一种农业灌溉用智能调节系统及方法与流程

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（ram）、内存、只读存储器（rom）、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域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发明的范围。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

背景技术：

1、智能灌溉控制系统的适用范围较广，几乎适用于所有的旱作物，如谷物、蔬菜、果树、药材等。从地形来看，既适用于平原也适用于山丘地区；从土质来看，既适用于透水性大的土壤也适用于入渗率较低的土壤。另外，智能灌溉控制系统不仅可用于农作物灌溉，而且可用于园林草地、花卉灌溉等，是农林业开展智能化精准灌溉的好帮手。

2、然而现有技术中，对于农业智能灌溉的过程中，都是基于经验公式计算的方法，经验公式是在特定的环境条件下推导出来的,有较强的区域局限性,要么过于复杂导致难以获取测量数据而不便推广,要么就是公式简单但计算结果过于粗略，并且每次灌溉之前还依赖大量的数据获取以及计算，不利于提高效率，同时也不具备灌溉准确性。因此，如何提供一种农业灌溉用智能调节系统及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种农业灌溉用智能调节系统及方法，本发明通过结合实时数据匹配历史数据的形式，根据匹配结果快速建立灌溉方案，提高了农业生产的效率，也同时保障了灌溉的准确性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种农业灌溉用智能调节系统，包括:

4、获取单元，用于获取预设灌溉区域的土壤入渗率s，以及预设时间内的环境参数，所述环境参数包括平均气温t、平均湿度i、最大降雨量k1以及最小降雨量k2；

5、处理单元，用于根据所述土壤入渗率s以及所述环境参数建立灌溉分析模型，并根据灌溉分析模型确定灌溉的需水量，所述处理单元还用于获取若干个历史灌溉分析模型，并将所述灌溉分析模型与若干个所述历史灌溉分析模型进行比对；其中，

6、所述历史灌溉分析模型是根据若干个历史土壤入渗率以及与所述历史土壤入渗率相对应地历史环境参数建立并保存的；

7、控制单元，用于根据比对结果对所述预设灌溉区域进行灌溉；其中，

8、当存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据所述历史灌溉分析模型确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

9、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据获取的所述土壤入渗率s以及所述环境参数确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉。

10、在本技术的一些实施例中，所述控制单元内预先设定有预设土壤入渗率矩阵t0和预设灌溉需水量矩阵a，对于所述预设灌溉需水量矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设灌溉需水量，a2为第二预设灌溉需水量，a3为第三预设灌溉需水量，a4为第四预设灌溉需水量；

11、对于所述预设土壤入渗率矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设土壤入渗率，t02为第二预设土壤入渗率，t03为第三预设土壤入渗率，t04为第四预设土壤入渗率，且t01＜t02＜t03＜t04；

12、所述控制单元用于当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据s与所述预设土壤入渗率矩阵t0之间的关系选定相应地灌溉需水量作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

13、当s＜t01时，选定所述第四预设灌溉需水量a4作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

14、当t01≤s＜t02时，选定所述第三预设灌溉需水量a3作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

15、当t02≤s＜t03时，选定所述第二预设灌溉需水量a2作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

16、当t03≤s＜t04时，选定所述第一预设灌溉需水量a1作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉。

17、在本技术的一些实施例中，所述控制单元内还设定有预设平均气温矩阵r0和预设灌溉需水量修正系数矩阵b，对于所述预设灌溉需水量修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设灌溉需水量修正系数，b2为第二预设灌溉需水量修正系数，b3为第三预设灌溉需水量修正系数，b4为第四预设灌溉需水量修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

18、对于所述预设平均气温矩阵r0，设定r0(r01,r02,r03,r04),其中，r01为第一预设平均气温，r02为第二预设平均气温，r03为第三预设平均气温，r04为第四预设平均气温，且r01＜r02＜r03＜r04；

19、所述控制单元还用于当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据t与所述预设平均气温矩阵r0之间的关系选定相应的灌溉需水量修正系数以对各预设灌溉需水量进行修正；

20、当t＜r01时，选定所述第一预设灌溉需水量修正系数b1对所述第四预设灌溉需水量a4进行修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1；

21、当r01≤t＜r02，选定所述第二预设灌溉需水量修正系数b2对所述第三预设灌溉需水量a3进行修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2；

22、当r02≤t＜r03，选定所述第三预设灌溉需水量修正系数b3对所述第二预设灌溉需水量a2进行修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3；

23、当r03≤t＜r04，选定所述第四预设灌溉需水量修正系数b4对所述第一预设灌溉需水量a1进行修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4。

24、在本技术的一些实施例中，所述控制单元内还设定有预设平均湿度矩阵w0和预设灌溉需水量二次修正系数矩阵c，对于所述预设灌溉需水量二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设灌溉需水量二次修正系数，c2为第二预设灌溉需水量二次修正系数，c3为第三预设灌溉需水量二次修正系数，c4为第四预设灌溉需水量二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

