一种组合式种植系统控制方法及装置与流程

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一种组合式种植系统控制方法及装置与流程

本发明实施例涉及农业技术领域,尤其涉及一种组合式种植系统控制方法及装置。



背景技术:

随着科技技术的迅猛发展,对我国农业领域带来了翻天覆地的变化,促进了现代化农业的诞生,人们对于农作物种植系统的控制的自动化程度的要求也越来越高,基于农作物种植系统的自动化控制的研究也越来越受到人们的重视。

现有技术中,农作物种植系统的自动化程度和可视化程度均非常低,只能通过现有的控制电路控制部分单独的部件(如阀门、开关等),自动化控制灵活性差,对于劳作人员的依赖性极大,而且造成一定的资源浪费,例如,农业灌溉系统对于水的利用率非常低,不仅达不到精准灌溉的效果而且浪费了大量的水资源,而且不能实现自动化灌溉,加大了劳作人员的劳动量,也影响了作物的收成;现有的灌溉施肥中又有控制的低效和滞后,在灌溉需求和策略调整后,管路中的工作液不能快速达到目标值,不能实现精确施肥;特别是目前的灌溉系统多倡导节能集约环保,灌溉系统需要进行回水的循环利用,而回水利用时其中的EC值(是用来测量溶液中可溶性盐浓度的,也可以用来测量液体肥料或种植介质中的可溶性离子浓度)和PH值含量也影响着控制的精度。

综上所述,如何提出一种方法及装置用以提高农作物种植系统的自动化控制的灵活性和施肥的高效精确性是目前业界亟待解决的重要课题。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明实施例提供一种组合式种植系统控制方法及装置。

一方面,本发明实施例提供一种组合式种植系统控制方法,包括:接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值;

接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值;

根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理;

根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理。

其中,所述多个灌溉条件参数包括按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量;所述多个参数的实时测量值包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值;相应地,所述根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,包括:

在所述各时间段内,控制所述灌溉系统根据按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值配置灌溉液,并开启灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;

若判断获知当前累计灌溉时间达到所述单次灌溉时长的设置值,和/或,所述当前灌溉量实测值达到所述单次灌溉量的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

其中,根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理,包括:

在开启灌溉机之后,获取所述灌溉液的EC实时测量值和pH实时测量值,并将所述灌溉液的EC实时测量值作为EC反馈值,pH实时测量值作为pH反馈值;

根据公式:R=S0-S计算EC补偿值,其中,R为所述EC补偿值,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;

根据公式:Q=P0-P计算pH补偿值,其中,Q为所述pH补偿值,P0为所述灌溉液按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值;

根据所述EC补偿值,控制EC母液的流量,并根据所述pH补偿值,控制pH母液的流量。

所述根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理,还包括:

若判断获知从开启所述灌溉机的时刻到当前时刻的时间差大于预设阈值,则根据公式:F1=k1(S0-S)+b1计算肥泵频率;其中,F1为所述肥泵频率,k1、b1为第一预设常数量,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;

根据公式:F2=k2(P0-P)+b2计算酸泵频率;其中,F2为所述酸泵频率,k2、b2为第二预设常数量,P0为按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值;

根据所述肥泵频率F1控制肥泵的频率,以使得所述灌溉液的EC实时测量值等于或接近于所述按倍数稀释的EC设置值,并且根据所述酸泵频率F1控制所述酸泵的频率,以使得所述pH实时测量值等于或接近于所述按比例稀释的pH设置值。

另一方面,本发明实施例提供一种种植系统控制装置,包括:

第一接收单元,用于接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值;

第二接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值;

灌溉控制单元,用于根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理;

反馈控制单元,用于根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行反馈控制处理。

本发明实施例提供的组合式种植系统控制方法及装置,通过接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值,并接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略,进而根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,并根据实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理,进行快速追肥,避免追肥延迟导致的作物施肥不当,也提高种植系统自动化控制的灵活性和精准度。

组合式反馈控制处理具体包括补偿控制和闭环反馈控制,在比例式供肥的基础上,通过补偿控制,粗调变频器和控制计量泵,可快速实现灌溉液EC值和PH值的变化,快速趋向设定的目标值;在上述补充控制,灌溉系统稳定之后,通过PID闭环反馈控制,采用EC值和PH值的实时监测反馈和变频控制,可解决回水利用时回水中的EC值和PH值含量对控制精度影响的问题,可以进一步地实现EC值和PH值的精确控制,从而达到精准施肥。

