本發(fā)明涉及智能控制，具體涉及一種基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、滴灌系統(tǒng)是通過(guò)管道系統(tǒng)將水直接輸送到作物的根部的灌溉方式，這種方式比傳統(tǒng)的地面噴灑更加節(jié)水，并有助于保持土壤結(jié)構(gòu)和減少水分蒸發(fā)。其中，灌溉系統(tǒng)的水壓反映了灌溉系統(tǒng)在灌溉過(guò)程中水的流動(dòng)能力，直接關(guān)系到灌溉的均勻性和灌溉效率。

2、目前對(duì)于灌溉過(guò)程中使用理論水壓與實(shí)際水壓之間的差異來(lái)判斷滴灌系統(tǒng)是否存在堵塞等問(wèn)題，從而對(duì)滴灌系統(tǒng)的水壓進(jìn)行控制以解決堵塞問(wèn)題，進(jìn)而提高滴灌系統(tǒng)的工作效率。但是實(shí)際的滴灌過(guò)程中，不論滴灌系統(tǒng)重是否出現(xiàn)堵塞，實(shí)際水壓與理論水壓存在差異是正常的現(xiàn)象。因此，若僅僅依靠理論水壓與實(shí)際水壓之間的差異對(duì)滴灌系統(tǒng)的水壓進(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致滴灌系統(tǒng)水壓控制的準(zhǔn)確性較低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決滴灌系統(tǒng)水壓控制的準(zhǔn)確性較低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制方法，包括：獲取滴灌系統(tǒng)的滴灌組在滴灌過(guò)程中的水壓數(shù)據(jù)序列，一個(gè)滴灌組用于滴灌同種類型的農(nóng)作物，滴灌組包括至少一條支路管道，支路管道包括至少一個(gè)滴頭；根據(jù)農(nóng)作物的理論水量需求確定滴灌組的每個(gè)滴頭的理論水壓和理論水流量數(shù)據(jù)，以及根據(jù)水壓數(shù)據(jù)序列確定滴灌組的每個(gè)滴頭的實(shí)際水壓；利用水壓數(shù)據(jù)序列、實(shí)際水壓和理論水壓，確定滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性；根據(jù)滴灌組的每條支路管道上每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)和理論水流量數(shù)據(jù)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性；利用滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性和水壓調(diào)節(jié)必要性，確定滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性；基于最終水壓調(diào)節(jié)必要性對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制。

3、可選的，利用水壓數(shù)據(jù)序列、實(shí)際水壓和理論水壓，確定滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性包括：計(jì)算滴灌系統(tǒng)的滴灌組的每個(gè)滴頭的理論水壓與實(shí)際水壓的差值的絕對(duì)值，得到每個(gè)滴頭的第一水壓差異值；對(duì)每個(gè)滴頭的第一水壓差異值進(jìn)行疊加，得到疊加水壓差異值；計(jì)算水壓數(shù)據(jù)序列中相鄰的兩個(gè)實(shí)際水壓的第二水壓差異值，以及獲取水壓數(shù)據(jù)序列的變化趨勢(shì)性特征；根據(jù)第一水壓差異值、疊加水壓差異值、第二水壓差異值以及變化趨勢(shì)性特征，確定滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性。

4、可選的，根據(jù)滴灌組的每條支路管道上每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)和理論水流量數(shù)據(jù)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性包括：對(duì)滴灌組的每條支路管道上每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測(cè)，得到正常數(shù)據(jù)集合和異常數(shù)據(jù)集合，正常數(shù)據(jù)集合中的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)處于正常范圍，異常數(shù)據(jù)集合中的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)超出正常范圍；根據(jù)正常數(shù)據(jù)集合中實(shí)際水流量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的滴頭的第一數(shù)量、異常數(shù)據(jù)集合中實(shí)際水流量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的滴頭的第二數(shù)量以及支路管道中滴頭的總數(shù)量，確定每條支路管道的初始堵塞可能性；根據(jù)正常數(shù)據(jù)集合中的每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)確定正常數(shù)據(jù)集合的第一平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)，根據(jù)正常數(shù)據(jù)集合中的每個(gè)滴頭的理論水流量數(shù)據(jù)確定正常數(shù)據(jù)集合的平均理論水流量數(shù)據(jù)；根據(jù)異常數(shù)據(jù)集合中的每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)確定異常數(shù)據(jù)集合的第二平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)；對(duì)異常數(shù)據(jù)集合中的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)基于最小二乘進(jìn)行直線擬合，得到異常數(shù)據(jù)集合的水流變化趨勢(shì)；根據(jù)每條支路管道的初始堵塞可能性、第一平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)、平均理論水流量數(shù)據(jù)、第二平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)以及水流變化趨勢(shì)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性。

5、可選的，根據(jù)正常數(shù)據(jù)集合中實(shí)際水流量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的滴頭的第一數(shù)量、異常數(shù)據(jù)集合中實(shí)際水流量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的滴頭的第二數(shù)量以及支路管道中滴頭的總數(shù)量，確定每條支路管道的初始堵塞可能性包括：分別對(duì)正常數(shù)據(jù)集合和異常數(shù)據(jù)集合中的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的滴頭在支路管道上順著水流的方向進(jìn)行編號(hào)，得到正常數(shù)據(jù)集合中每個(gè)滴頭的編號(hào)和異常數(shù)據(jù)集合中每個(gè)滴頭的編號(hào)；從正常數(shù)據(jù)集合中選取連續(xù)的滴頭編號(hào)的第一數(shù)量，從異常數(shù)據(jù)集合中選取連續(xù)的滴頭編號(hào)的第二數(shù)量，第一數(shù)量為正常數(shù)據(jù)集合中滴頭編號(hào)的連續(xù)數(shù)量的最大值，第二數(shù)量為異常數(shù)據(jù)集合中滴頭編號(hào)的連續(xù)數(shù)量的最大值；根據(jù)第一數(shù)量、第二數(shù)量以及總數(shù)量確定每條支路管道的初始堵塞可能性。

