CN114451278B - 一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农田灌溉技术领域,用于解决现有农田灌溉系统不能够在农作物生长异常时对其进行异常原因排查的问题,具体为一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,包括控制平台,控制平台通信连接有喷淋执行模块、生长监测模块、异常分析模块、喷淋分析模块以及存储模块,喷淋执行模块包括环形轨道水槽,环形轨道水槽外侧壁安装有进水管,环形轨道水槽的内侧壁设置有若干个移动式水泵,移动式水泵的输出端设置有喷头,若干个喷头的喷射距离各不相同;本发明是通过生长监测模块可以通过农作物的生长特征对其生长状态进行检测分析,防止出现由于整体生长合格而忽略个别生长区域内的农作物生长异常的现象。
Description
技术领域
本发明涉及农田灌溉技术领域,具体为一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统。
背景技术
土壤水势是土壤水分的强度指标和土壤水运动方向的判定,与植物吸收水分的有效性有密切的关系,是农田作物水分供给的一项重要灌溉控制指标,根系是作物从土壤中吸收水分和养分的器官,对作物生长发育和产量形成具有重要影响;
但现有的农田灌溉控制系统仅能够定时定量的对农作物进行喷淋控制,而无法通过农作物的特征对其进行整体生长状态与生长差异性检测,也在农作物生长异常时对异常原因进行排查,农作物生长状态的影响因素有很多,由人工逐一进行排查需要耗费大量的人力与时间;
针对上述技术问题,本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有农田灌溉系统不能够在农作物生长异常时对其进行异常原因排查的问题,而提出一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,包括控制平台,所述控制平台通信连接有喷淋执行模块、生长监测模块、异常分析模块、喷淋分析模块以及存储模块;
所述喷淋执行模块包括环形轨道水槽,所述环形轨道水槽安装在农田的外侧,所述环形轨道水槽外侧壁安装有进水管,所述环形轨道水槽的内侧壁设置有若干个移动式水泵,移动式水泵的输出端设置有喷头,若干个喷头的喷射距离各不相同;
所述生长监测模块用于对农田的农作物进行生长状态分析并对农田农作物生长是否异常进行判定,在农田农作物生长异常时,生长监测模块通过控制平台向异常分析模块发送异常分析信号;在农田农作物生长正常时,采用差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析,在农田农作物生长差异性不合格时,生长检测模块通过控制平台向喷淋分析模块发送喷淋分析信号;
异常分析模块包括环境分析单元与土壤分析单元,所述异常分析模块接收到异常分析后对农田农作物生长异常的原因进行分析;
喷淋分析模块接收到喷淋分析信号后对农田农作物进行喷淋分析。
作为本发明的一种优选实施方式,所述生长监测模块对农田的农作物进行生长状态分析的具体过程包括:将农田分割为生长区域i,i=1,2,…,n,n为正整数,获取生长区域i内的绿色表现值LBi与高度系数Hi,通过对绿色表现值LBi与高度系数Hi进行数值计算得到生长区域i的生长系数SZi;对农田内所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均值得到农田的生长表现值SB,通过存储模块获取得到生长表现阈值SBmin,将农田的生长表现值SB与生长表现阈值SBmin进行比较:若生长表现值SB≤生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长异常;若生长表现值SB>生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长正常,采用差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析。
作为本发明的一种优选实施方式,绿色表现值LBi与高度系数Hi的获取过程包括:对生长区域i进行彩色图像拍摄并将拍摄到的彩色图像放大为像素格图像i,对得到的像素格图像i进行颜色特征提取得到像素格的绿色特征分量,对像素格图像i的所有像素格绿色特征分量进行求和取平均数得到像素格图像i的绿色表现值LBi;获取生长区域i内农作物的平均高度值并标记为H1i,通过存储模块获取到上一次监测时生长区域i内农作物的平均高度值H2i,通过公式Hi=α1×H1+α2×(H1-H2)得到农作物的高度系数Hi。
作为本发明的一种优选实施方式,环境分析单元用于对农田的农作物生长环境进行分析:获取农田的温度表现值WD与湿度表现值SD,通过对温度表现值与湿度表现值进行数值计算得到农田的环境系数HJ;通过存储模块获取得到农田的环境阈值HJmax,将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较:若环境系数HJ<环境阈值HJmax,则判定农田的环境合格,环境分析单元通过异常分析模块向土壤分析单元发送土壤分析信号;若环境系数HJ≥环境阈值,则判定农田的环境不合格,环境分析单元通过异常分析模块向控制平台发送环境调节信号,控制平台接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到环境调节信号后对农田农作物的生长环境进行调节。