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一简单地介绍,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为本发明实施例提供的组合式种植系统控制方法的流程示意图;

图2为本发明一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图;

图3为本发明另一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图;

图4为本发明又一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图;

图5为本发明再一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图;

图6为本发明又一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图;

图7为本发明再一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图。

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地描述,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为本发明实施例提供的组合式种植系统控制方法的流程示意图,如图1所示,本实施例提供一种组合式种植系统控制方法,包括:

S101、接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值;

具体地,种植系统控制装置接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值。所述实时测量值可以包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值、累计光照实测值、当前基质湿度实测值、当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值,还可以包括其他参数的实时测量值,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定。

S102、接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值;

具体地,所述装置接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值。可以理解的是,所述多个灌溉条件参数包括EC设置值、pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量、最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值,还可以包括其他灌溉条件参数,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定;所述多个灌溉条件参数的设置值可以根据实际情况进行设置和调整。其中,根据EC稀释倍数、pH稀释比例,结合水路原水的供应,形成肥路、酸路和水路比例式供应,满足预定目标的灌溉液。

S103、根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理。

具体地,所述装置根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理。

S104、根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理,以实现更快速的追肥,更精准的施肥。

具体的,所述装置根据获取到的实时测量值,将所述实时测量值作为反馈值,计算所述反馈值与相应的灌溉条件参数的设置值的差值,根据所述差值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理;其中包括补偿反馈控制和实时监测反馈控制。

本发明实施例提供的组合式种植系统控制方法,通过接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值,并接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略,进而根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,特别是根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行组合式反馈控制处理,提高了种植系统自动化控制的灵活性,以实现更快速的追肥,更精准的施肥。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个灌溉条件参数包括按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量;所述多个参数的实时测量值包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值;相应地,所述根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,包括:

在所述各时间段内,控制所述灌溉系统根据所述按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值配置灌溉液,并开启灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;

若判断获知当前累计灌溉时间达到所述单次灌溉时长的设置值,和/或,所述当前灌溉量实测值达到所述单次灌溉量的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

具体地,所述多个灌溉条件参数包括按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量,所述多个参数的实时测量值包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值,所述装置在所述各时间段内,控制所述灌溉系统根据按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值配置灌溉液,并开启灌溉机,对所述待控制区域进行灌,并触发计时器开始计时,并触发流量计开始统计累计灌溉量,所述装置若判断获知当前累计灌溉时间达到所述单次灌溉时长的设置值,和/或,所述当前灌溉量实测值达到所述单次灌溉量的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

在上述实施例的基础上,进一步地,根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行反馈控制处理,包括补偿反馈控制(如图3所示,通过补偿控制模块实施):

在开启灌溉机之后,获取所述灌溉液的EC实时测量值和pH实时测量值,并将所述灌溉液的EC实时测量值作为EC反馈值,pH实时测量值作为pH反馈值;

根据公式:R=S0-S计算EC补偿值,其中,R为所述EC补偿值,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;

根据公式:Q=P0-P计算pH补偿值,其中,Q为所述pH补偿值,P0为所述灌溉液按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值;

根据所述EC补偿值,控制EC母液的流量,并根据所述pH补偿值,控制pH母液的流量。

具体地,在开启灌溉机之后,通过手动测量的方式准确获取所述灌溉液的EC实时测量值和pH实时测量值,并将所述灌溉液的EC实时测量值作为EC反馈值,pH实时测量值作为pH反馈值。控制装置根据公式:R=S0-S计算EC补偿值,其中,R为所述EC补偿值,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;并且,根据公式:Q=P0-P计算pH补偿值,其中,其中,Q为所述pH补偿值,P0为所述灌溉液按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值。然后,根据所述EC补偿值,粗调变频器来调节计量泵(肥泵),控制EC母液的流量,并根据所述pH补偿值,粗调变频器来调节计量泵(酸泵),控制pH母液的流量。

在比例式供肥的基础上,通过上述补偿控制,粗调变频器和控制计量泵,可快速实现灌溉液EC值和PH值的变化,快速趋向设定的目标值。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述方法还包括实时监测反馈控制(通过闭环反馈控制模块实施),具体为:

若判断获知从开启所述灌溉机的时刻到当前时刻的时间差大于预设阈值,则根据公式:F1=k1(S0-S)+b1计算肥泵频率;其中,F1为所述肥泵频率,k1、b1为第一预设常数量,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC实时测量值;

根据公式:F2=k2(P0-P)+b2计算酸泵频率;其中,F2为所述酸泵频率,k2、b2为第二预设常数量,P0为按比例稀释的pH设置值,P为所述pH稀释比例实时测量值;

根据所述肥泵频率F1控制肥泵的频率,以使得所述灌溉液的EC实时测量值等于或接近于所述按倍数稀释的EC设置值,并且根据所述酸泵频率F1控制所述酸泵的频率,以使得所述pH实时测量值等于或接近于所述按比例稀释的pH设置值。

具体地,控制装置在开启所述灌溉机之后,同时启动计时器,若判断获知从开启所述灌溉机的时刻到当前时刻的时间差大于预设阈值,则根据公式:F1=k1(S0-S)+b1计算肥泵频率;其中,F1为所述肥泵频率,k1、b1为第一预设常数量,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC实时测量值,EC实时测量值通过设置在灌溉液管路上的EC传感器进行实时测量。并且,所述装置根据公式:F2=k2(P0-P)+b2计算酸泵频率;其中,F2为所述酸泵频率,k2、b2为第二预设常数量,P0为按比例稀释的pH设置值,P为所述pH实时测量值,pH实时测量值通过设置在灌溉液管路上的PH传感器进行实时测量。然后,控制装置根据所述肥泵频率F1可以通过调整变频器来控制肥泵的频率,来控制施肥量,以使得所述灌溉液的EC实时测量值等于按倍数稀释的EC设置值,并且,所述装置根据所述酸泵频率F1通过调整变频器来控制所述酸泵的频率,来控制施酸量,以使得所述pH实时测量值等于按比例稀释的pH设置值。

上述方案中,之所以采用EC传感器和PH传感器进行灌溉液的实时监测,主要是考虑减小回水利用对灌溉液中EC设置值(目标值)和PH设置值(目标值)控制的影响,便于增强控制精度;所以在回水利用的情况下,不能简单采用比例式的供肥方式。

上述实时监测反馈控制具体采用PID闭环反馈控制,PID闭环反馈控制采用PID积分系数和PID延时。因为EC传感器反馈需要时间,系统刚刚启动时因为EC传感器不稳定,不启动PID闭环反馈控制;当EC反馈值稳定后,PID换算开启。那么如果反馈值大于实际设定的值时变频器频率下降,如果反馈值小于实际设定的值时变频器频率上升,通过如此波动来实现EC的精确控制。

在上述补充控制之后,通过闭环反馈控制,采用EC值和PH值的实时监测反馈和变频控制,可以进一步地实现EC值和PH值的精确控制,解决回水利用时回水中的EC值和PH值含量对控制精度影响的问题,从而达到精准施肥。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个灌溉条件参数还包括最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值;所述多个参数的实时测量值还包括累计光照实测值、当前基质湿度实测值;相应地,所述方法还包括:

在所述各时间段内,计算上一次灌溉结束时刻与当前时刻之间的时间间隔;

若判断获知所述时间间隔不小于所述最短时间间隔但小于所述最长时间间隔,并且,所述累积光照实测值不小于所述累计光照的设置值,和/或所述当前基质湿度实测值不大于所述基质湿度最小值的设置值,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;

或者,若判断获知所述时间间隔不小于所述最长时间间隔,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;

或者,若判断获知所述当前基质湿度实测值不小于所述基质湿度最大值的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

具体地,所述多个灌溉条件参数还包括最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值;所述多个参数的实时测量值还包括累计光照实测值、当前基质湿度实测值。所述装置在所述各时间段内,计算上一次灌溉结束时刻与当前时刻之间的时间间隔,所述装置若判断获知所述时间间隔不小于所述最短时间间隔但小于所述最长时间间隔,并且,所述累积光照实测值不小于所述累计光照的设置值,和/或所述当前基质湿度实测值不大于所述基质湿度最小值的设置值,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;若判断获知所述时间间隔不小于所述最长时间间隔,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;或者,若判断获知所述当前基质湿度实测值不小于所述基质湿度最大值的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述控制信息还携带所述待控制区域对应的环境控制策略,所述环境控制策略包括所述多个时间段及各所述时间段对应的环境控制条件参数的设置值;相应地,所述方法还包括:

根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述环境控制策略,对所述种植系统的环境控制装置进行控制处理。

具体地,所述控制信息还携带所述待控制区域对应的环境控制策略,所述环境控制策略包括所述多个时间段及各所述时间段对应的环境控制条件参数的设置值;所述装置则根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述环境控制策略,对所述种植系统的环境控制装置进行控制处理。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述环境控制条件参数包括最低加热温度、最高加热温度、最低降温温度、最高降温温度、最高CO2浓度、最低CO2浓度和硫磺熏蒸器开启时间;所述多个参数的实时测量值包括当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值;相应地,所述根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述环境控制策略,对所述种植系统的环境控制装置进行控制处理,包括:

在所述各时间段内,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低加热温度的设置值,则开启加热设备,对所述待控制区域内进行加热;并且,若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高加热温度的设置值,则关闭所述加热设备,停止对所述待控制区域内进行加热;

若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高降温温度的设置值,则开启降温设备,对所述待控制区域内进行降温;并且,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低降温温度的设置值,则关闭所述降温设备,停止对所述待控制区域内进行降温;

若判断获知所述当前CO2浓度实测值不高于所述最低CO2浓度的设置值,则开启CO2释放设备,对所述待控制区域内进行CO2释放并同时开启内循环风机;并且,若判断获知所述当前CO2浓度实测值不低于所述最高CO2浓度的设置值,则关闭所述CO2释放设备,停止对所述待控制区域内进行CO2释放;

若判断获知当前时间到达所述硫磺熏蒸器开启时间,则开启所述硫磺熏蒸器。

具体地,所述环境控制条件参数包括最低加热温度、最高加热温度、最低降温温度、最高降温温度、最高CO2浓度、最低CO2浓度和硫磺熏蒸器开启时间;所述多个参数的实时测量值包括当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值;相应地,所述装置在所述各时间段内,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低加热温度的设置值,则开启加热设备,对所述待控制区域内进行加热;并且,所述装置若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高加热温度的设置值,则关闭所述加热设备,停止对所述待控制区域内进行加热。所述装置若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高降温温度的设置值,则开启降温设备,对所述待控制区域内进行降温;并且,所述装置若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低降温温度的设置值,则关闭所述降温设备,停止对所述待控制区域内进行降温。所述装置若判断获知所述当前CO2浓度实测值不高于所述最低CO2浓度的设置值,则开启CO2释放设备,对所述待控制区域内进行CO2释放并同时开启内循环风机;并且,若判断获知所述当前CO2浓度实测值不低于所述最高CO2浓度的设置值,则关闭所述CO2释放设备,停止对所述待控制区域内进行CO2释放。所述装置若判断获知当前时间到达所述硫磺熏蒸器开启时间,则开启所述硫磺熏蒸器。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述方法还包括:

接收所述控制设备发送的报警控制策略,所述报警控制策略包括多个预设参数的对应的预设数值范围;

若判断获知所述预设参数的实时测量值满足所述预设参数对应的预设数值范围,则自动开启报警器;和/或,若判断获知吸肥泵和/或吸酸泵发生故障,则自动开启报警器。

具体地,所述装置接收所述控制设备发送的报警控制策略,所述报警控制策略包括多个预设参数的对应的预设数值范围;所述装置若判断获知所述预设参数的实时测量值满足所述预设参数对应的预设数值范围,则自动开启报警器;和/或,若判断获知吸肥泵和/或吸酸泵发生故障,则自动开启报警器。

