CN113475212B - 一种肥水一体机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水肥一体机控制方法及装置，其方法包括：步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局，并基于灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；步骤3：根据当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照控制指令集合对灌溉区域中的待控制区域进行控制调整。通过采用不同的监测方式对不同目标点进行监测，实现灵活监测，且根据不同目标点的状态集合，来确定对应的控制指令进行调整，便于灵活且精准的控制，有效节省资源，提高灌溉效率。

Description

一种肥水一体机控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种肥水一体机控制方法及装置。

背景技术

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物发育生长区域，使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物，但是，在提供的过程中，一般是按照提前设定好的供给方式进行提供的，由于提供过程中，不能灵活调整控制，导致肥水等的浪费，降低灌溉效率。

因此，本发明提出一种肥水一体机控制方法及装置。

发明内容

本发明提供一种肥水一体机控制方法及装置，用以解决上述提出的技术问题。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，包括：

步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

步骤3：根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整。

在一种可能实现的方式中，步骤1中，对每类目标点进行预设监测的过程中，包括：

在农田肥水一体化系统中的电磁阀工作之前，基于所述灌溉布局对所述电磁阀的工作区域进行第一划分，并基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块；

根据所述灌溉布局的预设灌溉时间调度段，向每个子电磁控制块分配最大范围的工作时间段；

当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的下限值时，基于基于变送器实时监测对应子电磁控制块对应控制的灌溉区域的灌溉情况，

当对应灌溉区域的土壤湿度达到预先设定的下限值时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动开启，并基于供水系统，向对应灌溉区域进行灌溉；

且在灌溉的过程中，还实时监测对应灌溉区域被灌溉之后的土壤含水量以及对应液位，当所述土壤含水量及对应液位满足预设的额定灌水量时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动关闭；

其中，当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的上限值时，停止对对应控制的灌溉区域的监测。

在一种可能实现的方式中，所述若干类目标点包括：需供水类目标点、需施肥类目标点、需供水并施肥类目标点、通信类目标点、控制类目标点中的任一类或多类。

在一种可能实现的方式中，步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局之后，还包括：

实时监测基于所述灌溉布局确定的每个灌溉带的灌溉源头的输出水流能量以及监测对应灌溉带对应的灌溉水管网中每个喷洒水口的第一出水量；

基于所述灌溉源头的输出水流能量以及对应灌溉水管网的布置位置，预估每个喷洒水口的第二出水量；

基于所述第一出水量与第二出水量的差值，进行差别等级划分，基于差别等级，对对应喷洒水口进行显著性标注；

其中，f表示差别等级；d_i表示第i个喷洒水口的第一出水量；g_i表示第i个喷洒水口的第二出水量；s1、s2表示水量差的等级区分阈值；

按照所述所述显著性标注结果，基于源头到末尾的顺序，寻找同一标注的连续段，并对所述连续段的位置进行预分析，确定所述连续段的出现原因；

寻找不同显著标注的单独点，并感应所述单独点对应的预设区域的灌溉管上每处的水流波动情况；

提取所述灌溉管上水流波动突变的第一位置，并对所述第一位置进行外部扫描，当所述外部扫描不存在褶皱以及对应第一位置的外部不存在被土壤覆盖的情况下，对所述第一位置处的灌溉管的内部进行扫描，判断是否堵塞物；

若存在，携带所述第一位置进行第一报警提醒；

否则，携带所述第一位置进行第二报警提醒。

在一种可能实现的方式中，基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块之前，包括：

基于所述灌溉布局确定农田的必须灌溉区域，确定所述必须灌溉区域中农作物的种植分布以及农作物的种类，并确定每类农作物基于所述必须灌溉区域的灌溉边缘；

基于所述灌溉边缘，确定处于对角方向的最长两条线条的交点，并基于所述交点设置第一喷洒点；

确定所述灌溉边缘的边缘形状，并构建得到边缘形状表，且所述边缘形状表是包括至少一个连续边缘线条在内的，并基于所述第一喷洒点到每个连续边缘线条上点的最小距离，构建以最小距离为半径得到每个连续边缘线条对应的第一半弧区域，同时，获取对应的剩余区域；

确定每个第一半弧区域的区域角度以及区域半径，并按照所述区域角度以及区域半径调节对应第一喷洒点的喷洒射程，并按照每个第一半弧区域的农作物成长情况、地势情况、当前灌溉情况，得到对应的喷洒量；

