发明专利:一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法.pdf

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资源描述:
19 中华 人民共和国 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202011173847 1 22 申请日 2020 10 28 71 申请人 上海国兴农现代农业发展股份有限 公司 地址 200092 上海市杨 浦区中山北二路 1121号 4C06室 72 发明人 郭 之兵 陈新星 74 专利代理 机构 上海世圆知识产权代理有限 公司 31320 代理人 陈颖洁 王佳妮 51 Int Cl A01G 25 16 2006 01 G06F 17 11 2006 01 G05B 19 04 2006 01 54 发明名称 一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 57 摘要 本发明提供一种潮汐灌溉穴盘农作物的自 动控制方法 响应于自动控制系统的指令 启动 灌溉决策程序 包括 获取灌溉区域的编码 ID 确认灌溉区域的面积参数 获取当前时 间 T 1 判断当前是否在 可灌溉时间段内 获 取上 次灌溉时间 T 0 获取光照辐射值数据 计算在所述上次灌溉时间 T 0 至当前时间 T 1 的时长内的有效光合辐射累积量 R sum 根据 所述有效光合辐射累积量 R sum 计算所述时长 内的水分蒸发量 ET 判断所述蒸发量 ET 是否达到蒸发量阈值 ETs 进入灌溉序列 本发明适用于鸡毛菜整个生长周期的灌溉控制 使鸡毛 菜品质更高且保持一 致 并且节约用肥 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 112314414 A 2021 02 05 CN 112314414 A 1 一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 响应于自动控制系统的指 令 启动灌溉决策程序 包括 获取灌溉区域的编码 确认灌溉区域的面积参数 获取当前时间 判断当前是否在可灌溉时间段内 获取上次灌溉时间 获取光照辐射值数据 计算在所述上次灌溉时间至当前时间的时长内的有效光合 辐射累积量 根据所述有效光合辐射累积量 计算所述时长内的水分蒸发量 判断所述蒸发量是否达到蒸发量阈值 进入灌溉序列 2 根据权利要求1所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 当所述当 前时间处于所述可灌溉时间段内时 所述灌溉决策程序向下一步运行 当所述当前时间不 在所述可灌溉时间段内时 所述自动控制系统发出指令 返回步骤 继续获取当前时间 或者返回待机状态 3 根据权利要求1所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 当所述蒸 发量已经达到所述蒸发量阈值时 所述自动控制系统发出进入灌溉序列的指令 开始进行 潮汐灌溉 当所述蒸发量尚未达到所述蒸发量阈值 所述自动控制系统发出指令 返回步骤 继续获取当前时间 或者返回待机状态 4 根据权利要求1所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 还包括设 置自动灌溉参数的过程 选择自动灌溉区域 设定所述灌溉区域的可灌溉时间段 灌溉时 长 灌溉系数 蒸发量阈值中的一个或多个数据 5 根据权利要求1所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 所述有效 光合辐射累积量的计算公式为 Rsum iRTi 其中 R sum为所述有效光合辐射累积量 i为所述时长内的单位时间数 R为单位时间内 的平均光照量 T为单位时间内的光照时间 所述蒸发量的计算公式为 其中 ET为所述蒸发量 为灌溉系数 R sum为有效光合辐射累积量 2 45为常数 6 根据权利要求1所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 还包括响 应于自动控制系统的指令 启动预测灌溉决策程序 包括 a 获取灌溉区域的编码 确认灌溉区域的面积参数 b 获取上次灌溉时间 c 获取预测时段内的天气预报数据 d 获取光照辐射值数据 e 计算在预测时段内的有效光合辐射累积量以及水分的蒸发量 f 计算达到蒸发量阈值所需的时长 确定下次灌溉的启动时间 权 利 要 求 书 1 2 页 2 CN 112314414 A g 加入灌溉序列 7 根据权利要求6所述的潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 所述预测 灌溉决策流程还包括设置预测灌溉参数的过程 选择预测灌溉区域 设定预测灌溉周期 设 定所述灌溉区域的可灌溉时间段 灌溉时长和灌溉系数 权 利 要 求 书 2 2 页 3 CN 112314414 A 一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 技术领域 