例如,当灌溉机开启瞬间,管道压力达到最大值,这个值可能会远超过工作压力,灌溉机需要工作一段时间进行正常压力状态,当管道实测压力大于最大值或小于最小值超过设置值时,自动开启报警器;也就是当管道某处漏水,管道压力实测值会小于正常压力,所述装置当检测到压力最小值时,自动开启报警器;或者,当管道某处堵塞,管道压力实测值会大于正常压力,当检测到压力最大值时,自动开启报警器,发出报警提示。又如,设置环境温度的上限和下限,当实测环境温度小于最小值或者高于最大值时,自动开启报警器。又如,设置环境湿度的上限和下限,当实测环境湿度小于最小值或者高于最大值时,自动开启报警器。又如,设置基质温度的上限和下限,当实测基质温度小于最小值或者高于最大值时,自动开启报警器。又如,设置基质湿度的上限和下限,当实测基质湿度小于最小值或者高于最大值时,自动开启报警器。再如,灌溉机工作时,如果EC实测值和当前时间短内EC设置值差值大于容差值设置时,自动开启报警器。再如,灌溉机工作时,如果pH实测值和当前时间短内pH设置值差值大于容差值设置时,自动开启报警器。再如,如果CO2实测值和当前时间短内CO2设置值差值大于容差值设置时,自动开启报警器。在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个参数的实测值包括实时EC值、实时pH值、实时CO2浓度、实时环境温度、实时环境湿度、实时基质温度、实时基质湿度、实时光通量、灌溉间隔累计光照、本日累计光照、实时灌溉量、本日灌溉量、总灌溉量、当前回水量和累计回水量;相应地,所述方法还包括:

将接收到的所述多个参数的实时测量值进行实时显示。

具体地,所述装置将接收到的所述多个参数的实时测量值进行实时显示,所述多个参数的实测值包括实时EC值、实时pH值、实时CO2浓度、实时环境温度、实时环境湿度、实时基质温度、实时基质湿度、实时光通量、灌溉间隔累计光照、本日累计光照、实时灌溉量、本日灌溉量、总灌溉量、当前回水量和累计回水量,还可以包括其他参数的实测值,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定。

本发明实施例提供的组合式种植系统控制方法,通过接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值,并接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略,进而根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,提高了种植系统自动化控制的灵活性。

图2为本发明一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图2所示,本发明实施例提供一种种植系统控制装置,包括:第一接收单元201、第二接收单元202、灌溉控制单元203和反馈控制单元204,其中:

第一接收单元201用于接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值;第二接收单元202用于接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值;灌溉控制单元203用于根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理。反馈控制单元204根据所述实时测量值对所述种植系统的灌溉装置进行反馈控制处理。

具体地,第一接收单元201接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值。第二接收单元202接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略;所述灌溉策略包括多个时间段及各所述时间段对应的多个灌溉条件参数的设置值。灌溉控制单元203根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理。可以理解的是,所述实时测量值可以包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值、累计光照实测值、当前基质湿度实测值、当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值,还可以包括其他参数的实时测量值,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定;所述多个灌溉条件参数包括EC值、pH值、单次灌溉时长和单次灌溉量、最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值,还可以包括其他灌溉条件参数,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定;所述多个灌溉条件参数的设置值可以根据实际情况进行设置和调整。反馈控制单元204根据获取到的实时测量值,将所述实时测量值作为反馈值,计算所述反馈值与相应的灌溉条件参数的设置值的差值,根据所述差值对所述种植系统的灌溉装置进行反馈控制处理。

本发明实施例提供的种植系统控制装置,通过接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值,并接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略,进而根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,提高了种植系统自动化控制的灵活性。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个灌溉条件参数包括按倍数稀释的EC设置值、按比例稀释的pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量;所述多个参数的实时测量值包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值;相应地,图3为本发明另一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图3所示,本发明实施例提供的种植系统控制装置包括第一接收单元301、第二接收单元302、灌溉控制单元303和反馈控制单元304,第一接收单元301、第二接收单元302和反馈控制单元304与上述实施例中的第一接收单元201、第二接收单元202和反馈控制单元204一致,灌溉控制单元303包括第一控制子单元305和第二控制子单元306,其中:

第一控制子单元305用于在所述各时间段内,控制所述灌溉系统根据所述EC设置值和所述pH的设置值配置灌溉液,并开启灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;第二控制子单元306用于若判断获知当前累计灌溉时间达到所述单次灌溉时长的设置值,和/或,所述当前灌溉量实测值达到所述单次灌溉量的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

具体地,所述多个灌溉条件参数包括EC设置值、pH设置值、单次灌溉时长和单次灌溉量,所述多个参数的实时测量值包括当前累计灌溉时间和当前灌溉量实测值,第一控制子单元305在所述各时间段内,控制所述灌溉系统根据所述按倍数稀释的EC设置值和按比例稀释的pH设置值配置灌溉液,并开启灌溉机,对所述待控制区域进行灌,并触发计时器开始计时,并触发流量计开始统计累计灌溉量,第二控制子单元306若判断获知当前累计灌溉时间达到所述单次灌溉时长的设置值,和/或,所述当前灌溉量实测值达到所述单次灌溉量的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

