CN113661822A - 一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械自动化技术领域，提供一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统，其方法包括：获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异；当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率；根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥。通过温度补偿将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

Description

一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统

技术领域

本发明涉及农业机械自动化技术领域，特别涉及一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统。

背景技术

我国作为水稻种植的粮食大国，为了提高水稻粮食产量，在水稻生产作业时需要对水稻进行施肥，目前多数水稻种植施肥技术是采用定量施肥，容易造成施肥过度，肥料利用率低，使得土壤含盐量逐年升高，产生土壤酸化和次生盐渍化现象，长期以往不利于提高水稻作物产量。而精准农业是当今农业发展的重要趋势，通过实现变量施肥控制，在作业过程中进行差异性的施肥决策，从而使施肥更精细，对实现我国农业精准化具有重要意义。

水稻种植施肥技术是主要通过插秧机在插秧的同时将肥料均匀的施于稻根底部，可有效提高肥料利用率。目前变量施肥技术还处于发展阶段，现有的变量施肥技术是根据土壤电导率、耕深层的不同程度影响进行差异性施肥。通常土壤电导率受温度影响，同时施肥量受标定刻度误差的影响，对变量施肥造成一定影响。由此可见，如何进一步提高变量施肥准确性，是本领域技术人员需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统。

为了实现本发明以上发明目的，本发明是通过以下技术实现的：

本发明提供一种基于温度补偿的变量施肥方法，包括：

获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异；

当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率；

根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥。

进一步优选地，所述获取土壤在初始电导率和耕深层的时空分布差异，具体包括：

通过插秧机的GNSS天线接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息，生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

进一步优选地，在所述当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率之前，还包括：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

进一步优选地，所述根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥，包括：

设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；

获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层；

根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量；

基于所述施肥量进行变量施肥。

进一步优选地，所述根据所述耕深层和所述基准温度下的电导率确定施肥量，包括：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

一种基于温度补偿的变量施肥系统，应用所述的基于温度补偿的变量施肥方法，包括：

车载计算机，用于获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异；

所述车载计算机，用于当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率；

所述车载计算机，用于根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量；

所述控制器，与所述车载计算机连接，用于根据所述施肥量控制下肥装置进行变量施肥。

进一步优选地，还包括：

GNSS天线，与所述车载计算机连接，用于接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息；

电导率传感器，与所述控制器连接，用于采集所述土壤的电导率；

所述车载计算机，用于生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

进一步优选地，所述车载计算机，还还用于：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

进一步优选地：

所述车载计算机，还用于：设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层；根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量；

所述控制器，用于基于所述施肥量控制下肥装置进行变量施肥。

进一步优选地，所述车载计算机，还用于：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

本发明提供的一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统至少具有以下有益效果：通过温度补偿将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于温度补偿的变量施肥方法及系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明中一种基于温度补偿的变量施肥方法的一个实施例的示意图；

图2是本发明中电导率测量的示意图；

图3是本发明中基准温度下电导率补偿方法的示意图；

图4是本发明中一种基于温度补偿的变量施肥系统的示意图；

图5是本发明中一种基于温度补偿的变量施肥系统的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，并获得其他的实施方式。

实施例一

本发明的一个实施例，如图1所示，本发明提供一种基于温度补偿的变量施肥方法，包括：

S100获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

S200当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率。

S300根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥。

在本实施例中，通过温度补偿，将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

实施例二

基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了，本实施例提供一种基于温度补偿的变量施肥方法，具体包括：

步骤S100所述获取土壤在初始电导率和耕深层的时空分布差异，具体包括：

通过插秧机的GNSS天线接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息，生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

在步骤S200所述当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率之前，还包括：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

步骤S300所述根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥，包括：

设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；

获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层。

根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量。

基于所述施肥量进行变量施肥。

步骤S300中所述根据所述耕深层和所述基准温度下的电导率确定施肥量，包括：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

示例性的，本实施例提供了电导率基准温度补偿及施肥量误差补偿方法，包括：

车载计算机设置亩施肥补偿系数，补偿系数确定方法如下；

其中亩施肥补偿系数由实验测得，具体如下：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构实际下肥量为m₁，可得施肥补偿系数为：