同时，确定所述剩余区域的区域位置坐标点，并将所述区域位置坐标点输入到区域确定模型中，得到对应剩余区域的区域形状，同时，基于辅助灌溉数据库，按照所述区域形状以及对应的农作物种类分配灌溉水路；

根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表，且所述第一电磁阀列表包括n个电磁阀，并匹配每个第一半弧区域被喷洒灌溉时，根据每个第一半弧区域对应喷洒射程以及喷洒量，并基于所述第一电磁阀列表规划每个第一半弧区域对应的第一电磁阀个数；

同时，基于对应剩余区域分配的灌溉水路，来规划对应的第二电磁阀个数；

根据规划结果，向每类灌溉边缘对应的区域设置子电磁控制块，并建立所述子电磁控制块与第一电磁阀和第二电磁阀的控制连接关系，进而构建得到电磁系统网。

在一种可能实现的方式中，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表之前，还包括：构建电磁阀集，其包括：

根据所述第一半弧区域的区域范围以及喷洒量，并基于如下公式，计算需要控制开启的第一电磁阀个数；

其中，G1表示需要控制开启的第一电磁阀个数；[]表示取整符号；r表示所述第一半弧区域的半径；θ表示所述第一半弧区域的角度；P1表示所述第一半弧区域所需的总的喷洒量；T表示对所述第一半弧区域的喷洒时间；t表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的时间；V表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的喷洒量；ΔS表示每个第一电磁阀对应控制喷洒的平均面积区域；

表示第一半弧区域的区域范围对应的面积；

确定每个第一电磁阀满足最大喷洒半径的第一开关口以及满足最小喷洒半径的第二开关口，并获取基于第一开关口的第一喷洒射程以及基于第二开关口的第二喷洒射程；

根据如下公式，对所述第一电磁阀个数进行修正；

其中，G2表示修正后的第一电磁阀个数；aveA表示所有第一半弧区域对应的平均喷洒射程；maxA表示基于第一开关口的第一喷洒射程；minA表示基于第二开关口的第二喷洒射程；A3表示当前第一半弧区域需要的喷洒射程；[]表示取整函数；

根据修正后的第一电磁阀个数作为对应第一半弧区域的控制阀个数，并构建得到所述灌溉区域对应的电磁阀集；

并根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，从所述电磁阀集中，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表。

在一种可能实现的方式中，步骤3，按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整的过程中，还包括：

提取所述控制指令集合中每个控制指令的指令标签，并基于所述指令标签获取当前待预警信息；

基于通信平台，将所述当前待预警信息发送到对应的管理端，同时，触发所述农田对应类目标点的预警设备进行预警操作。

在一种可能实现的方式中，步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合，包括：

获取每类目标点的预设监测结果，将所述预设监测结果输入到结果分析模型中，获得每类目标点的当前待解决事件；

判断每类目标点的当前待解决事件是否为空白事件，若是，将对应的预设监测结果发送到管理端供目标专家分析，并获取专家分析结果构建可解决事件，来覆盖所述空白事件；

否则，将所述当前待解决事件进行保留；

按照保留的当前待解决事件以及覆盖后的可解决事件，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合。

本发明提出一种肥水一体机控制装置，包括：

监测模块，用于获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

确定模块，用于根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

控制模块，用于根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种肥水一体机控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中半弧区域的结构图；

图3为本发明实施例中一种肥水一体机控制装置的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，如图1所示，包括：

步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

步骤3：根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整。

该实施例中，水肥一体化系统通常包括水源工程、部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分，实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可能仅由部分设备组成。

该实施例中，灌溉区域指的需要需要被监测的农作物等区域，且灌溉布局指的是农作物分布以及灌溉农作物等一系列设备的分布等。

该实施例中，若干类目标点指的是需供水类目标点、需施肥类目标点、需供水并施肥类目标点、通信类目标点、控制类目标点中的任一类或多类。

该实施例中，预设监测方式，指的是例如，需要供水类目标点，采用的监测方式是，监测每个灌溉管的水流量等，需要施肥类目标点，采用的监测方式是，监测每个灌溉管的对应灌溉的施肥浓度等，还可以是说对应农作物的生长情况等进行监测等。

该实施例中，当前状态集合，指的是不同目标点当前的不同农作物在对实施方式下的农作物的一个状态以及对应相关灌溉的一些情况。

该实施例中，且在预设监测的过程中，可以使用环境数据采集器进行监测，提供数据基础，且可以监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素；具有高精度高可靠性的特点，可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能。

