一種根據(jù)作物生長環(huán)境變化自動調(diào)整給水量的系統(tǒng)和設(shè)備及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作物灌溉領(lǐng)域，具體是指一種根據(jù)作物生長環(huán)境變化自動調(diào)整給水量 的系統(tǒng)和設(shè)備及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)發(fā)展受到越來越多的關(guān)注，在農(nóng)業(yè)方發(fā)展面開始朝著自動化和無人化的方向 邁進(jìn)。在提供作物最適宜的生長環(huán)境的同時，人們對作物所處生長環(huán)境的性能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān) 督，如環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)弱，以保障作物以最好的生長速度生長。
[0003] 在現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中育苗環(huán)境發(fā)揮著非常重要的作用，隨著近幾十年科技 的發(fā)展，生物技術(shù)和信息技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展取得了具有根本性和普遍性意義的突破， 新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命也由此開始。傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)中 的應(yīng)用和發(fā)展，加速了農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的步伐。作物土壤水分監(jiān)視與灌溉自動控制技術(shù)在作 物生長過程中的應(yīng)用逐漸發(fā)展起。
[0004] 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的碩士論文《果園土壤水分見識與灌溉自動控制研究》介紹了以微 電子學(xué)和計算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)為基礎(chǔ)，針對我國國情，設(shè)計開發(fā)了果園土壤水分監(jiān)視與 灌溉自動控制系統(tǒng)。
[0005] 但上述技術(shù)只是提供一種檢測果園土壤水分來監(jiān)控預(yù)設(shè)灌溉的方法，但農(nóng)作物的 種類多樣，糧食類，蔬菜類，塊莖類等，而且作物的生長過程中，環(huán)境影響因素有很多，水只 是其中一種條件，還包括溫度、光線強(qiáng)弱;上述技術(shù)并不能檢測作物環(huán)境中的其他性能指標(biāo) 數(shù)據(jù)，并根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)來及時補(bǔ)充作物所需水量，也沒有研究報道根據(jù)作物生長環(huán)境變化 來實現(xiàn)自動灌水的方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種根據(jù)作物生長環(huán)境變化自動調(diào)整給水量的系 統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括作物生長環(huán)境變化檢測模塊、中央分析控制模塊以及自動施肥 豐旲塊；
[0007] 其中作物生長環(huán)境變化檢測模塊測定作物生長環(huán)境信息值，包括作環(huán)境溫度檢測 設(shè)備、光線檢測設(shè)備、土壤濕度檢測設(shè)備；
[0008] 中央分析控制模塊中包括環(huán)境變化結(jié)果分析模塊、運(yùn)算模塊、輸入模塊，輸入模塊 連接環(huán)境變化結(jié)果分析模塊和運(yùn)算模塊；
[0009]所述環(huán)境變化結(jié)果分析模塊接收環(huán)境信息值并與環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值比對進(jìn) 行環(huán)境變化分析，并輸出環(huán)境變化結(jié)果到運(yùn)算模塊；
[0010]所述運(yùn)算模塊中設(shè)有環(huán)境變化結(jié)果與灌溉給水量之間的運(yùn)算公式，根據(jù)運(yùn)算公式 得到與環(huán)境變化結(jié)果相匹配的施肥信息，并傳輸?shù)阶詣庸喔饶K；
[0011]所述輸入模塊包括施肥信息參數(shù)的調(diào)整輸入端和作物相關(guān)信息輸入端以及作物 環(huán)境信息值輸入端；
[0012] 自動施肥模塊根據(jù)施肥信息對作物灌溉給水；
[0013] 所述環(huán)境變化結(jié)果由環(huán)境信息值和環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)值比對來確定，確定方法為當(dāng)所 述環(huán)境信息值達(dá)到或超過環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)值時，即為環(huán)境變化結(jié)果；
[0014] 所述環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)值是指環(huán)境信息達(dá)到影響作物正常生長的值；