6、可選的，根據(jù)第一數(shù)量、第二數(shù)量以及總數(shù)量確定每條支路管道的初始堵塞可能性包括：確定第一數(shù)量與第二數(shù)量的和值與總數(shù)量的比值為支路管道的初始堵塞可能性。

7、可選的，根據(jù)每條支路管道的初始堵塞可能性、第一平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)、平均理論水流量數(shù)據(jù)、第二平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)以及水流變化趨勢(shì)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性包括：計(jì)算第一平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)和平均理論水流量數(shù)據(jù)的差值的絕對(duì)值與水流變化趨勢(shì)的絕對(duì)值的乘積，得到支路管道的堵塞顯著程度；計(jì)算第一平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)與第二平均實(shí)際水流量數(shù)據(jù)的差值的絕對(duì)值與堵塞顯著程度的乘積，得到支路管道修正后的修正堵塞顯著程度；對(duì)初始堵塞可能性和修正堵塞顯著程度的乘積進(jìn)行歸一化，得到支路管道的堵塞可能性。

8、可選的，利用滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性和水壓調(diào)節(jié)必要性，確定滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性包括：對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性進(jìn)行疊加，得到疊加堵塞可能性；確定疊加堵塞可能性與疊加堵塞可能性的乘積為滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性。

9、可選的，基于最終水壓調(diào)節(jié)必要性對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制包括：在最終水壓調(diào)節(jié)必要性大于閾值的情況下，向滴灌系統(tǒng)發(fā)送水壓調(diào)節(jié)指令，通過(guò)水壓調(diào)節(jié)指令對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制。

10、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制系統(tǒng)，包括：獲取模塊，用于獲取滴灌系統(tǒng)的滴灌組在滴灌過(guò)程中的水壓數(shù)據(jù)序列，一個(gè)滴灌組用于滴灌同種類型的農(nóng)作物，滴灌組包括至少一條支路管道，支路管道包括至少一個(gè)滴頭；確定模塊，用于根據(jù)農(nóng)作物的理論水量需求確定滴灌組的每個(gè)滴頭的理論水壓和理論水流量數(shù)據(jù)，以及根據(jù)水壓數(shù)據(jù)序列確定滴灌組的每個(gè)滴頭的實(shí)際水壓；確定模塊，還用于利用水壓數(shù)據(jù)序列、實(shí)際水壓和理論水壓，確定滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性；確定模塊，用于根據(jù)滴灌組的每條支路管道上每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)和理論水流量數(shù)據(jù)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性；確定模塊，用于利用滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性和水壓調(diào)節(jié)必要性，確定滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性；控制模塊，用于基于最終水壓調(diào)節(jié)必要性對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制。

11、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制系統(tǒng)，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所提到的基于水流驅(qū)動(dòng)的滴灌水壓控制方法的步驟。

12、本發(fā)明具有如下有益效果：首先獲取滴灌系統(tǒng)的滴灌組在滴灌過(guò)程中的水壓數(shù)據(jù)序列，一個(gè)滴灌組用于滴灌同種類型的農(nóng)作物，滴灌組包括至少一條支路管道，支路管道包括至少一個(gè)滴頭；然后根據(jù)農(nóng)作物的理論水量需求確定滴灌組的每個(gè)滴頭的理論水壓和理論水流量數(shù)據(jù)，以及根據(jù)水壓數(shù)據(jù)序列確定滴灌組的每個(gè)滴頭的實(shí)際水壓；再利用水壓數(shù)據(jù)序列、實(shí)際水壓和理論水壓，確定滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性；并根據(jù)滴灌組的每條支路管道上每個(gè)滴頭的實(shí)際水流量數(shù)據(jù)和理論水流量數(shù)據(jù)，確定滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性；其次利用所述滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性和所述水壓調(diào)節(jié)必要性，確定所述滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性；最后基于所述最終水壓調(diào)節(jié)必要性對(duì)所述滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制。

13、如此，本發(fā)明通過(guò)滴灌系統(tǒng)重每個(gè)滴頭的水壓數(shù)據(jù)序列、所述實(shí)際水壓和所述理論水壓，得到所述滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性；結(jié)合滴灌組的每條支路管道的堵塞可能性對(duì)滴灌系統(tǒng)的水壓調(diào)節(jié)必要性進(jìn)行修正，由此獲得滴灌系統(tǒng)的最終水壓調(diào)節(jié)必要性?；谠撟罱K水壓調(diào)節(jié)必要性對(duì)滴灌系統(tǒng)的滴灌水壓進(jìn)行控制，而不僅僅依靠理論水壓與實(shí)際水壓之間的差異對(duì)滴灌系統(tǒng)的水壓進(jìn)行控制，提高了滴灌系統(tǒng)水壓控制的準(zhǔn)確性。