该实施例中，又比如说是对灌溉管的出水量等进行监测，可以实现两用水计量，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制功能结合，实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用水总量将通过远程控制，限制区域用水。其中，控制指令可以为对流量的一个控制指令，且对应的控制调整，可以为控制水流的继续输出等，达到限制区域用水的目的，实现控制调整。

该实施例中，例如，还可以是通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警，通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测，能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统。

该实施例中，例如还可以是对不同的电磁阀进行控制，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误操作等。

上述技术方案的有益效果是：通过采用不同的监测方式对不同目标点进行监测，实现灵活监测，且根据不同目标点的状态集合，来确定对应的控制指令进行调整，便于灵活且精准的控制，有效节省资源，提高灌溉效率。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，步骤1中，对每类目标点进行预设监测的过程中，包括：

在农田肥水一体化系统中的电磁阀工作之前，基于所述灌溉布局对所述电磁阀的工作区域进行第一划分，并基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块；

根据所述灌溉布局的预设灌溉时间调度段，向每个子电磁控制块分配最大范围的工作时间段；

当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的下限值时，基于基于变送器实时监测对应子电磁控制块对应控制的灌溉区域的灌溉情况，

当对应灌溉区域的土壤湿度达到预先设定的下限值时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动开启，并基于供水系统，向对应灌溉区域进行灌溉；

且在灌溉的过程中，还实时监测对应灌溉区域被灌溉之后的土壤含水量以及对应液位，当所述土壤含水量及对应液位满足预设的额定灌水量时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动关闭；

其中，当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的上限值时，停止对对应控制的灌溉区域的监测。

上述技术方案的有益效果是：通过时间调度段，可以对整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局之后，还包括：

实时监测基于所述灌溉布局确定的每个灌溉带的灌溉源头的输出水流能量以及监测对应灌溉带对应的灌溉水管网中每个喷洒水口的第一出水量；

基于所述灌溉源头的输出水流能量以及对应灌溉水管网的布置位置，预估每个喷洒水口的第二出水量；

基于所述第一出水量与第二出水量的差值，进行差别等级划分，基于差别等级，对对应喷洒水口进行显著性标注；

其中，f表示差别等级；d_i表示第i个喷洒水口的第一出水量；g_i表示第i个喷洒水口的第二出水量；s1、s2表示水量差的等级区分阈值；

按照所述所述显著性标注结果，基于源头到末尾的顺序，寻找同一标注的连续段，并对所述连续段的位置进行预分析，确定所述连续段的出现原因；

寻找不同显著标注的单独点，并感应所述单独点对应的预设区域的灌溉管上每处的水流波动情况；

提取所述灌溉管上水流波动突变的第一位置，并对所述第一位置进行外部扫描，当所述外部扫描不存在褶皱以及对应第一位置的外部不存在被土壤覆盖的情况下，对所述第一位置处的灌溉管的内部进行扫描，判断是否堵塞物；

若存在，携带所述第一位置进行第一报警提醒；

否则，携带所述第一位置进行第二报警提醒。

该实施例中，第一报警提醒指的是堵塞物报警，第二报警提醒，指的是喷洒口外部损坏导致水量喷洒过多报警。

该实施例中，预分析，可以是对连续段中每个点的出水情况以及处于非正常出水的相邻正常出水的情况进行分析。

该实施例中，水流波动突变位置指的水流量突然变小或者突然变大的位置。

上述技术方案的有益效果是：通过确定每个喷洒水口的实际出水量以及预估出水量，来对喷洒水口进行等级的显著性标注，并根据标注结果确定出现故障的原因，同时，还对单独点的情况进行分析，便于进行及时处理，保证灌溉效率。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块之前，包括：

基于所述灌溉布局确定农田的必须灌溉区域，确定所述必须灌溉区域中农作物的种植分布以及农作物的种类，并确定每类农作物基于所述必须灌溉区域的灌溉边缘；

基于所述灌溉边缘，确定处于对角方向的最长两条线条的交点，并基于所述交点设置第一喷洒点；

确定所述灌溉边缘的边缘形状，并构建得到边缘形状表，且所述边缘形状表是包括至少一个连续边缘线条在内的，并基于所述第一喷洒点到每个连续边缘线条上点的最小距离，构建以最小距离为半径得到每个连续边缘线条对应的第一半弧区域，同时，获取对应的剩余区域；确定每个第一半弧区域的区域角度以及区域半径，并按照所述区域角度以及区域半径调节对应第一喷洒点的喷洒射程，并按照每个第一半弧区域的农作物成长情况、地势情况、当前灌溉情况，得到对应的喷洒量；

