α×Wf，则判断模块可以判断需要开启灌溉系统；若比较获知，W2大于α×Wf，则判断模块可以判断不需要开启灌溉系统。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统，若土壤的当前贮水量小于或等于土壤的田间贮水量与灌溉决定系数之积，则判断需要开启灌溉系统，否则，则判断不需要开启灌溉系统，使得所述系统更加科学。
可选地，在上述实施例的基础上，所述获取模块包括：第一获取子模块、第二获取子模块和计算子模块，其中：
第一获取子模块用于获取所述实际作物的累积需水量；所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；第二获取子模块用于获取所述集群温室内土壤的初始持水量以及所述上一个灌溉日期的第一灌溉量；计算子模块用于根据所述累积需水量、所述初始持水量以及所述第一灌溉量，计算所述集群温室内土壤的当前贮水量。
具体地，上述实施例中所述的获取模块可以包括：第一获取子模块、第二获取子模块和计算子模块。
第一获取子模块可以获取集群温室内的实际作物从当前日期之前的上一个灌溉日期开始一直到当前日期为止，每天对应的日需水量ETc，对获取到的所有日需水量ETc进行求和，得到实际作物的累积需水量ETa。比如，当前日期与上一个灌溉日期之间相隔n天，则累积需水量ETa的计算公式为：其中，ETcj为实际作物在第j天的日需水量，日需水量的单位可以为毫米，比如，当j＝1时，ETc1＝3毫米，表示实际作物在第一天的日需水量为3毫米。
第二获取子模块可以从数据库中获取该集群温室内土壤的初始持水量W1以及当前日期之前的上一个灌溉日期的灌溉量，可以将该灌溉量记为第一灌溉量I0。
对于一个特定的集群温室而言，土壤的初始持水量W1为一个常数，第二获取子模块可以按照如下公式计算得到W1：
W1＝θi×ρ×h×10；
其中，θi为指定土层的初始含水量(单位为：g/g)，ρ为对应土层的土壤容重(单位为：g/cm3)，h为对应的土层深度(单位为：cm)。
计算子模块可以根据实际作物的累计需水量ETa、集群温室内土壤的初始持水量W1以及上一个灌溉日期的第一灌溉量I0，计算出集群温室内的土壤在当前日期内的当前贮水量W2。
具体地，针对本发明实施例中涉及到的集群温室作物内的节水灌溉系统而言，在不考虑灌溉水的地表径流、深层渗漏以及地下水补给等因素，计算子模块可以根据如下所述的简化的水量平衡方程，计算集群温室内土壤的当前贮水量：
W2＝W1-ETa+I0；
其中，W2为集群温室内土壤的当前贮水量(单位为：mm)；I0为在当前日期之前的上一灌溉周期内的第一灌溉量(单位为：mm)；W1为集群温室内土壤的初始持水量W1(单位为：mm)。
本发明实施例提供的集群温室灌溉决策系统，通过获取实际作物的累积需水量，获取集群温室内土壤的初始持水量以及上一个灌溉日期的第一灌溉量，根据累积需水量、初始持水量以及第一灌溉量，计算集群温室内土壤的当前贮水量，使得所述系统更加科学。
图3为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，所述设备包括：处理器(processor)31、存储器(memory)32和总线33，其中：
所述处理器31和所述存储器32通过所述总线33完成相互间的通信；所述处理器31用于调用所述存储器32中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取集群温室内土壤的当前贮水量；根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集群温室灌溉决策方法，其特征在于，包括：
获取集群温室内土壤的当前贮水量；
根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，包括：
若所述土壤的当前贮水量小于或等于所述土壤的田间贮水量与所述灌溉决定系数之积，则判断需要开启所述灌溉系统；否则，则判断不需要开启所述灌溉系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉，包括：
根据所述实际作物的累积需水量和所述灌溉系统的灌溉水利用系数，得到第二灌溉量；其中，所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；
控制所述灌溉系统按照预设的先后顺序和所述第二灌溉量，对所述集群温室内的一个或多个灌溉区域进行分区轮灌；其中，所述一个或多个灌溉区域是根据所述集群温室内的温室数量或所述集群温室内栽培的实际作物的种类进行划分得到的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取集群温室内土壤的当前贮水量，包括：
获取所述实际作物的累积需水量；所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；
获取所述集群温室内土壤的初始持水量以及所述上一个灌溉日期的第一灌溉量；
根据所述累积需水量、所述初始持水量以及所述第一灌溉量，计算所述集群温室内土壤的当前贮水量。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述实际作物的日需水量的获取过程包括：
获取所述集群温室当天的室外环境信息；
根据温室内环境信息计算模型和所述室外环境信息，计算所述集群温室当天的室内环境信息；
根据所述室内环境信息，计算所述集群温室内当天的参考作物需水量；
根据所述参考作物需水量和所述实际作物的种类，计算所述实际作物当天的日需水量。
6.一种集群温室灌溉决策系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取集群温室内土壤的当前贮水量；
判断模块，用于根据集群温室内土壤的当前贮水量、所述集群温室内土壤的田间贮水量和预设的灌溉决定系数，判断是否需要开启所述集群温室内的灌溉系统，若判断获知需要开启，则控制所述灌溉系统对所述集群温室内种植的实际作物进行灌溉。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述判断模块具体用于：
若所述土壤的当前贮水量小于或等于所述土壤的田间贮水量与所述灌溉决定系数之积，则判断需要开启所述灌溉系统；否则，则判断不需要开启所述灌溉系统。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取模块包括：
第一获取子模块，用于获取所述实际作物的累积需水量；所述累积需水量是指，从当前日期之前的上一个灌溉日期开始到当前日期为止，所述实际作物每天对应的日需水量之和；
第二获取子模块，用于获取所述集群温室内土壤的初始持水量以及所述上一个灌溉日期的第一灌溉量；
计算子模块，用于根据所述累积需水量、所述初始持水量以及所述第一灌溉量，计算所述集群温室内土壤的当前贮水量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一所述的方法。
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