基准温度下的电导率补偿方法如下：

获取水田土壤温度T下的电导率η；

相同土壤环境下测得不同温度与电导率的关系，电导率η与温度T成线性关系，且温度越高电导率越大，假设电导率与温度关系如下：(a、b为常数)

η＝a﹡T﹢b (2)

测得不同盐碱度下，记录(2)式中常数a与b成线性相关，假设其关系式如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c (3)

在不同介质测得(3)式中常数k与c保持不变，由此可知，能够实现温度对电导率校准；

将(3)式代入(2)式中可得：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c (4)

由(4)即可将温度Τ的电导率校准到基准温度下的电导率；

本发明实施例还提供了侧深变量施肥方法，包括：

设置目标亩施肥量X、耕深层减肥率α、电导率减肥率β、亩施肥补偿系数σ。

获取基准温度下的电导率和耕深层。

根据耕深层和基准温度下的电导率确定施肥量，具体包括：

若耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，施肥量为＝目标亩施肥量*(1-耕深层减肥率)*施肥补偿系数。

若耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，施肥量为＝目标亩施肥量*(1-(电导率减肥率+耕深层减肥率)/2)*施肥补偿系数。

若耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，施肥量为＝目标亩施肥量*(1-电导率减肥率)*施肥补偿系数。

若耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，施肥量为＝目标亩施肥量*施肥补偿系数。

本发明实施例提供的侧深变量施肥控制方法，通过温度补偿，将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

示例性的，如图2、3所示，本发明实施例提供的基于GNSS的侧深变量施肥控制方法，该方法步骤如下：

110.设置作业参数。

通过车载计算机界面进行作业参数设置，如单位亩施肥量、耕深层减肥率、电导率减肥率及亩施肥补偿系数等；

210.下肥量标定。

车载计算机与控制器实现CAN通讯，控制器驱动下肥电机到标定下肥刻度线，车载计算机记录当前刻度对应的角度传感器值，重复以上操作，记录多组下肥量刻度值，完成下肥量标定。

310.采集地块电导率、耕深层的基准值。

由控制系统的电导率传感器和高度传感器采集目标地块不同区域的电导率和耕深层的均值作为该地块电导率、耕深层的基准值。

土壤电导率测量步骤如下图3所述：

311.测量电导电极系数。

电导电极系数是指电极板在土壤中面积A与两个电极板距离L的比值，则电导电极系数K＝L/A，其中两个电极板间的距离L为固定不变，面积A受电极板在土壤中高度影响，高度H由高度传感器测量。

312.测量电极板间土壤的等效电阻值。

具体地，控制器的有效电压测量单元可测量土壤等效电阻的电压，而测量电路中的定值电阻与土壤有效电阻串联，已知输出电压的有效值，可计算出土壤的等效电阻值。计算公式如下。

输出电压有效值为U，土壤有效电阻的电压为U₁,测量电路定值电阻为R,土壤等效电阻为R₀，则

313.土壤的电导率。

通过上述测得两电极板插入水田土壤电阻R和电导电极系数K，温度一定时，该电阻R₀与电导率Q呈反比，即R＝K/Q，即可求得待测土壤电导率。

计算出电导率，采集一定时间的电导率作为该作业地块的平均电导率；

410.基准温度下电导率补偿。通过公式(4)即可计算温度Τ下的电导率，消除因温度对电导率影响，提高电导率基准下的目标施肥精度。

510.确定目标施肥量及目标施肥补偿。

通常，耕深层深有助于水稻对肥料的吸收，相对于耕深层浅可减少施肥量，同时土壤电导率是作为土壤肥料的判断指标，土壤肥沃相应电导率高，由此，可根据施肥深度和土壤电导率来确定施肥量。