在上述实施例的基础上,进一步地,反馈控制单元304具体用于:

在开启灌溉机之后,获取所述灌溉液的EC实时测量值和pH实时测量值,并将所述灌溉液的EC实时测量值作为EC反馈值,pH实时测量值作为pH反馈值;

根据公式:R=S0-S计算EC补偿值,其中,R为所述EC补偿值,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;

根据公式:Q=P0-P计算pH补偿值,其中,Q为所述pH补偿值,P0为所述灌溉液按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值;

根据所述EC补偿值,控制EC母液的流量,并根据所述pH补偿值,控制pH母液的流量。

具体地,反馈控制单元304在开启灌溉机之后,获取所述灌溉液的EC实时测量值和pH实时测量值,并将所述灌溉液的EC实时测量值作为EC反馈值,pH实时测量值作为pH反馈值。反馈控制单元304根据公式:R=S0-S计算EC补偿值,其中,R为所述EC补偿值,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值;并且,反馈控制单元304根据公式:Q=P0-P计算pH补偿值,其中,Q为所述pH补偿值,P0为所述灌溉液按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值。然后,反馈控制单元304根据所述EC补偿值,粗调变频器来调节计量泵,控制EC母液的流量,并根据所述pH补偿值,粗调变频器来调节计量泵,控制pH母液的流量。

在上述实施例的基础上,进一步地,反馈控制单元304还用于:

若判断获知从开启所述灌溉机的时刻到当前时刻的时间差大于预设阈值,则根据公式:F1=k1(S0-S)+b1计算肥泵频率;其中,F1为所述肥泵频率,k1、b1为第一预设常数量,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC实时测量值;

根据公式:F2=k2(P0-P)+b2计算酸泵频率;其中,F2为所述酸泵频率,k2、b2为第二预设常数量,P0为按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值;

根据所述肥泵频率F1控制肥泵的频率,以使得所述灌溉液的EC实时测量值等于或接近于所述按倍数稀释的EC设置值,并且根据所述酸泵频率F1控制所述酸泵的频率,以使得所述pH实时测量值等于或接近于所述按比例稀释的pH设置值。

具体地,在开启所述灌溉机之后,同时启动计时器,反馈控制单元304若判断获知从开启所述灌溉机的时刻到当前时刻的时间差大于预设阈值,则根据公式:F1=k1(S0-S)+b1计算肥泵频率;其中,F1为所述肥泵频率,k1、b1为第一预设常数量,S0为所述灌溉液按倍数稀释的EC设置值,S为所述灌溉液EC反馈值。并且,反馈控制单元304根据公式:F2=k2(P0-P)+b2计算酸泵频率;其中,F2为所述酸泵频率,k2、b2为第二预设常数量,P0为按比例稀释的pH设置值,P为所述灌溉液pH反馈值。然后,反馈控制单元304根据所述肥泵频率F1可以通过调整变频器来控制肥泵的频率,来控制施肥量,以使得所述灌溉液的EC实时测量值等于所述EC设置值,并且,反馈控制单元304根据所述酸泵频率F1通过调整变频器来控制所述酸泵的频率,来控制施酸量,以使得所述pH实时测量值等于所述pH设置值。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个灌溉条件参数还包括最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值;所述多个参数的实时测量值还包括累计光照实测值、当前基质湿度实测值;相应地,图4为本发明又一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图4所示,本发明实施例提供的种植系统控制装置在第一接收单元401、第二接收单元402、灌溉控制单元403和反馈控制单元404的基础上还包括计算单元407和判断单元408,灌溉控制单元403包括第一控制子单元405和第二控制子单元406,第一接收单元401、第二接收单元402、灌溉控制单元403和反馈控制单元404与上述实施例中的第一接收单元301、第二接收单元302、灌溉控制单元303和反馈控制单元304一致,其中:

计算单元407用于在所述各时间段内,计算上一次灌溉结束时刻与当前时刻之间的时间间隔;判断单元408用于若判断获知所述时间间隔不小于所述最短时间间隔但小于所述最长时间间隔,并且,所述累积光照实测值不小于所述累计光照的设置值,和/或所述当前基质湿度实测值不大于所述基质湿度最小值的设置值,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;或者,若判断获知所述时间间隔不小于所述最长时间间隔,则开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;或者,若判断获知所述当前基质湿度实测值不小于所述基质湿度最大值的设置值,则关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