0001 本发明涉及穴盘生产农作物技术领域 尤其涉及一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动 控制方法 背景技术 0002 农作物 例如各种叶子蔬菜 例如 小白菜 大葱等 花卉 例如 矮牵牛 可以采 用穴盘生产技术 在温室大棚中培育和种植 0003 鸡毛菜 是上海蔬菜商品名中的一个独特的名字 特指 三叶一心 株高10厘米 的 小白菜嫩苗 鸡毛菜口感清香 质地柔嫩 深受上海地区居民的青睐 鸡毛菜还有清除肺热 咳嗽 预防便秘 富含维生素C 维生素B1 维生素B6 泛酸等 经常食用能够促进儿童生长发 育 缓解精神紧张 有益身体健康 0004 在农作物 例如 鸡毛菜 的工厂化穴盘生产技术体系中 潮汐灌溉也是生态高效 栽培关键控制点之一 传统蔬果的灌溉方式通常是定时对整颗植株进行喷水 这种灌溉方 式除了会阻碍大部分叶片表面的光合作用之外 沾了水的叶片表面更会增加细菌萌发的机 会 潮汐灌溉是基于基质水分运移规律的潮汐灌溉水肥决策方案 利用潮涨潮落实现循环 灌溉 灌溉时间短 灌溉均匀 肥随水精准施入 循环灌溉零排放 过滤和渗透处理后的灌溉 水清澈洁净 通过穴盘孔隙直接浸入农作物的根部 在这种灌溉方式下生产的农作物 叶面 干燥 光合作用增强 通过阻止叶面沾湿 也防治了病害的发生与传播 实现了全季节的零 农药生产 0005 现有技术中通常采用手动的不定时或定时灌溉 主要流程为 手动选择灌溉区域 然后设定上水持续时间 选择是否延时 再设置下次灌溉启动时间及灌溉周期 启动灌溉 但是 手动灌溉需要频繁设置各个中灌溉参数 参数来源比较局限 主要根据种植人员技术 经验 灌溉过过程中对肥液浓度的控制不稳定 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 以解决现有技术 中存在的频繁设置灌溉 参数调整 肥液控制等问题 实现自动化的潮汐灌溉 0007 为了达到上述目的 本发明的技术方案如下 0008 本发明的一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 其特征在于 响应于自动控 制系统的指令 启动灌溉决策程序 包括 0009 获取灌溉区域的编码 ID 确认灌溉区域的面积参数 0010 获取当前时间 T 1 判断当前是否在可灌溉时间段内 0011 获取上次灌溉时间 T 0 0012 获取光照辐射值数据 计算在所述上次灌溉时间 T 0 至当前时间 T 1 的时长内 的有效光合辐射累积量 R sum 0013 根据所述有效光合辐射累积量 R sum 计算所述时长内的水分蒸发量 ET 说 明 书 1 4 页 4 CN 112314414 A 0014 判断所述蒸发量 ET 是否达到蒸发量阈值 ETs 0015 进入灌溉序列 0016 所述可灌溉时间段是指根据作物的生长习性设置的作物灌溉时间段 当所述当前 时间 T 1 处于所述可灌溉时间段内时 所述灌溉决策程序向下一步运行 当所述当前时间 T1 不在所述可灌溉时间段内时 所述自动控制系统发出指令 返回步骤 继续获取当 前时间 T 1 或者返回待机状态 0017 进一步地 当所述蒸发量 ET 已经达到所述蒸发量阈值 ETs 时 所述自动控制系 统发出进入灌溉序列的指令 开始进行潮汐灌溉 当所述蒸发量 ET 尚未达到所述蒸发量 阈值 ETs 所述自动控制系统发出指令 返回步骤 继续获取当前时间 T 1 或者返回 待机状态 0018 进一步地 本发明的一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 还包括设置自动 灌溉参数的过程 选择自动灌溉区域 设定所述灌溉区域的可灌溉时间段 灌溉时长 灌溉 系数 蒸发量阈值中的一个或多个数据 0019 所述灌溉时长为所述潮汐灌溉的上水维持时间长度 0020 所述灌溉系数是由农作物的品种及供给农作物生长的土壤基质的类型共同决定 的 由操作者事先自定义输入自动控制系统 0021 所述蒸发量阈值 ETs 为操作者事先设定的蒸发量 ET 的阈值 当所述时长内的 水分蒸发量 ET 到达所述蒸发量阈值 ETs 后 所述潮汐灌溉启动 0022 进一步地 所述有效光合辐射累积量 R sum 的计算公式为 0023 Rsum iRTi 0024 其中 R sum为所述有效光合辐射累积量 i为所述时长内的单位时间数 R为单位时 间内的平均光照量 T为单位时间内的光照时间 0025 所述蒸发量 ET 的计算公式为 0026 0027 其中 ET为所述蒸发量 为灌溉系数 R sum为有效光合辐射累积量 2 45为常数 0028 进一步地 本发明的一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 还包括响应于自 动控制系统的指令 启动预测灌溉决策程序 包括 0029 a 获取灌溉区域的编码 ID 确认灌溉区域的面积参数 0030 b 获取上次灌溉时间 T 0 0031 c 获取预测时段内的天气预报数据 0032 d 获取光照辐射值数据 0033 e 计算在预测时段内的有效光合辐射累积量 R sum 以及水分的蒸发量 ET 0034 f 计算达到蒸发量阈值 ETs 所需的时长 t 确定下次灌溉的启动时间 