作为本发明的一种优选实施方式,农田的温度表现值WD与湿度表现值SD的获取过程包括:通过存储模块获取农作物生长的温度适宜范围与湿度适宜范围,对农作物生长的温度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到温度标准值,对农作物生长的湿度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到湿度标准值,通过温度传感器与湿敏传感器分别获取农田空气的温度值与湿度值,将温度值与温度标准值的差值的绝对值标记为温度表现值WD,将湿度值与湿度标准值的差值的绝对值标记为湿度表现值SD。
作为本发明的一种优选实施方式,土壤分析单元接收到土壤分信号后对农田农作物的土壤元素含量进行分析:获取农田土壤的氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量,通过对农田土壤的氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量进行数值计算得到农田的元素系数YS;通过存储模块获取得到农田的元素阈值YSmin,将元素系数YS与元素阈值YSmin进行比较:若元素系数YS≤元素阈值YSmin,则判定土壤不合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送增肥信号,控制平台接收到增肥信号后将增肥调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到增肥调节信号后对农田进行施肥;若元素系数YS<元素阈值YSmin,则判定土壤合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送光照调节信号,控制平台接收到光照调节信号后将光照调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到光照调节信号后对农田农作物收到的光线照射进行调节。
作为本发明的一种优选实施方式,差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析的具体过程包括:建立生长集合{SZ1,SZ2,…,SZi},对生长集合进行方差计算并将得到的数值标记为差异系数CY,通过存储模块获取到差异阈值CYmax,将生长集合的差异系数CY与差异阈值CYmax进行比较:
若差异系数CY<差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性合格;
若差异系数CY≥差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性不合格,生长检测模块通过控制平台向喷淋分析模块发送喷淋分析信号。
作为本发明的一种优选实施方式,喷淋分析模块对农田农作物进行喷淋分析的具体过程包括:将喷头标记为w,w<n,按照喷头的喷射范围对农田进行范围划分得到喷淋区域e,e=1,2,…,w,对位于喷淋区域e内的所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均数得到喷淋区域e的喷淋表现值PBe,将喷淋表现值PBe与生长表现阈值SZmin进行比较:
若喷淋表现值PBe≤生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋不合格,喷淋分析模块向控制平台发送喷淋检修信号,控制平台接收到喷淋检修信号后将喷淋检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到喷淋检修信号后对喷淋区域对应的喷头进行检测与维修;
若喷淋表现值PBe>生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋合格,对喷淋区域e的喷淋差异性进行分析:将喷淋区域e内所有生长区域i的生长系数SZi进行方差计算并将得到的数值标记为喷淋系数,将喷淋系数与差异阈值进行比较:
若喷淋系数小于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性合格,对下一个喷淋区域进行检测;
若喷淋系数大于等于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性不合格,喷淋分析模块向控制平台发送轨道检修信号,控制平台接收到轨道检修信号后将轨道检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到轨道检修信号后对环形轨道水槽进行检测维修。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
生长监测模块可以通过农作物的生长特征对其生长状态进行检测分析,在整体生长状态检测的基础上还添加了差异性检测,防止出现由于整体生长合格而忽略个别生长区域内的农作物生长异常的现象;
环境分析单元与土壤分析单元分别对整体生长不合格的农田进行环境分析与土壤分析,从而对整体生长不合格的原因进行分析排查,在出现整体生长不合格的情况下快速对农田整体影响因素进行分析,从而提高异常调节的效率;