同时，确定所述剩余区域的区域位置坐标点，并将所述区域位置坐标点输入到区域确定模型中，得到对应剩余区域的区域形状，同时，基于辅助灌溉数据库，按照所述区域形状以及对应的农作物种类分配灌溉水路；

根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表，且所述第一电磁阀列表包括n个电磁阀，并匹配每个第一半弧区域被喷洒灌溉时，根据每个第一半弧区域对应喷洒射程以及喷洒量，并基于所述第一电磁阀列表规划每个第一半弧区域对应的第一电磁阀个数；

同时，基于对应剩余区域分配的灌溉水路，来规划对应的第二电磁阀个数；

根据规划结果，向每类灌溉边缘对应的区域设置子电磁控制块，并建立所述子电磁控制块与第一电磁阀和第二电磁阀的控制连接关系，进而构建得到电磁系统网。

该实施例中，必须灌溉区域指的是必须被供水以及施肥的区域，且灌溉边缘是以对应类农作物的种植边缘来确定的，且该边缘块是可以被第一喷洒点设置的灌溉喷洒设备的喷洒物完全覆盖的，保证都可以喷洒得到，如图2所示，通过确定最长两条线条，来确定其的交点，进而设置第一喷洒点。

该实施例中，由于灌溉边缘可能是不规则的，所以，获取边缘形状，来构建边缘形状表，进而方便进行区块划分调整等，其中，设置的第一喷洒点是可以覆盖喷洒到该种植边缘的。

该实施例中，如图2所示，区域A、B等，对应的半径不同，构建的第一半弧区域也不同，且A11为对应灌溉边缘构成的区域。

该实施例中，D为剩余区域。

该实施例中，喷洒射程，指的是以第一喷洒点为起点，以对应半径的最外围点为终点，进而得到的该段上的一个射程。

该实施例中，农作物成长情况、地势情况以及当前灌溉情况都是预先勘测好的，作为确定喷洒量的数据基础。

该实施例中，剩余区域的区域位置坐标，可以得到区域形状，进而根据形状，分配灌溉水路。

该实施例中，通过最大的射程以及最大的喷洒量，可以分配得到最多的电磁阀，避免向每个区域都分配过多的电磁阀来控制对其半弧区域进行喷洒，降低电磁阀的安装个数，提高对电磁阀的使用高效性。

且该实施例中，是通过在第一喷洒点来设置最大数量的电磁阀，进而按照每个半弧区域的情况，类控制其中某些电磁阀进行工作，保证其的高效利用率。

该实施例中，第一电磁阀列表也是基于最大数量的电磁阀来确定的，例如半弧区域w1，对应的电磁阀为1、2、3、4；对应的半弧区域w2，对应的电磁阀为1、2、5，其中，最大数量的电磁阀的标号为1、2、3、4、5、6、7；此时，基于最大数量的电磁阀，向每个区域分配对应的电磁阀个数，实现精准控制，避免对水分的浪费，节省资源。

该实施例中，根据规划结果，可以向对应区域设置子电磁控制块，且控制块是控制半弧区域a1的第一电磁阀个数以及半弧区域a1对应的剩余区域a2的第二电磁阀个数。

上述技术方案的有益效果是：获取边缘形状，来构建边缘形状表，进而方便进行区块划分调整等，通过最大的射程以及最大的喷洒量，可以分配得到最多的电磁阀，避免向每个区域都分配过多的电磁阀来控制对其半弧区域进行喷洒，降低电磁阀的安装个数，提高对电磁阀的使用高效性，设置子电磁控制块是为了可以实现对每个区域的精准控制。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表之前，还包括：构建电磁阀集，其包括：

根据所述第一半弧区域的区域范围以及喷洒量，并基于如下公式，计算需要控制开启的第一电磁阀个数；

其中，G1表示需要控制开启的第一电磁阀个数；[]表示取整符号；r表示所述第一半弧区域的半径；θ表示所述第一半弧区域的角度；P1表示所述第一半弧区域所需的总的喷洒量；T表示对所述第一半弧区域的喷洒时间；t表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的时间；V表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的喷洒量；ΔS表示每个第一电磁阀对应控制喷洒的平均面积区域；