25、对于所述预设平均湿度矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设平均湿度，w02为第二预设平均湿度，w03为第三预设平均湿度，w04为第四预设平均湿度，且w01＜w02＜w03＜w04；

26、所述控制单元还用于当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据i与所述预设平均湿度矩阵w0之间的关系选定相应的灌溉需水量二次修正系数以对修正后的各预设灌溉需水量进行二次修正；

27、当i＜w01时，选定所述第四预设灌溉需水量二次修正系数c4对修正后的所述第四预设灌溉需水量a4进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1*c4；

28、当w01≤i＜w02，选定所述第三预设灌溉需水量二次修正系数c3对修正后的所述第三预设灌溉需水量a3进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2*c3；

29、当w02≤i＜w03，选定所述第二预设灌溉需水量二次修正系数c2对修正后的所述第二预设灌溉需水量a2进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3*c2；

30、当w03≤i＜w04，选定所述第一预设灌溉需水量二次修正系数c1对修正后的所述第一预设灌溉需水量a1进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4*c1。

31、在本技术的一些实施例中，所述控制单元还用于根据所述最大降雨量k1以及所述最小降雨量k2计算降雨量极差值k，k=k1-k2；

32、所述控制单元内还设定有预设降雨量极差值矩阵q0和预设灌溉需水量三次修正系数矩阵d，对于所述预设灌溉需水量三次修正系数矩阵d，设定d(d1,d2,d3,d4)，其中d1为第一预设灌溉需水量三次修正系数，d2为第二预设灌溉需水量三次修正系数，d3为第三预设灌溉需水量三次修正系数，d4为第四预设灌溉需水量三次修正系数，且0.6＜d1＜d2＜d3＜d4＜1；

33、对于所述预设降雨量极差值矩阵q0，设定q0(q01,q02,q03,q04),其中，q01为第一预设降雨量极差值，q02为第二预设降雨量极差值，q03为第三预设降雨量极差值，q04为第四预设降雨量极差值，且q01＜q02＜q03＜q04；

34、所述控制单元还用于当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据k与所述预设降雨量极差值矩阵q0之间的关系选定相应的灌溉需水量三次修正系数以对二次修正后的各预设灌溉需水量进行三次修正；

35、当k＜q01时，选定所述第一预设灌溉需水量三次修正系数d1对二次修正后的所述第四预设灌溉需水量a4进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1*c4*d1；

36、当q01≤k＜q02，选定所述第二预设灌溉需水量三次修正系数d2对二次修正后的所述第三预设灌溉需水量a3进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2*c3*d2；

37、当q02≤k＜q03，选定所述第三预设灌溉需水量三次修正系数d3对二次修正后的所述第二预设灌溉需水量a2进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3*c2*d3；

38、当q03≤k＜q04，选定所述第四预设灌溉需水量三次修正系数d4对二次修正后的所述第一预设灌溉需水量a1进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4*c1*d4。

39、为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种农业灌溉用智能调节方法，应用于所述的农业灌溉用智能调节系统中，包括：

40、获取预设灌溉区域的土壤入渗率s，以及预设时间内的环境参数，所述环境参数包括平均气温t、平均湿度i、最大降雨量k1以及最小降雨量k2；

41、根据所述土壤入渗率s以及所述环境参数建立灌溉分析模型，并根据灌溉分析模型确定灌溉的需水量，所述处理单元还用于获取若干个历史灌溉分析模型，并将所述灌溉分析模型与若干个所述历史灌溉分析模型进行比对；其中，

42、所述历史灌溉分析模型是根据若干个历史土壤入渗率以及与所述历史土壤入渗率相对应地历史环境参数建立并保存的；

43、根据比对结果对所述预设灌溉区域进行灌溉；其中，

44、当存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据所述历史灌溉分析模型确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

45、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据获取的所述土壤入渗率s以及所述环境参数确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉。

46、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设土壤入渗率矩阵t0和预设灌溉需水量矩阵a，对于所述预设灌溉需水量矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设灌溉需水量，a2为第二预设灌溉需水量，a3为第三预设灌溉需水量，a4为第四预设灌溉需水量；

47、对于所述预设土壤入渗率矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设土壤入渗率，t02为第二预设土壤入渗率，t03为第三预设土壤入渗率，t04为第四预设土壤入渗率，且t01＜t02＜t03＜t04；

48、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据s与所述预设土壤入渗率矩阵t0之间的关系选定相应地灌溉需水量作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

49、当s＜t01时，选定所述第四预设灌溉需水量a4作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

50、当t01≤s＜t02时，选定所述第三预设灌溉需水量a3作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

51、当t02≤s＜t03时，选定所述第二预设灌溉需水量a2作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉；

52、当t03≤s＜t04时，选定所述第一预设灌溉需水量a1作为确定灌溉的需水量，并对所述预设灌溉区域进行灌溉。

53、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设平均气温矩阵r0和预设灌溉需水量修正系数矩阵b，对于所述预设灌溉需水量修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设灌溉需水量修正系数，b2为第二预设灌溉需水量修正系数，b3为第三预设灌溉需水量修正系数，b4为第四预设灌溉需水量修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