喷淋分析模块可以针对整体合格但差异性不合格的农田进行原因排查,根据喷头的喷淋覆盖范围进行区域划分,对喷淋区域进行整体检测与差异性检测,从而通过不同的检测结果针对性的采取对应措施,结合生长特征对异常原因进行快速排查。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体的原理框图;
图2为本发明实施例一的喷淋执行模块的结构示意图;
图3为本发明实施例二的原理框图;
图4为本发明实施例三的原理框图;
图5为本发明实施例四的方法流程图。
图中:1、环形轨道水槽;2、进水管;3、移动式水泵;4、喷头。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,包括控制平台,控制平台通信连接有喷淋执行模块、生长监测模块、异常分析模块、喷淋分析模块以及存储模块。
实施例
请参阅图2所示,喷淋执行模块包括环形轨道水槽1,环形轨道水槽1安装在农田的外侧,环形轨道水槽1外侧壁安装有进水管2,环形轨道水槽1的内侧壁设置有若干个移动式水泵3,移动式水泵3的输出端设置有喷头4,喷头4与移动式水泵3的数量可根据农田面积大小自行设置,在实际实施过程中,喷头4与移动式水泵3的数量通常选为三至五个。农田的形状为圆形,农田的圆心与环形轨道水槽1的圆心相重合,若干个喷头4的喷射距离各不相同,且所有喷头4的喷射范围相加完全覆盖农田,即配合移动式水泵3在环形轨道水槽1上不断移动,每一个喷头4均负责农田上的一个环形区域进行喷淋,将农田设计为圆形、水槽设计为环形,可以增大每一个喷头4所覆盖的喷淋范围,从而减少喷头4与水泵的使用数量。
实施例
请参阅图3所示,生长监测模块用于对农田的农作物进行生长状态分析:将农田分割为生长区域i,i=1,2,…,n,n为正整数,对生长区域i进行彩色图像拍摄并将拍摄到的彩色图像放大为像素格图像i,通过特征提取技术对得到的像素格图像i进行颜色特征提取得到像素格的绿色特征分量,在机器学习、模式识别和图像处理中,特征提取从初始的一组测量数据开始,并建立旨在提供信息和非冗余的派生值(特征),从而促进后续的学习和泛化步骤。对像素格图像i的所有像素格绿色特征分量进行求和取平均数得到像素格图像i的绿色表现值LBi;获取生长区域i内农作物的平均高度值并标记为H1i,通过存储模块获取到上一次监测时生长区域i内农作物的平均高度值H2i,通过公式Hi=α1×H1+α2×(H1-H2)得到农作物的高度系数Hi,结合农作物当前高度值以及当前高度值相较上一次检测时的高度值的增长值进行计算得到高度系数,其中α1与α2均为比例系数,且α2>α1>1;通过公式SZi=β1×LBi+β2×Hi得到生长区域i的生长系数SZi,需要说明的是,生长系数SZi是一个反应生长区域i内农作物生长趋势好坏的数值,生长系数SZi的数值越大,则对应生长区域i内的农作物生长趋势越好,其中β1与β2均为比例系数,且β1>β2>0;对农田内所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均值得到农田的生长表现值SB,通过存储模块获取得到生长表现阈值SBmin,将农田的生长表现值SB与生长表现阈值SBmin进行比较:若生长表现值SB≤生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长异常,这里的农田农作物生长异常指的是农田上的整体农作物生长状态不满足要求,因此需要从农田整体影响因素进行异常原因排查,农田整体影响因素包括环境适宜程度、土壤养料含量以及光照强度等;生长监测模块通过控制平台向异常分析模块发送异常分析信号;若生长表现值SB>生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长正常,采用差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析。
异常分析模块接收到异常分析后对农田农作物生长异常的原因进行分析,异常分析模块包括环境分析单元与土壤分析单元;
环境分析单元用于对农田的农作物生长环境进行分析:通过存储模块获取农作物生长的温度适宜范围与湿度适宜范围,对农作物生长的温度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到温度标准值,对农作物生长的湿度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到湿度标准值,针对不同品种的农作物可调取对应的温度适宜范围和湿度适宜范围,通过温度传感器与湿敏传感器分别获取农田空气的温度值与湿度值,温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器,湿敏传感器是能够感受外界湿度变化,并通过器件材料的物理或化学性质变化,将湿度转化成有用信号的器件。将温度值与温度标准值的差值的绝对值标记为温度表现值WD,将湿度值与湿度标准值的差值的绝对值标记为湿度表现值SD,通过公式HJ=c1×WD+c2×SD得到农田的环境系数HJ,环境系数是一个反映当前环境与标准环境的偏差程度的数值,环境系数的数值越大,则表示当前环境与标准环境的偏差程度越大,当前环境也就越不适宜农作物生长,农作物生长异常的原因由环境不适宜而引起的可能性也就越大;其中c1与c2均为比例系数,且c1>c2>0;通过存储模块获取得到农田的环境阈值HJmax,将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较:若环境系数HJ<环境阈值HJmax,则判定农田的环境合格,环境分析单元通过异常分析模块向土壤分析单元发送土壤分析信号;若环境系数HJ≥环境阈值,则判定农田的环境不合格,环境分析单元通过异常分析模块向控制平台发送环境调节信号,控制平台接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到环境调节信号后对农田农作物的生长环境进行调节。