表示第一半弧区域的区域范围对应的面积；确定每个第一电磁阀满足最大喷洒半径的第一开关口以及满足最小喷洒半径的第二开关口，并获取基于第一开关口的第一喷洒射程以及基于第二开关口的第二喷洒射程；

根据如下公式，对所述第一电磁阀个数进行修正；

其中，G2表示修正后的第一电磁阀个数；aveA表示所有第一半弧区域对应的平均喷洒射程；maxA表示基于第一开关口的第一喷洒射程；minA表示基于第二开关口的第二喷洒射程；A3表示当前第一半弧区域需要的喷洒射程；[]表示取整函数；

根据修正后的第一电磁阀个数作为对应第一半弧区域的控制阀个数，并构建得到所述灌溉区域对应的电磁阀集；

并根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，从所述电磁阀集中，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表。

上述技术方案的有益效果是：通过根据半弧区域的区域范围以及喷洒量，来初步确定对应的电磁个数，其次，通过电磁阀本身对应的最大最小喷洒半径，来得到对应的喷洒射程，进而实现对初步计算的修正，最后得到有效的电磁个数，且最后来构建电磁集，为第一电磁阀列表提供数据获取基础，间接提高实现灌溉的合理性。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，步骤3，按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整的过程中，还包括：

提取所述控制指令集合中每个控制指令的指令标签，并基于所述指令标签获取当前待预警信息；

基于通信平台，将所述当前待预警信息发送到对应的管理端，同时，触发所述农田对应类目标点的预警设备进行预警操作。

上述技术方案的有益效果是：通过预警，便于有效提醒，对其目标点进行预警操作，实现灌溉的有效管理。

本发明提出一种肥水一体机控制方法，步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合，包括：

获取每类目标点的预设监测结果，将所述预设监测结果输入到结果分析模型中，获得每类目标点的当前待解决事件；

判断每类目标点的当前待解决事件是否为空白事件，若是，将对应的预设监测结果发送到管理端供目标专家分析，并获取专家分析结果构建可解决事件，来覆盖所述空白事件；

否则，将所述当前待解决事件进行保留；

按照保留的当前待解决事件以及覆盖后的可解决事件，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合。

上述技术方案的有益效果是：通过对能可以直接分析出来的事件、以及对未能直接分析出来的事件进行专家分析事件的获取，可以有效保证获取事件的完整度，保证当前状态集合的完整度，为后续灌溉提供有效基础。

本发明提出一种肥水一体机控制装置，如图3所示，包括：

监测模块，用于获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

确定模块，用于根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

控制模块，用于根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整。

该实施例中，监测模块、确定模块以及控制模块的组成，可以是控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统等来实现的，且该装置是支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备；水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。

上述技术方案的有益效果是：通过采用不同的监测方式对不同目标点进行监测，实现灵活监测，且根据不同目标点的状态集合，来确定对应的控制指令进行调整，便于灵活且精准的控制，有效节省资源，提高灌溉效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种肥水一体机控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

步骤3：根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整；

步骤1：获取灌溉区域的灌溉布局之后，还包括：

实时监测基于所述灌溉布局确定的每个灌溉带的灌溉源头的输出水流能量以及监测对应灌溉带对应的灌溉水管网中每个喷洒水口的第一出水量；

基于所述灌溉源头的输出水流能量以及对应灌溉水管网的布置位置，预估每个喷洒水口的第二出水量；

基于所述第一出水量与第二出水量的差值，进行差别等级划分，基于差别等级，对对应喷洒水口进行显著性标注；

；

其中，f表示差别等级；d _i 表示第i个喷洒水口的第一出水量；g _i 表示第i个喷洒水口的第二出水量；s1、s2表示水量差的等级区分阈值；

按照所述显著性标注结果，基于源头到末尾的顺序，寻找同一标注的连续段，并对所述连续段的位置进行预分析，确定所述连续段的出现原因；

寻找不同显著标注的单独点，并感应所述单独点对应的预设区域的灌溉管上每处的水流波动情况；

提取所述灌溉管上水流波动突变的第一位置，并对所述第一位置进行外部扫描，当所述外部扫描不存在褶皱以及对应第一位置的外部不存在被土壤覆盖的情况下，对所述第一位置处的灌溉管的内部进行扫描，判断是否堵塞物；