具体如下：

若耕深层大于或等于基准耕深层，且电导率大于或等于基准温度下的电导率，施肥量为X₁：

X₁＝X﹡(1-α)﹡σ

若耕深层大于或等于基准耕深层，且电导率小于基准温度下的电导率，施肥量为X₂：

X₂＝X﹡(1-(α+β)/2)﹡σ

若耕深层小于基准耕深层，且电导率大于基准温度下的电导率，施肥量为X₃：

X₃＝X﹡(1-β)﹡σ

若耕深层小于基准耕深层，且电导率小于基准温度下的电导率，施肥量为X₄：

X₄＝X﹡σ

其中，耕深层减肥率和电导率减肥率由操作人员经验所得。

510目标排肥。

根据计算所得目标施肥量，车载计算机下发目标施肥量给控制器，控制器驱动电机运行到目标施肥刻度进行排肥。

在本实施例中，通过温度补偿，将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

实施例三

本实施例提供一种基于温度补偿的变量施肥系统，应用所述的基于温度补偿的变量施肥方法，如图4所示，包括：

车载计算机401，用于获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

所述车载计算机，用于当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率。

所述车载计算机，用于根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量。

所述控制器402，与所述车载计算机连接，用于根据所述施肥量控制下肥装置403进行变量施肥。

实施例四

基于上述实施例，在本实施例中与上述实施例相同的部分就不一一赘述了，本实施例提供一种基于温度补偿的变量施肥系统，具体包括：

GNSS天线，与所述车载计算机连接，用于接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息。

电导率传感器，与所述控制器连接，用于采集所述土壤的电导率。

所述车载计算机，用于生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

所述车载计算机，还还用于：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

所述车载计算机，还用于：设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层；根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量。

所述控制器，用于基于所述施肥量控制下肥装置进行变量施肥。

所述车载计算机，还用于：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

示例性的，如图4所示，本实施例提供一种基于GNSS的变量施肥控制系统，包括：电导率传感器、控制器、下肥装置、车载计算机、GNSS天线、高度传感器、温度传感器、肥量检测传感器、插值检测传感器和温度传感器。

其中，电导率传感器用于采集土壤的电导率数据。

控制器用于采集传感器数据，根据采集电导率及耕深层的差异控制下肥机构变量施肥。

控制器为设置于插秧机主体内部的控制器。

具体的，耕深层和水田土壤电导率作为变量施肥的重要指标。耕深层直接影响水稻对肥料的吸收，土壤电导率是判断土壤肥力的重要指标。其中，耕深越深，越有助于水稻对肥料的吸收；电导率越高代表土壤肥力越好。

控制器分别与电导率传感器、高度传感器、肥量检测传感器、插值传感器、温度传感器连接。

下肥装置包括下肥电机、角度传感器以及设置于插秧机上的施肥装置。

车载计算机用于设置目标施肥量、减肥率、目标施肥误差补偿、记录和显示采集的目标地块电导率和耕深层数据及对目标施肥量和肥量用尽进行监测，同时具备作业地块电导率处方图导入，并对导入已知处方图电导率与耕深层数据进行校准。

GNSS天线对称设置于插秧机主体两侧，用于接收卫星信号向所述车载计算机输出插秧机的定位信息，用于生成土壤电导率和耕层深度的时空分布差异。

高度传感器用于测量插秧机耕深层的深度。

温度传感器固定设置于秧台插值机构位，用于测量水田温度，根据水田温度对电导率的影响，对电导率基准值进行温度补偿校准，提高变量施肥的精度。

肥料检测传感器设置于肥箱底部，用于检测肥料是否用尽。

插值检测传感器检测插秧作业，用于是否进行变量施肥。

具体地，所述电导率传感器包括传感器1和传感器2，分别设置于插秧机前轮左右两侧或秧台底部两侧。

控制器的处理器为Cortex-M4。不限于该处理器型号。该系统与车载计算机相连，控制器采集的电导率和耕深层数据发送给车载计算机，车载计算机通过GNSS对电导率和耕深层时空分布进行记录，车载计算机根据目标地块电导率和耕深层的均值与实时电导率、耕深层对比确定当前目标施肥量，控制器根据目标施肥量控制下肥机构进行施肥。

下肥电机包括下肥电机1和下肥电机2，下肥电机为直流无刷或直流有刷电机，下肥电机用于控制下肥量大小，角度传感器包括角度传感器1和角度传感器2，角度传感器用于反馈下肥量大小，形成下肥闭环控制。