土壤分析单元接收到土壤分信号后对农田农作物的土壤元素含量进行分析:获取农田土壤的氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量并分别标记为DH、LH以及JH,通过公式YS=b1×DH+b2×LH+b3×JH得到农田的元素系数YS,元素系数是一个反映当前土壤肥料丰富程度的数值,元素系数的数值越低,则表示当前土壤肥料丰富程度越低,农作物生长异常的原因由土壤肥料不足而引起的可能性也就越高,其中b1、b2以及b3均为比例系数,且b3>b2>b1>1;通过存储模块获取得到农田的元素阈值YSmin,将元素系数YS与元素阈值YSmin进行比较:若元素系数YS≤元素阈值YSmin,则判定土壤不合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送增肥信号,控制平台接收到增肥信号后将增肥调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到增肥调节信号后对农田进行施肥;若元素系数YS<元素阈值YSmin,则判定土壤合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送光照调节信号,控制平台接收到光照调节信号后将光照调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到光照调节信号后对农田农作物收到的光线照射进行调节。
实施例
请参阅图4所示,差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析的具体过程包括:建立生长集合{SZ1,SZ2,…,SZi},对生长集合进行方差计算并将得到的数值标记为差异系数CY,差异系数是一个反映单个生长区域内农作物生长状态与标准状态的偏离程度,差异系数的数值越大,则表示整体合格的农田内存在生长不合格的生长区域的数量越多,且不合格生长区域内农作物的生长状态越差,因此农田内的农作物生长平衡性也就越差,通过存储模块获取到差异阈值CYmax,将生长集合的差异系数CY与差异阈值CYmax进行比较:若差异系数CY<差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性合格;若差异系数CY≥差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性不合格,生长检测模块通过控制平台向喷淋分析模块发送喷淋分析信号。
在农田内农作物生长平衡性不合格的情况下,需要针对小范围影响农作物生长的因素进行检测分析,比如喷头4是否完好,移动式水泵3在环形轨道水槽1上是否连接平滑等等,喷头4出现破损的情况下,农田上对应的环形喷淋区域内的农作物生长都会受到影响;移动式水泵3在环形轨道水槽1上移动不顺畅时,农田上对应环形喷淋区域的某一个小区域农作物生长会受到影响;因此,根据环形喷淋区域上的农作生长特征对平衡性不合格的原因进行分析。
喷淋分析模块接收到喷淋分析信号后对农田农作物进行喷淋分析:将喷头4标记为w,w<n,按照喷头4的喷射范围对农田进行范围划分得到喷淋区域e,e=1,2,…,w,对位于喷淋区域e内的所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均数得到喷淋区域e的喷淋表现值PBe,将喷淋表现值PBe与生长表现阈值SZmin进行比较:若喷淋表现值PBe≤生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋不合格,喷淋分析模块向控制平台发送喷淋检修信号,控制平台接收到喷淋检修信号后将喷淋检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到喷淋检修信号后对喷淋区域对应的喷头4进行检测与维修;若喷淋表现值PBe>生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋合格,对喷淋区域e的喷淋差异性进行分析:将喷淋区域e内所有生长区域i的生长系数SZi进行方差计算并将得到的数值标记为喷淋系数,将喷淋系数与差异阈值进行比较:若喷淋系数小于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性合格,对下一个喷淋区域进行检测;若喷淋系数大于等于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性不合格,喷淋分析模块向控制平台发送轨道检修信号,控制平台接收到轨道检修信号后将轨道检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到轨道检修信号后对环形轨道水槽1进行检测维修。