54、对于所述预设平均气温矩阵r0，设定r0(r01,r02,r03,r04),其中，r01为第一预设平均气温，r02为第二预设平均气温，r03为第三预设平均气温，r04为第四预设平均气温，且r01＜r02＜r03＜r04；

55、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据t与所述预设平均气温矩阵r0之间的关系选定相应的灌溉需水量修正系数以对各预设灌溉需水量进行修正；

56、当t＜r01时，选定所述第一预设灌溉需水量修正系数b1对所述第四预设灌溉需水量a4进行修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1；

57、当r01≤t＜r02，选定所述第二预设灌溉需水量修正系数b2对所述第三预设灌溉需水量a3进行修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2；

58、当r02≤t＜r03，选定所述第三预设灌溉需水量修正系数b3对所述第二预设灌溉需水量a2进行修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3；

59、当r03≤t＜r04，选定所述第四预设灌溉需水量修正系数b4对所述第一预设灌溉需水量a1进行修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4。

60、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设平均湿度矩阵w0和预设灌溉需水量二次修正系数矩阵c，对于所述预设灌溉需水量二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设灌溉需水量二次修正系数，c2为第二预设灌溉需水量二次修正系数，c3为第三预设灌溉需水量二次修正系数，c4为第四预设灌溉需水量二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

61、对于所述预设平均湿度矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设平均湿度，w02为第二预设平均湿度，w03为第三预设平均湿度，w04为第四预设平均湿度，且w01＜w02＜w03＜w04；

62、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据i与所述预设平均湿度矩阵w0之间的关系选定相应的灌溉需水量二次修正系数以对修正后的各预设灌溉需水量进行二次修正；

63、当i＜w01时，选定所述第四预设灌溉需水量二次修正系数c4对修正后的所述第四预设灌溉需水量a4进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1*c4；

64、当w01≤i＜w02，选定所述第三预设灌溉需水量二次修正系数c3对修正后的所述第三预设灌溉需水量a3进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2*c3；

65、当w02≤i＜w03，选定所述第二预设灌溉需水量二次修正系数c2对修正后的所述第二预设灌溉需水量a2进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3*c2；

66、当w03≤i＜w04，选定所述第一预设灌溉需水量二次修正系数c1对修正后的所述第一预设灌溉需水量a1进行二次修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4*c1。

67、在本技术的一些实施例中，还包括：

68、根据所述最大降雨量k1以及所述最小降雨量k2计算降雨量极差值k，k=k1-k2；

69、预先设定有预设降雨量极差值矩阵q0和预设灌溉需水量三次修正系数矩阵d，对于所述预设灌溉需水量三次修正系数矩阵d，设定d(d1,d2,d3,d4)，其中d1为第一预设灌溉需水量三次修正系数，d2为第二预设灌溉需水量三次修正系数，d3为第三预设灌溉需水量三次修正系数，d4为第四预设灌溉需水量三次修正系数，且0.6＜d1＜d2＜d3＜d4＜1；

70、对于所述预设降雨量极差值矩阵q0，设定q0(q01,q02,q03,q04),其中，q01为第一预设降雨量极差值，q02为第二预设降雨量极差值，q03为第三预设降雨量极差值，q04为第四预设降雨量极差值，且q01＜q02＜q03＜q04；

71、当不存在与所述灌溉分析模型一致的所述历史灌溉分析模型时，根据k与所述预设降雨量极差值矩阵q0之间的关系选定相应的灌溉需水量三次修正系数以对二次修正后的各预设灌溉需水量进行三次修正；

72、当k＜q01时，选定所述第一预设灌溉需水量三次修正系数d1对二次修正后的所述第四预设灌溉需水量a4进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a4*b1*c4*d1；

73、当q01≤k＜q02，选定所述第二预设灌溉需水量三次修正系数d2对二次修正后的所述第三预设灌溉需水量a3进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a3*b2*c3*d2；

74、当q02≤k＜q03，选定所述第三预设灌溉需水量三次修正系数d3对二次修正后的所述第二预设灌溉需水量a2进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a2*b3*c2*d3；

75、当q03≤k＜q04，选定所述第四预设灌溉需水量三次修正系数d4对二次修正后的所述第一预设灌溉需水量a1进行三次修正，修正后的灌溉需水量为a1*b4*c1*d4。

76、本发明提供了一种农业灌溉用智能调节系统及方法，与现有技术相比，其有益效果在于：

77、本发明通过自动化控制技术，结合影响作物生产的外在因子参数，对作物的灌溉需水量进行动态调整，适用于不同的作物生长环境，有效地实现了农业智能灌溉的准确性，又降低了水资源的浪费，并且可以较低成本获取相关的参数数据，弥补灌溉管理中的不足，提高灌溉水量核算精度。