高度传感器为外壳绝缘的超声波传感器，高度传感器包含高度传感器1和高度传感器2，分别设置于插秧机车头左右两侧，与地面垂直。

车载计算机与控制器和GNSS系统相连，用于接收控制器采集传感器的数据，同时接收GNSS定位数据对土壤电导率时空分布进行显示，通过记录水田采样电导率与平均值做比较控制下肥电机进行变量施肥。

通过温度补偿将电导率校准到基准温度下的电导率，并根据电导率与耕深层确定施肥量施肥，并对施肥量进行补偿校准，从而控制下肥机构进行精确变量施肥，提高变量施肥准确性和水稻产量。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个处理单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个处理单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。示例性的，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，示例性的，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，示例性的，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于温度补偿的变量施肥方法，其特征在于，包括：

获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异；

当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率；

根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥。

2.根据权利要求1所述的基于温度补偿的变量施肥方法，其特征在于，所述获取土壤在初始电导率和耕深层的时空分布差异，具体包括：

通过插秧机的GNSS天线接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息，生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

3.根据权利要求2所述的基于温度补偿的变量施肥方法，其特征在于，在所述当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率之前，还包括：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

4.根据权利要求3所述的基于温度补偿的变量施肥方法，其特征在于，所述根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量，以进行变量施肥，包括：

设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；

获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层；

根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量；

基于所述施肥量进行变量施肥。

5.根据权利要求1所述的基于温度补偿的变量施肥方法，其特征在于，所述根据所述耕深层和所述基准温度下的电导率确定施肥量，包括：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

6.一种基于温度补偿的变量施肥系统，其特征在于，应用如权利要求1～5中任一项所述的基于温度补偿的变量施肥方法，包括：

车载计算机，用于获取土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异；

所述车载计算机，用于当所述初始电导率与基准温度下的电导率不匹配时，将所述初始电导率校准到所述基准温度下的电导率；

所述车载计算机，用于根据所述耕深层的时空分布差异和所述基准温度下的电导率，确定施肥量；

所述控制器，与所述车载计算机连接，用于根据所述施肥量控制下肥装置进行变量施肥。

7.根据权利要求6所述的基于温度补偿的变量施肥系统，其特征在于，还包括：

GNSS天线，与所述车载计算机连接，用于接收卫星信号并向车载计算机输出插秧机的定位信息；

电导率传感器，与所述控制器连接，用于采集所述土壤的电导率；

所述车载计算机，用于生成土壤的初始电导率和耕深层的时空分布差异。

8.根据权利要求7所述的基于温度补偿的变量施肥系统，其特征在于，所述车载计算机，还还用于：

设置亩施肥的补偿系数，所述补偿系数的确定方法具体包括：

目标亩施肥量为m₀，测得下肥机构的下肥量为m₁，可得所述亩施肥的补偿系数为：

设定基准温度下的电导率的补偿方法，具体包括：

获取所述初始电导率和所述初始温度的关系，具体如下：

η＝a﹡T﹢b；

测得不同盐碱度下常数a与b成线性相关，具体如下：(k、c为常数)：

b＝k﹡a﹢c；

在不同介质测得常数k与c保持不变，所述初始电导率和所述初始温度的关系为：

η＝a﹡T﹢a﹡k﹢c；

其中，η为所述电导率，T为所述初始温度，a、b、c、k为常数。

9.根据权利要求8所述的基于温度补偿的变量施肥系统，其特征在于：

所述车载计算机，还用于：设置目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数；获取所述基准温度下的电导率和所述耕深层；根据所述耕深层、所述基准温度下的电导率、目标亩施肥量、耕深层的减肥率、电导率的减肥率、亩施肥的补偿系数，确定施肥量；

所述控制器，用于基于所述施肥量控制下肥装置进行变量施肥。

10.根据权利要求6所述的基于温度补偿的变量施肥系统，其特征在于，所述车载计算机，还用于：

若所述耕深层大于或等于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-α)*ε；

若所述耕深层大于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-(β+α)/2)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率大于平均电导率，则施肥量为：

m₀*(1-β)*ε；

若所述耕深层小于平均耕深层，电导率小于平均电导率，则施肥量为：

m₀*ε；

其中，m₀为目标亩施肥量、α为耕深层的减肥率、β为电导率的减肥率、ε为亩施肥的补偿系数。

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