实施例
请参阅图5所示,一种基于互联网的农田灌溉分析控制方法,包括以下步骤:
步骤一:生长监测模块对农田的农作物进行生长状态分析,通过农作物的生长状态对农作物的整体生长进行判定;
步骤二:在整体生长不合格时采用异常分析模块对异常生长的原因进行分析,异常分析包括环境分析与土壤分析;
步骤三:在整体生长合格时对农田农作物生长进行差异性分析,在差异性不合格时采用喷淋分析模块进行差异性不合格原因分析。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式,公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置;如:公式SZi=β1×LBi+β2×Hi;由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的生长系数;将设定的生长系数和采集的样本数据代入公式,任意两个公式构成二元一次方程组,将计算得到的系数进行筛选并取均值,得到β1、与β2的取值分别为2.56和1.35;
系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值,便于后续比较,关于系数的大小,取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的生长系数;只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可,如生长系数与高度系数的数值成正比。
本发明在使用时,生长监测模块对农田的农作物进行生长状态分析,通过农作物的生长状态对农作物的整体生长进行判定;在整体生长不合格时采用异常分析模块对异常生长的原因进行分析,异常分析包括环境分析与土壤分析;在整体生长合格时对农田农作物生长进行差异性分析,在差异性不合格时采用喷淋分析模块进行差异性不合格原因分析,通过不合格原因分析结果对喷头4或环形轨道水槽1进行检修。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,包括控制平台,其特征在于,所述控制平台通信连接有喷淋执行模块、生长监测模块、异常分析模块、喷淋分析模块以及存储模块;
所述喷淋执行模块包括环形轨道水槽(1),所述环形轨道水槽(1)安装在农田的外侧,所述环形轨道水槽(1)外侧壁安装有进水管(2),所述环形轨道水槽(1)的内侧壁设置有若干个移动式水泵(3),移动式水泵(3)的输出端设置有喷头(4),若干个喷头(4)的喷射距离各不相同;
所述生长监测模块用于对农田的农作物进行生长状态分析并对农田农作物生长是否异常进行判定,在农田农作物生长异常时,生长监测模块通过控制平台向异常分析模块发送异常分析信号;在农田农作物生长正常时,采用差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析,在农田农作物生长差异性不合格时,生长检测模块通过控制平台向喷淋分析模块发送喷淋分析信号;
异常分析模块包括环境分析单元与土壤分析单元,所述异常分析模块接收到异常分析后对农田农作物生长异常的原因进行分析;
喷淋分析模块接收到喷淋分析信号后对农田农作物进行喷淋分析;
所述生长监测模块对农田的农作物进行生长状态分析的具体过程包括:将农田分割为生长区域i,i=1,2,…,n,n为正整数,获取生长区域i内的绿色表现值LBi与高度系数Hi,通过对绿色表现值LBi与高度系数Hi进行数值计算得到生长区域i的生长系数SZi;对农田内所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均值得到农田的生长表现值SB,通过存储模块获取得到生长表现阈值SBmin,将农田的生长表现值SB与生长表现阈值SBmin进行比较:若生长表现值SB≤生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长异常;若生长表现值SB>生长表现阈值SBmin,则判定农田农作物生长正常,采用差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析;
差异分析模型对生长区域i的生长差异性进行分析的具体过程包括:建立生长集合{SZ1,SZ2,…,SZi},对生长集合进行方差计算并将得到的数值标记为差异系数CY,通过存储模块获取到差异阈值CYmax,将生长集合的差异系数CY与差异阈值CYmax进行比较:
若差异系数CY<差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性合格;
若差异系数CY≥差异阈值CYmax,则判定农田农作物的生长差异性不合格,生长检测模块通过控制平台向喷淋分析模块发送喷淋分析信号;
喷淋分析模块对农田农作物进行喷淋分析的具体过程包括:将喷头(4)标记为w,w<n,按照喷头(4)的喷射范围对农田进行范围划分得到喷淋区域e,e=1,2,…,w,对位于喷淋区域e内的所有生长区域i的生长系数SZi进行求和取平均数得到喷淋区域e的喷淋表现值PBe,将喷淋表现值PBe与生长表现阈值SZmin进行比较:
若喷淋表现值PBe≤生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋不合格,喷淋分析模块向控制平台发送喷淋检修信号,控制平台接收到喷淋检修信号后将喷淋检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到喷淋检修信号后对喷淋区域对应的喷头(4)进行检测与维修;
若喷淋表现值PBe>生长表现阈值SZmin,则判定喷淋区域e的整体喷淋合格,对喷淋区域e的喷淋差异性进行分析:将喷淋区域e内所有生长区域i的生长系数SZi进行方差计算并将得到的数值标记为喷淋系数,将喷淋系数与差异阈值进行比较:
若喷淋系数小于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性合格,对下一个喷淋区域进行检测;
若喷淋系数大于等于差异阈值,则判定喷淋区域的喷淋差异性不合格,喷淋分析模块向控制平台发送轨道检修信号,控制平台接收到轨道检修信号后将轨道检修信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到轨道检修信号后对环形轨道水槽(1)进行检测维修;
绿色表现值LBi与高度系数Hi的获取过程包括:对生长区域i进行彩色图像拍摄并将拍摄到的彩色图像放大为像素格图像i,对得到的像素格图像i进行颜色特征提取得到像素格的绿色特征分量,对像素格图像i的所有像素格绿色特征分量进行求和取平均数得到像素格图像i的绿色表现值LBi;获取生长区域i内农作物的平均高度值并标记为H1i,通过存储模块获取到上一次监测时生长区域i内农作物的平均高度值H2i,通过公式Hi=α1×H1+α2×(H1-H2)得到农作物的高度系数Hi,其中α1与α2均为比例系数,且α2>α1>1;
生长区域i的生长系数SZi的计算公式为SZi=β1×LBi+β2×Hi,其中β1与β2均为比例系数,且β1>β2>0。
2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,其特征在于,通过存储模块获取农作物生长的温度适宜范围与湿度适宜范围,对农作物生长的温度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到温度标准值,对农作物生长的湿度适宜范围的最大值与最小值进行求和取平均数得到湿度标准值,通过温度传感器与湿敏传感器分别获取农田空气的温度值与湿度值,将温度值与温度标准值的差值的绝对值标记为温度表现值WD,将湿度值与湿度标准值的差值的绝对值标记为湿度表现值SD。
3.根据权利要求2所述的一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,其特征在于,环境分析单元用于对农田的农作物生长环境进行分析:获取农田的温度表现值WD与湿度表现值SD,通过对温度表现值与湿度表现值进行数值计算得到农田的环境系数HJ;通过存储模块获取得到农田的环境阈值HJmax,将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较:若环境系数HJ<环境阈值HJmax,则判定农田的环境合格,环境分析单元通过异常分析模块向土壤分析单元发送土壤分析信号;若环境系数HJ≥环境阈值,则判定农田的环境不合格,环境分析单元通过异常分析模块向控制平台发送环境调节信号,控制平台接收到环境调节信号后将环境调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到环境调节信号后对农田农作物的生长环境进行调节;
农田的环境系数HJ的计算公式为HJ=c1×WD+c2×SD,其中c1与c2均为比例系数,且c1>c2>0。
4.根据权利要求3所述的一种基于互联网的农田灌溉分析控制系统,其特征在于,土壤分析单元接收到土壤分析信号后对农田农作物的土壤元素含量进行分析:获取农田土壤的氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量,通过对农田土壤的氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量进行数值计算得到农田的元素系数YS;通过存储模块获取得到农田的元素阈值YSmin,将元素系数YS与元素阈值YSmin进行比较:若元素系数YS≤元素阈值YSmin,则判定土壤不合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送增肥信号,控制平台接收到增肥信号后将增肥调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到增肥调节信号后对农田进行施肥;若元素系数YS<元素阈值YSmin,则判定土壤合格,土壤分析单元通过异常分析模块向控制平台发送光照调节信号,控制平台接收到光照调节信号后将光照调节信号发送至管理人员的手机终端,管理人员接收到光照调节信号后对农田农作物收到的光线照射进行调节;
农田的元素系数YS的计算公式为YS=b1×DH+b2×LH+b3×JH,其中b1、b2以及b3均为比例系数,且b3>b2>b1>1,DH、LH以及JH分别为氮元素含量、磷元素含量以及钾元素含量的数值。
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