[发明专利]一种川贝母智能灌溉系统及方法

说明书

本发明公开了一种川贝母智能灌溉系统及方法，该系统包括灌溉主机、分别与所述灌溉主机通信连接的服务器端、灌溉终端、传感器和水塔；传感器用于按照设定时段采集所在分区的空气温湿度、土壤温湿度和光照强度参数；灌溉主机用于将灌溉数据、灌溉参数和工作条件上传至服务器端，根据服务器端下发灌溉决策结果进行川贝母变量灌溉；服务器端用于构建川贝母变量灌溉决策模型，采用遗传算法对川贝母变量灌溉决策模型的模糊控制器进行优化，对灌溉数据、灌溉参数和工作条件进行综合分析判断，得到川贝母灌水量的灌溉决策结果。本发明实现了远程和现场灌溉，移动和客户端灌溉，监控、操作手段多样，方便适用，解决变量、精准灌溉过程控制、操作困难的问题。

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，具体涉及一种川贝母智能灌溉系统及方法。

背景技术

川贝母属于多年生草本植物，主要生长在高海拔地区，喜冷凉气候条件，具有耐寒、喜湿、怕高湿、喜荫蔽的特性。目前川贝母人工种植技术还未成熟，种植成本高，贝母售价也一直居高不下。现有人工种植模式下，川贝母灌溉一般采用人工浇灌，不同年份、不同季节、不同土壤条件的贝母用水量不一样，人工灌溉的方式全靠经验，不满足川贝母用水需求，可能因贝母高湿或者干旱造成巨大损失，而且人力成本高和水分利用率低。随着传感器技术、信息技术、人工智能的发展和应用，对川贝母等经济价值高的药材实施变量、精准灌溉的需求越来越急迫和重要。

现有农村灌溉用水，一般采用滴灌、微喷灌、涌泉灌等节水措施，绝大多数灌溉系统仅考虑作物需水信息，依据单一因素(如土壤含水率)产生灌溉控制决策，很少考虑作物分区、种植密度差异、气候等因素影响的精量灌溉控制，这种灌溉系统的灌溉方式、灌溉决策控制没有真正体现出智能化、优化控制的特性，不满足对作物实施变量、精准灌溉的需求。

为了解决川贝母精量灌溉，首先需要建立川贝母生长过程不同阶段的需水量模型；检测土壤水分/湿度，再建立川贝母生长土壤墒情模型；最后基于川贝母生长过程用水量模型和土壤墒情模型进行变量灌溉技术研究、装置开发和系统集成应用，方便快捷的实现灌溉智能控制与管理、节水和按需精量供水目的。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种川贝母智能灌溉系统及方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提出了一种川贝母智能灌溉系统，包括灌溉主机、分别与所述灌溉主机通信连接的服务器端、灌溉终端、传感器和水塔；

所述传感器分布设置在川贝母不同种植区域中，用于按照设定时段采集所在分区的空气温湿度、土壤温湿度和光照强度参数，并将采集的灌溉数据定时传输至所述灌溉主机；

所述灌溉主机用于接收所述传感器采集的灌溉数据，并且直接输入灌溉参数和选择工作条件，将灌溉数据、灌溉参数和工作条件上传至所述服务器端；接收所述服务器端下发的灌溉决策结果，根据灌溉决策结果控制灌溉终端和水塔进行川贝母变量灌溉；

所述服务器端用于存储上传的灌溉数据、灌溉参数和工作条件，并构建川贝母变量灌溉决策模型，采用遗传算法对川贝母变量灌溉决策模型的模糊控制器进行优化，利用优化后的川贝母变量灌溉决策模型对灌溉数据、灌溉参数和工作条件进行综合分析判断，得到川贝母灌水量的灌溉决策结果并下发至所述灌溉主机。

进一步地，所述传感器包括信息采集终端处理器、信息采集终端数据传输模块、信息采集终端天线、空气温湿度传感器、光强度传感器、土壤温湿度传感器、信息采集终端充电电路、信息采集终端电源和信息采集终端太阳能充电器；所述信息采集终端处理器通过SPI总线与所述信息采集终端数据传输模块连接，所述信息采集终端数据传输模块与所述信息采集终端天线连接，所述空气温湿度传感器、光强度传感器通过IIC总线与所述信息采集终端处理器连接，所述土壤温湿度传感器通过模拟/数字转换电路与所述信息采集终端处理器连接；上述部件通过所述信息采集终端电源供电，所述信息采集终端太阳能充电器通过所述信息采集终端充电电路与所述信息采集终端电源连接。