T 1 T 0 t 0035 g 加入灌溉序列 0036 进一步地 所述预测灌溉决策流程还包括设置预测灌溉参数的过程 选择预测灌 溉区域 设定预测灌溉周期 设定所述灌溉区域的可灌溉时间段 灌溉时长和灌溉系数 0037 本发明的有益效果是 说 明 书 2 4 页 5 CN 112314414 A 0038 采用本发明的自动控制方法进行潮汐灌溉穴盘农作物 可以提升农作物 例如鸡 毛菜 的品质和产品 适用于鸡毛菜整个生长周期的灌溉控制 对各个时间段灌溉肥液的控 制使鸡毛菜品质更高且保持一致 并且节约用肥 将经验结合实验数据使种植数据化更利 于种植的推广以及产业化种植 附图说明 0039 图1为实施例1的潮汐灌溉自动控制流程图 0040 图2为实施例2提前预测灌溉决策流程图 具体实施方式 0041 为了使本发明的目的 技术方案及优点更加清楚明白 以下结合附图及实施例 对 本发明进行进一步详细说明 应当理解 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 并 不用于限定本发明 0042 本技术领域技术人员可以理解 除非特意声明 这里使用的单数形式 一 一 个 所述 和 该 也可包括复数形式 应该进一步理解的是 本发明的说明书中使用的措 辞 包括 是指存在所述特征 整数 步骤 操作 元件和 或组件 但是并不排除存在或添加 一个或多个其他特征 整数 步骤 操作 元件 组件和 或它们的组 0043 实施例1 0044 如图1所示 一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 包括 0045 1 预先设置自动灌溉参数 0046 选择自动灌溉区域 0047 设定该灌溉区域的可灌溉时间段 8 00 10 00和16 00 18 00 程序在该时段之 外不启动灌溉 0048 设置灌溉时长 10min 说明单次灌溉潮汐上水维持时间为10分钟 0049 设置灌溉系数 0 76 也即所述蒸发量 ET 的计算公式中参数 为0 76 0050 设置蒸发量阈值 ETs 3 0mm 也即蒸腾蒸发量达到3 0mm后 启动潮汐灌溉 0051 2 2020年7月30日8时 响应于自动控制系统的指令 对穴盘鸡毛菜启动灌溉决策 程序 包括S1 S9 0052 S1 获取灌溉区域的编码 ID 确认灌溉区域的面积参数 0053 S2 程序读取当前时间 T 1 为2020年7月30日8时 0054 S3 判断当前是在可灌溉时间段内 0055 S4 程序读取上次灌溉时间 T 0 为2020年7月29日17时 0056 S5 程序读取7月29日17时至7月30日8时的光照辐射值数据 0057 S6 以小时为单位取平均值进行累积 计算得出有效光合辐射累积量 R sum 为 8 3J m2 0058 S7 根据有效光合辐射累积量 R sum 计算得出7月29日17时至7月30日8时内的水 分蒸发量 ET 为2 48mm 0059 S8 程序经比对判断 ET值小于蒸发量阈值 ETs 的3 0mm 不启动灌溉 返回S2 继 续读取当前时间 说 明 书 3 4 页 6 CN 112314414 A 0060 S9 2020年7月30日9时 重复上述步骤 S1 S8 计算得出有效光合辐射累积量 Rsum 为10 5J m 2 并计算得出ET值为3 14mm 大于蒸发量阈值 ETs 的3 0mm 符合灌溉条 件 进入潮汐灌溉序列 维持上水时间为10分钟 0061 实施例2 0062 如图2所示 一种潮汐灌溉穴盘农作物的自动控制方法 对穴盘鸡毛菜的预测灌溉 决策流程 0063 1 预先设置预测灌溉参数 0064 选择预测灌溉区域 0065 设定预测灌溉周期 选取未来5天的气象预报数据 可以是3天 5天 7天等 根据实 际气象数据获取的精度来调整 0066 设定所述灌溉区域的可灌溉时间段 8 00 10 00和16 00 18 00 程序在该时段 之外不启动灌溉 0067 设置灌溉时长 10min 说明单次灌溉潮汐上水维持时间为10分钟 0068 设置灌溉系数 0 76 也即所述蒸发量 ET 的计算公式中参数 为0 76 0069 2 2020年9月22日9时 响应于自动控制系统的指令 启动预测灌溉决策程序 包 括S11 S19 0070 S11 程序读取灌溉区域的编码 ID 确认灌溉区域的面积参数 0071 S12 程序读取上次灌溉时间 T 0 为2020年9月22日8时 0072 S13 程序读取预测时段内的天气预报数据 0073 S14 根据所述天气预报数据 程序读取光照辐射值数据 0074 S15 计算在预测时段内的有效光合辐射累积量 R sum 和水分的蒸发量 ET 0075 S16 计算达到蒸发量阈值 ETs 所需的时长 t 为26小时 0076 S17 计算下次灌溉的启动时间 T 1 T 0 t 为2020年9月23日10时 0077 S18 加入灌溉序列 说 明 书 4 4 页 7 CN 112314414 A 图1 说 明 书 附 图 1 2 页 8 CN 112314414 A 图2 说 明 书 附 图 2 2 页 9 CN 112314414 A
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