具体地,所述多个灌溉条件参数还包括最长时间间隔、最短时间间隔、累计光照、基质湿度最大值、基质湿度最小值;所述多个参数的实时测量值还包括累计光照实测值、当前基质湿度实测值。计算单元407在所述各时间段内,计算上一次灌溉结束时刻与当前时刻之间的时间间隔,判断单元408若判断获知所述时间间隔不小于所述最短时间间隔但小于所述最长时间间隔,并且,所述累积光照实测值不小于所述累计光照的设置值,和/或所述当前基质湿度实测值不大于所述基质湿度最小值的设置值,则控制开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;若判断单元408判断获知所述时间间隔不小于所述最长时间间隔,则控制开启所述灌溉机,对所述待控制区域进行灌溉;或者,判断单元408若判断获知所述当前基质湿度实测值不小于所述基质湿度最大值的设置值,则控制关闭所述灌溉机,停止对所述待控制区域进行灌溉。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述控制信息还携带所述待控制区域对应的环境控制策略,所述环境控制策略包括所述多个时间段及各所述时间段对应的环境控制条件参数的设置值;相应地,图5为本发明再一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图5所示,本发明实施例提供的种植系统控制装置在第一接收单元501、第二接收单元502、灌溉控制单元503和反馈控制单元504的基础上还包括环境控制单元505,第一接收单元501、第二接收单元502、灌溉控制单元503和反馈控制单元504与上述实施例中的第一接收单元201、第二接收单元202、灌溉控制单元203和反馈控制单元204一致,其中:

环境控制单元505用于在所述环境控制策略对应的时间段内,根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述环境控制策略,对所述种植系统的环境控制装置进行控制处理。

具体地,所述控制信息还携带所述待控制区域对应的环境控制策略,所述环境控制策略包括所述多个时间段及各所述时间段对应的环境控制条件参数的设置值;环境控制单元505则根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述环境控制策略,对所述种植系统的环境控制装置进行控制处理。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述环境控制条件参数包括最低加热温度、最高加热温度、最低降温温度、最高降温温度、最高CO2浓度、最低CO2浓度和硫磺熏蒸器开启时间;所述多个参数的实时测量值包括当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值;相应地,环境控制单元505具体用于:

在所述各时间段内,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低加热温度的设置值,则开启加热设备,对所述待控制区域内进行加热;并且,若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高加热温度的设置值,则关闭所述加热设备,停止对所述待控制区域内进行加热;

若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高降温温度的设置值,则开启降温设备,对所述待控制区域内进行降温;并且,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低降温温度的设置值,则关闭所述降温设备,停止对所述待控制区域内进行降温;

若判断获知所述当前CO2浓度实测值不高于所述最低CO2浓度的设置值,则开启CO2释放设备,对所述待控制区域内进行CO2释放并同时开启内循环风机;并且,若判断获知所述当前CO2浓度实测值不低于所述最高CO2浓度的设置值,则关闭所述CO2释放设备,停止对所述待控制区域内进行CO2释放;

若判断获知当前时间到达所述硫磺熏蒸器开启时间,则开启所述硫磺熏蒸器。

具体地,所述环境控制条件参数包括最低加热温度、最高加热温度、最低降温温度、最高降温温度、最高CO2浓度、最低CO2浓度和硫磺熏蒸器开启时间;所述多个参数的实时测量值包括当前环境温度实测值、当前CO2浓度实测值;相应地,环境控制单元504在所述各时间段内,若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低加热温度的设置值,则控制开启加热设备,对所述待控制区域内进行加热;并且,环境控制单元505若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高加热温度的设置值,则控制关闭所述加热设备,停止对所述待控制区域内进行加热。环境控制单元505若判断获知所述当前环境温度实测值不低于所述最高降温温度的设置值,则控制开启降温设备,对所述待控制区域内进行降温;并且,环境控制单元505若判断获知所述当前环境温度实测值不高于所述最低降温温度的设置值,则控制关闭所述降温设备,停止对所述待控制区域内进行降温。环境控制单元505若判断获知所述当前CO2浓度实测值不高于所述最低CO2浓度的设置值,则控制开启CO2释放设备,对所述待控制区域内进行CO2释放并同时开启内循环风机;并且,环境控制单元505若判断获知所述当前CO2浓度实测值不低于所述最高CO2浓度的设置值,则控制关闭所述CO2释放设备,停止对所述待控制区域内进行CO2释放。环境控制单元505若判断获知当前时间到达所述硫磺熏蒸器开启时间,则控制开启所述硫磺熏蒸器。