若存在，携带所述第一位置进行第一报警提醒；

否则，携带所述第一位置进行第二报警提醒；

其中，步骤1中，对每类目标点进行预设监测的过程中，包括：

在农田肥水一体化系统中的电磁阀工作之前，基于所述灌溉布局对所述电磁阀的工作区域进行第一划分，并基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块；

根据所述灌溉布局的预设灌溉时间调度段，向每个子电磁控制块分配最大范围的工作时间段；

当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的下限值时，基于变送器实时监测对应子电磁控制块对应控制的灌溉区域的灌溉情况，

当对应灌溉区域的土壤湿度达到预先设定的下限值时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动开启，并基于供水系统，向对应灌溉区域进行灌溉；

且在灌溉的过程中，还实时监测对应灌溉区域被灌溉之后的土壤含水量以及对应液位，当所述土壤含水量及对应液位满足预设的额定灌水量时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动关闭；

其中，当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的上限值时，停止对对应控制的灌溉区域的监测；

所述若干类目标点包括：需供水类目标点、需施肥类目标点、需供水并施肥类目标点、通信类目标点、控制类目标点中的任一类或多类。

2.如权利要求1所述的肥水一体机控制方法，其特征在于，基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块之前，包括：

基于所述灌溉布局确定农田的必须灌溉区域，确定所述必须灌溉区域中农作物的种植分布以及农作物的种类，并确定每类农作物基于所述必须灌溉区域的灌溉边缘；

基于所述灌溉边缘，确定处于对角方向的最长两条线条的交点，并基于所述交点设置第一喷洒点；

确定所述灌溉边缘的边缘形状，并构建得到边缘形状表，且所述边缘形状表是包括至少一个连续边缘线条在内的，并基于所述第一喷洒点到每个连续边缘线条上点的最小距离，构建以最小距离为半径得到每个连续边缘线条对应的第一半弧区域，同时，获取对应的剩余区域；

确定每个第一半弧区域的区域角度以及区域半径，并按照所述区域角度以及区域半径调节对应第一喷洒点的喷洒射程，并按照每个第一半弧区域的农作物成长情况、地势情况、当前灌溉情况，得到对应的喷洒量；

同时，确定所述剩余区域的区域位置坐标点，并将所述区域位置坐标点输入到区域确定模型中，得到对应剩余区域的区域形状，同时，基于辅助灌溉数据库，按照所述区域形状以及对应的农作物种类分配灌溉水路；

根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表，且所述第一电磁阀列表包括n个电磁阀，并匹配每个第一半弧区域被喷洒灌溉时，根据每个第一半弧区域对应喷洒射程以及喷洒量，并基于所述第一电磁阀列表规划每个第一半弧区域对应的第一电磁阀个数；

同时，基于对应剩余区域分配的灌溉水路，来规划对应的第二电磁阀个数；

根据规划结果，向每类灌溉边缘对应的区域设置子电磁控制块，并建立所述子电磁控制块与第一电磁阀和第二电磁阀的控制连接关系，进而构建得到电磁系统网。

3.如权利要求2所述的肥水一体机控制方法，其特征在于，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表之前，还包括：构建电磁阀集，其包括：

根据所述第一半弧区域的区域范围以及喷洒量，并基于如下公式，计算需要控制开启的第一电磁阀个数；

;

其中，G1表示需要控制开启的第一电磁阀个数；[ ]表示取整符号；r表示所述第一半弧区域的半径；θ表示所述第一半弧区域的角度；P1表示所述第一半弧区域所需的总的喷洒量；T表示对所述第一半弧区域的喷洒时间； t表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的时间；V表示从第一半弧区域的第一喷洒点喷洒到第一半弧区域的弧上特定点的喷洒量；∆S表示每个第一电磁阀对应控制喷洒的平均面积区域；

表示第一半弧区域的区域范围对应的面积；

确定每个第一电磁阀满足最大喷洒半径的第一开关口以及满足最小喷洒半径的第二开关口，并获取基于第一开关口的第一喷洒射程以及基于第二开关口的第二喷洒射程；

根据如下公式，对所述第一电磁阀个数进行修正；

;

其中，G2表示修正后的第一电磁阀个数；aveA表示所有第一半弧区域对应的平均喷洒射程；maxA表示基于第一开关口的第一喷洒射程；minA表示基于第二开关口的第二喷洒射程；A3表示当前第一半弧区域需要的喷洒射程；[ ]表示取整函数；

