[发明专利]一种智慧农业灌溉系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种智慧农业灌溉系统，包括数据采集装置、物联网终端控制器、云服务器和灌溉设备，数据采集装置用于采集土壤的湿度信息和气象数据；物联网终端控制器用于将数据发送给云服务器；云服务器包括接收单元和数据处理单元，接收单元用于接收物联网终端控制器发送的数据；数据处理单元利用模糊控制算法处理土壤湿度信息，得到灌溉方案，将灌溉方案发送给物联网终端控制器；物联网终端控制器还用于根据云服务器的灌溉方案发出控制指令控制灌溉设备工作；灌溉设备用于根据物联网终端控制器发出的控制指令浇灌农作物。采用模糊控制算法实现适时适量的灌溉，保证了农作物在各个生长阶段都处于最佳生长状态，又减少了农业用水。

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，具体涉及一种智慧农业灌溉系统及其控制方法。

背景技术

水是人类赖以生存不可或缺的资源，但随着人类文明不断发展和社会不断进步，水资源短缺已成为21世纪人类面临的重大难题，城市居民生活用水及工业用水量急剧增加，进一步压缩了农业用用水的空间。而随着水资源的日益紧张，如何实现水资源的循环再利用，具有极其重要的作用。

随着现代农业温室技术的快速发展，一般的农业灌溉模式普遍存在水资源浪费，灌溉不合理等问题，已经不能满足人们的需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供的一种智慧农业灌溉系统及其控制方法，能根据采集的土壤湿度信息进行模糊控制，既保证了农作物的生长，又可以节约农业用水。

第一方面，本发明实施例提供的一种智慧农业灌溉系统，包括数据采集装置、物联网终端控制器、云服务器和灌溉设备，

所述数据采集装置用于采集土壤的湿度信息和气象数据，将采集的数据发送给物联网终端控制器；

所述物联网终端控制器用于将接收并初步处理数据采集装置发送的数据，并将初步处理后的数据发送给云服务器；

所述云服务器包括接收单元和数据处理单元，所述接收单元用于接收物联网终端控制器发送的数据；所述数据处理单元利用模糊控制算法处理土壤湿度信息，得到灌溉方案，将灌溉方案发送给物联网终端控制器；

所述物联网终端控制器还用于根据云服务器的灌溉方案发出控制指令控制灌溉设备工作；

所述灌溉设备用于根据物联网终端控制器发出的控制指令浇灌农作物。

可选地，所述数据处理单元处理数据的具体方法包括：将土壤湿度信息分为土壤湿度差值和差值变化率，所述土壤湿度差值为数据采集装置采集的土壤湿度信息与预设的农作物生长的最佳土壤湿度的差值，将土壤湿度差值和差值变化率分别作为模糊控制器的输入信号，经过模糊化变换成模糊量，将模糊量输入到含有模糊规则的模糊推理模块，所述模糊推理模块经过近似推理得到模糊集合，将所述模糊集合经过清晰化模块变换成清晰量，将清晰量经过比例因子调节，输出灌溉方案。

可选地，所述模糊控制器采用二输入单输出的Mamdani型模糊控制器。

可选地，所述系统还包括图像采集装置，所述图像采集装置用于采集农作物的生长图像，并将采集的图像发送给云服务器；

所述云服务器还包括虫害识别单元，

所述虫害识别单元根据所述生长图像进行灰度化得到灰度图像；

采用边缘检测技术提取所述灰度图像的虫害边缘轮廓线；其中，虫害边缘轮廓线为虫害区域与背景的分界线；

利用种子点填充方法对所述虫害边缘轮廓线内的虫害区域进行填充，使得所述虫害区域的像素值等于所述虫害边缘轮廓线的像素值，得到二值图像；

确定所述二值图像中虫害区域的面积。