图6为本发明另一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图6所示,本发明实施例提供的种植系统控制装置在第一接收单元601、第二接收单元602、灌溉控制单元603和反馈控制单元604的基础上还包括第三接收单元605和报警控制单元606,第一接收单元601、第二接收单元602、灌溉控制单元603和反馈控制单元604与上述实施例中的第一接收单元201、第二接收单元202、灌溉控制单元203和反馈控制单元204一致,其中:

第三接收单元605用于接收所述控制设备发送的报警控制策略,所述报警控制策略包括多个预设参数的对应的预设数值范围;报警控制单元606用于若判断获知所述预设参数的实时测量值满足所述预设参数对应的预设数值范围,则自动开启报警器;和/或,若判断获知吸肥泵和/或吸酸泵发生故障,则自动开启报警器。

具体地,第三接收单元605接收所述控制设备发送的报警控制策略,所述报警控制策略包括多个预设参数的对应的预设数值范围;报警控制单元606若判断获知所述预设参数的实时测量值满足所述预设参数对应的预设数值范围,则自动开启报警器;和/或,报警控制单元606若判断获知吸肥泵和/或吸酸泵发生故障,则自动开启报警器。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述多个参数的包括实时EC值、实时pH值、实时CO2浓度、实时环境温度、实时环境湿度、实时基质温度、实时基质湿度、实时光通量、灌溉间隔累计光照、本日累计光照、实时灌溉量、本日灌溉量、总灌溉量、当前回水量和累计回水量;相应地,图7为本发明再一实施例提供的种植系统控制装置的结构示意图,如图7所示,本发明实施例提供的种植系统控制装置在第一接收单元701、第二接收单元702、灌溉控制单元703和反馈控制单元404的基础上还包括显示器705,第一接收单元701、第二接收单元702、灌溉控制单元703和反馈控制单元704与上述实施例中的第一接收单元201、第二接收单元202、灌溉控制单元203和反馈控制单元204一致,其中:

显示器705用于将接收到的所述多个参数的实时测量值进行实时显示。

具体地,显示器705将接收到的所述多个参数的实时测量值进行实时显示。所述多个参数的实测值包括实时EC值、实时pH值、实时CO2浓度、实时环境温度、实时环境湿度、实时基质温度、实时基质湿度、实时光通量、灌溉间隔累计光照、本日累计光照、实时灌溉量、本日灌溉量、总灌溉量、当前回水量和累计回水量,还可以包括其他参数的实测值,具体可以根据实际情况进行调整,此处不做具体限定。

进一步地,本发明中灌溉所用施肥机包括水泵、主管道、供肥支道、供酸支道,水泵、供肥支道和供酸支道分别与主管道连接,供肥支道通过送肥泵与储肥容器连接,供酸支道通过送酸泵与储酸容器连接,所述主管道的设置酸碱度传感器和EC传感器,以实时监测工作液的酸碱度和肥料浓度;所述主管道的混合工作液出口处设置有工作液流量计,以监测相应位置的工作液流量,主管道的进口附近还连接回水管道。

本发明实施例提供的种植系统控制装置,通过接收多个实时采集装置分别采集和发送的多个参数的实时测量值,并接收控制设备发送的控制信息,所述控制信息携带待控制区域,以及所述待控制区域对应的灌溉策略,进而根据所述实时测量值、所述待控制区域及所述灌溉策略,对所述种植系统的灌溉装置进行控制处理,提高了种植系统控制的灵活性;在比例式供肥的基础上,通过补偿控制,粗调变频器和控制计量泵,可快速实现灌溉液EC值和PH值的变化,快速趋向设定的目标值;在上述补充控制,灌溉系统稳定之后,通过PID闭环控制,采用EC值和PH值的实时监测反馈和变频控制,可以进一步地实现EC值和PH值的精确控制,从而达到精准施肥。

本发明提供的装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程,其功能在此不再赘述,可以参照上述方法实施例的详细描述。

以上所描述的装置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。

最后应说明的是:以上实施例仅用以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;而这些修改或者替换,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。

再多了解一些
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