技术特征：
1.一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，包括：设置一级变量，所述一级变量是指用于表现土壤基本理化性质的参数，所述一级变量包括土壤的沙含量、黏土含量、有机质含量与疏松度；根据所述一级变量计算得到二级变量，所述二级变量是指用于反映土壤水分特征的参数；所述二级变量包括作物萎蔫点、田间持水量、土壤容重与土壤渗透速度；确定灌溉设备，并根据所述灌溉设备的额定技术参数和所述二级变量计算得到三级变量，所述三级变量是指用于表征灌溉程度的参数；所述三级变量包括灌溉用水量、灌溉时长、灌溉强度与灌溉深度。2.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，还包括：根据所述三级变量生成四级变量，所述四级变量是指灌溉设备的控制参数，所述灌溉设备的控制参数用于控制水泵的开启与关闭，电磁阀的开启与关闭，变频器的功率以及开启与关闭。3.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，构建公式(1)作为作物萎蔫点f
l
的计算公式：f
l
＝θ
s1
w
s
+θ
c1
w
c
+θ
o1
w
o
+θ
sc1
w
s
w
c
+θ
co1
w
c
w
o
+θ
so1
w
s
w
o
+θ1ꢀꢀꢀꢀ
(1)构建公式(2)作为田间持水量f
t
的计算公式：f
t
＝θ
s2
w
s
+θ
c2
w
c
+θ
o2
w
o
+θ
sc2
w
s
w
c
+θ
co2
w
c
w
o
+θ
so2
w
s
w
o
+θ2ꢀꢀꢀꢀ
(2)构建公式(3)作为土壤饱和含水量f
b
的计算公式：f
b
＝θ
s3
w
s
+θ
c3
w
c
+θ
o3
w
o
+θ
sc3
w
s
w
c
+θ
co3
w
c
w
o
+θ
so3
w
s
w
o
+θ3ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，w
s
、w
c
与w
o
分别表示土壤的沙含量、黏土含量与有机质含量；θ
s1
、θ
c1
、θ
o1
、θ
sc1
、θ
co1
与θ
so1
分别表示第一土壤水势下对应土壤组分的调整系数，θ1表示第一土壤水势下的土壤湿度值；θ
s2
、θ
c2
、θ
o2
、θ
sc2
、θ
co2
与θ
so2
分别表示第二土壤水势下对应土壤组分的调整系数，θ2表示第二土壤水势下的土壤湿度值；θ
s3
、θ
c3
、θ
o3
、θ
sc3
、θ
co3
与θ
so3
分别表示第三土壤水势下对应土壤组分的调整系数，θ3表示第三土壤水势下的土壤湿度值。4.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，构建公式(4)作为土壤容重的计算公式：ρ
b
＝(αf
t2
+βf
t
+γf
b
+θw
s
+k1)p
ꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，f
t
表示田间持水量，f
b
表示饱和含水量，w
s
表示土壤的沙含量，α和β表示田间持水量的计算系数，γ为表示饱和含水量的计算系数，θ为沙含量的计算系数，k1为调整系数，p为土壤的疏松度的计算系数。5.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，构建公式(5)作为土壤渗透速度v的计算公式：其中，p为土壤的疏松度的计算系数，f
t
表示田间持水量，β为田间持水量的计算系数，为土壤容重的计算系数，k2为调整系数。6.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，按照公式(6)和(7)计算所述灌溉用水量：
i
i
＝shρ
b
(p
t-p
c
)
ꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，i0为灌溉用水量，i
i
表示第i层土壤灌溉用水量，s为第i层土壤所需灌溉的面积，h为当第i层土壤的深度，ρ
b
为当前土壤的土壤容重，p
t
为土壤目标湿度，p
c
为当前土壤墒情含水量。7.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，按照公式(8)计算灌溉时长t：其中，i0为灌溉用水量，q为灌溉设备的流量。8.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，按照公式(9)计算灌溉强度i：i＝λ*i0/v
ꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，λ表示灌溉强度系数，i0为灌溉用水量，v为土壤渗透速度。9.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法，其特征在于，按照公式(10)计算灌溉深度d：其中，v为土壤渗透速度，t为灌溉时长，pc为当前土壤墒情含水量，f
b
为饱和含水量。10.一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算装置，其特征在于，包括：一级变量模块，用于设置一级变量，所述一级变量是指用于表现土壤基本理化性质的参数，所述一级变量包括土壤的沙含量、黏土含量、有机质含量与疏松度；二级变量模块，用于根据所述一级变量计算得到二级变量，所述二级变量是指用于反映土壤水分特征的参数；所述二级变量包括作物萎蔫点、田间持水量、土壤容重与土壤渗透速度；三级变量模块，用于根据给定灌溉设备的额定技术参数和所述二级变量计算得到三级变量，所述三级变量是指用于表征灌溉程度的参数；所述三级变量包括灌溉用水量、灌溉时长、灌溉强度与灌溉深度；控制参数生成模块，用于根据所述三级变量生成灌溉设备的控制参数，所述灌溉设备的控制参数用于控制水泵的开启与关闭，电磁阀的开启与关闭，变频器的功率以及开启与关闭。
技术总结
本发明提供一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法及装置。该方法包括：设置一级变量，一级变量是指用于表现土壤基本理化性质的参数，一级变量包括土壤的沙含量、黏土含量、有机质含量与疏松度；根据一级变量计算得到二级变量，二级变量是指用于反映土壤水分特征的参数；二级变量包括作物萎蔫点、田间持水量、土壤容重与土壤渗透速度；确定灌溉设备，并根据灌溉设备的额定技术参数和二级变量计算得到三级变量，三级变量是指用于表征灌溉程度的参数；三级变量包括灌溉用水量、灌溉时长、灌溉强度与灌溉深度。灌溉强度与灌溉深度。灌溉强度与灌溉深度。
技术研发人员：王猛 张杰 李国强 张建涛 赵晴 秦一浪 陈丹丹 周萌 赵巧丽 胡峰
受保护的技术使用者：河南省农业科学院农业经济与信息研究所
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/10/20