[0015] 所述環(huán)境信息包括溫度、濕度、光線。
[0016] 優(yōu)選的，所述作物生長環(huán)境信息值還可通過預(yù)先人工輸入;所述預(yù)先人工輸入是 指工作人員將檢測得到的作物生長環(huán)境信息值通過輸入模塊輸入到中央分析控制模塊中。
[0017] 優(yōu)選的，所述中央分析控制模塊中的運(yùn)算公式為：φ (￡, P) = /'(W/r, M);
[0018] 所述預(yù)算公式中P表示環(huán)境變化結(jié)果與作物相關(guān)信息的組合；
[0019] 所述運(yùn)算公式f表示組合φ與給水信息之間的對應(yīng)關(guān)系；
[0020] 運(yùn)算公式中所述E表示環(huán)境變化結(jié)果；所述P表示作物相關(guān)信息；所述W表示給水 量，所述T表示開始灌溉時間;所述M表示灌溉方式；
[0021] 其中運(yùn)算公式中的E、P、W、T、M可以在自動施肥前通過輸入模塊進(jìn)行人工設(shè)定、調(diào) 整或保存。
[0022] 優(yōu)選的，所述作物相關(guān)信息包括作物品種、作物占地面積、作物生長時期；
[0023] 所述作物品種包括花生、大豆、西紅柿、白菜、水稻、棉花、蓮藕、紅薯；
[0024] 所述作物生長時期包括播種期、苗期、花期、結(jié)莢期、成熟期。
[0025] 優(yōu)選的，自動灌溉前可選擇預(yù)存的運(yùn)算公式中的各自動給水量值。
[0026] 優(yōu)選的，其中所述環(huán)境變化結(jié)果為溫度低于5°C達(dá)到半致死量值時，所述開始灌溉 時間0 < T < 24h，每平方米給水量為OL(升H W < 50L。
[0027] 優(yōu)選的，其中所述環(huán)境變化結(jié)果為土壤濕度低于5%時，所述開始灌溉時間0 < T < 2處，每畝給水量為〇!113(立方米）<1<2〇1113。
[0028]優(yōu)選的，所述自動灌溉模塊中包括自動噴灌或微灌系統(tǒng)；
[0029] 所述自動噴灌或微灌系統(tǒng)包括流量控制系統(tǒng)、時間控制系統(tǒng)、水輸送系統(tǒng)；
[0030] 所述自動噴灌系統(tǒng)包括固定式噴灌系統(tǒng)、半固定式噴灌系統(tǒng)以及移動式噴灌系 統(tǒng)；
[0031] 所述自動施肥微灌系統(tǒng)包括滴灌系統(tǒng)、微噴灌系統(tǒng)、霧噴系統(tǒng)、地埋灌溉系統(tǒng)、小 管出流灌系統(tǒng)以及滲灌系統(tǒng)。
[0032] 本發(fā)明還提供一種根據(jù)作物生長環(huán)境變化自動調(diào)整給水量的設(shè)備組，其特征在于 包括作物生長環(huán)境信息檢測設(shè)備、中央分析控制設(shè)備以及自動灌溉設(shè)備并依次連接；
[0033] 所述作物生長環(huán)境信息檢測設(shè)備是指檢測作物生長環(huán)境信息值并傳輸給中央分 控制模塊的設(shè)備；
[0034] 所述中央分析控制設(shè)備是指能夠?qū)z測到的環(huán)境信息值與環(huán)境信息標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn) 值進(jìn)行比對分析得到環(huán)境變化結(jié)果，能夠通過運(yùn)算將環(huán)境變化結(jié)果與灌溉給水量相匹配， 并且還能夠輸入給水量參數(shù)和作物生長環(huán)境信息值的設(shè)備，；
[0035]所述自動灌溉設(shè)備是指能夠接受中央分析控制系統(tǒng)輸出的灌溉給水量數(shù)據(jù)并進(jìn) 行自動灌溉操作的系統(tǒng)，包括流量控制設(shè)備、時間控制設(shè)備、水運(yùn)輸設(shè)備。
[0036]本發(fā)明還提供應(yīng)用上述系統(tǒng)或設(shè)備組解決作物生長環(huán)境變化的自動施肥方法，其 中所述作物品種包括花生、大豆、西紅柿、白菜、水稻、、小麥、棉花、蓮藕、紅薯;所述肥料品 種包括氮肥、鉀肥、磷肥、復(fù)合肥、固氮菌肥、微生物肥、有機(jī)碳肥、水溶性肥料、中微量元素 肥。
[0037] 本發(fā)明的有益效果：
[0038] 1、解決作物在生長期間生長環(huán)境變化的情況下，自動灌溉水量以減輕所處環(huán)境變 化對其生長的影響；當(dāng)氣溫急劇降低時，達(dá)到作物半致死溫度時，自動灌溉適量的水可以起 到做作物的保溫作用，降低作物被凍死的幾率;土壤過于干燥情況下，作物容易干死，自動 調(diào)整給水量系統(tǒng)會根據(jù)作物需要灌溉水量，降低作物死亡率；
[0039] 2、節(jié)約人力成本，自動檢測生長環(huán)境變化情況，實現(xiàn)自動化灌溉；
[0040] 3、自動調(diào)節(jié)作物的生長發(fā)育和形態(tài)建成、縮短培養(yǎng)周期、提高品質(zhì)，而且能夠大大 減少能耗，降低成本；
[0041] 4、該方法具有監(jiān)控和管理功能，實現(xiàn)作物生長期間環(huán)境變化時自動灌溉系統(tǒng)更加 智能化和人性化。
【具體實施方式】
[0042]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明：
[0043] 實施例1
[0044]以東北苗期水稻作為實驗作物，采用本發(fā)明提供的系統(tǒng)來解決根據(jù)作物生長環(huán)境 變化的自動施肥問題，該系統(tǒng)包括作物生長環(huán)境變化檢測模塊、中央分析控制模塊以及自 動施肥模塊;其中作物生長環(huán)境變化檢測模塊測定作物生長