根据修正后的第一电磁阀个数作为对应第一半弧区域的控制阀个数，并构建得到所述灌溉区域对应的电磁阀集；

并根据所有第一半弧区域的喷洒射程以及喷洒量中的最大喷洒射程以及最大喷洒量，从所述电磁阀集中，向对应灌溉边缘对应的区域分配第一电磁阀列表。

4.如权利要求1所述的肥水一体机控制方法，其特征在于，步骤3，按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整的过程中，还包括：

提取所述控制指令集合中每个控制指令的指令标签，并基于所述指令标签获取当前待预警信息；

基于通信平台，将所述当前待预警信息发送到对应的管理端，同时，触发所述农田对应类目标点的预警设备进行预警操作。

5.如权利要求1所述的肥水一体机控制方法，其特征在于，步骤2：根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合，包括：

获取每类目标点的预设监测结果，将所述预设监测结果输入到结果分析模型中，获得每类目标点的当前待解决事件；

判断每类目标点的当前待解决事件是否为空白事件，若是，将对应的预设监测结果发送到管理端供目标专家分析，并获取专家分析结果构建可解决事件，来覆盖所述空白事件；

否则，将所述当前待解决事件进行保留；

按照保留的当前待解决事件以及覆盖后的可解决事件，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合。

6.一种肥水一体机控制装置，其特征在于，包括：

监测模块，用于获取灌溉区域的灌溉布局，并基于所述灌溉布局生成若干类目标点，分别采用不同的监测方式，对每类目标点进行预设监测；

确定模块，用于根据每类目标点的预设监测结果，确定所述灌溉布局对应的农田肥水一体化系统的当前状态集合；

控制模块，用于根据所述当前状态集合，并基于灌溉数据库匹配对应的控制指令集合，并按照所述控制指令集合对所述灌溉区域中的待控制区域进行控制调整；

其中，获取灌溉区域的灌溉布局之后，还包括：

实时监测基于所述灌溉布局确定的每个灌溉带的灌溉源头的输出水流能量以及监测对应灌溉带对应的灌溉水管网中每个喷洒水口的第一出水量；

基于所述灌溉源头的输出水流能量以及对应灌溉水管网的布置位置，预估每个喷洒水口的第二出水量；

基于所述第一出水量与第二出水量的差值，进行差别等级划分，基于差别等级，对对应喷洒水口进行显著性标注；

；

其中，f表示差别等级；d _i 表示第i个喷洒水口的第一出水量；g _i 表示第i个喷洒水口的第二出水量；s1、s2表示水量差的等级区分阈值；

按照所述显著性标注结果，基于源头到末尾的顺序，寻找同一标注的连续段，并对所述连续段的位置进行预分析，确定所述连续段的出现原因；

寻找不同显著标注的单独点，并感应所述单独点对应的预设区域的灌溉管上每处的水流波动情况；

提取所述灌溉管上水流波动突变的第一位置，并对所述第一位置进行外部扫描，当所述外部扫描不存在褶皱以及对应第一位置的外部不存在被土壤覆盖的情况下，对所述第一位置处的灌溉管的内部进行扫描，判断是否堵塞物；

若存在，携带所述第一位置进行第一报警提醒；

否则，携带所述第一位置进行第二报警提醒；

其中，对每类目标点进行预设监测的过程中，包括：

在农田肥水一体化系统中的电磁阀工作之前，基于所述灌溉布局对所述电磁阀的工作区域进行第一划分，并基于第一划分结果，向每个划分区域从电磁系统中分配子电磁控制块；

根据所述灌溉布局的预设灌溉时间调度段，向每个子电磁控制块分配最大范围的工作时间段；

当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的下限值时，基于变送器实时监测对应子电磁控制块对应控制的灌溉区域的灌溉情况，

当对应灌溉区域的土壤湿度达到预先设定的下限值时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动开启，并基于供水系统，向对应灌溉区域进行灌溉；

且在灌溉的过程中，还实时监测对应灌溉区域被灌溉之后的土壤含水量以及对应液位，当所述土壤含水量及对应液位满足预设的额定灌水量时，控制对应子电磁控制块中的电磁阀自动关闭；

其中，当达到对应子电磁控制块对应的最大范围的工作时间段的上限值时，停止对对应控制的灌溉区域的监测；

所述若干类目标点包括：需供水类目标点、需施肥类目标点、需供水并施肥类目标点、通信类目标点、控制类目标点中的任一类或多类。

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