本發(fā)明涉及澆水控制，尤其涉及一種用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法。

背景技術(shù)：

1、澆水控制技術(shù)領(lǐng)域主要涉及通過(guò)自動(dòng)化、智能化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物澆水過(guò)程的精確控制，包括水量、澆水時(shí)間、頻率以及區(qū)域的調(diào)節(jié)與管理。而紫花苜蓿種子培育階段的灌溉管理就需要用到澆水控制方法。

2、現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中，僅從自動(dòng)化和智能化的層面控制澆水量、澆水時(shí)間、頻率及區(qū)域，但缺乏對(duì)氣象條件變化、農(nóng)作物實(shí)際生長(zhǎng)狀態(tài)及日照強(qiáng)度等多種環(huán)境因素的綜合考慮，導(dǎo)致在面對(duì)突發(fā)天氣變化或作物生長(zhǎng)需求差異較大的情形時(shí)，難以精準(zhǔn)調(diào)控澆水方案。因此，需要進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，一種用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，包括以下步驟：

3、通過(guò)土壤濕度傳感器收集當(dāng)前土壤的濕度數(shù)據(jù)，分析土壤濕度狀態(tài)，生成土壤濕度結(jié)果；根據(jù)所述土壤濕度結(jié)果評(píng)估需要的水量，調(diào)整水泵輸出量，得到調(diào)整后的澆水計(jì)劃；

4、監(jiān)測(cè)當(dāng)前的氣溫和預(yù)計(jì)降雨情況，生成氣溫和降雨結(jié)果；利用所述氣溫和降雨結(jié)果，優(yōu)化調(diào)整后的澆水計(jì)劃，獲取優(yōu)化的澆水計(jì)劃；

5、采用無(wú)人機(jī)搭載攝像頭，定期拍攝農(nóng)田圖像，計(jì)算植被指數(shù)，生成植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果；根據(jù)所述植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果，調(diào)整優(yōu)化的澆水計(jì)劃，得到調(diào)整的澆水計(jì)劃；

6、基于所述調(diào)整的澆水計(jì)劃，監(jiān)控日照強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，收集光照數(shù)據(jù)，結(jié)合光照數(shù)據(jù)調(diào)整澆水頻率，得到澆水策略。

7、較佳的，所述土壤濕度結(jié)果的獲取步驟為：收集當(dāng)前土壤的濕度數(shù)據(jù)，記錄不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤濕度值，并按照時(shí)間序列排列數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化存儲(chǔ)，并剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，獲取土壤濕度數(shù)據(jù)集；

8、基于所述土壤濕度數(shù)據(jù)集，判斷土壤濕度變化趨勢(shì)，計(jì)算濕度變化率，得到土壤濕度結(jié)果。

9、較佳的，所述調(diào)整后的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：根據(jù)所述土壤濕度結(jié)果，判斷當(dāng)前土壤水分虧缺量，同時(shí)分析土壤類型、滲透能力和地表徑流情況，獲取目標(biāo)補(bǔ)水量數(shù)據(jù)；

10、基于所述目標(biāo)補(bǔ)水量數(shù)據(jù)，計(jì)算水泵輸出量，計(jì)算公式為：

11、；

12、其中，為水泵輸出量，為灌溉面積，為蒸發(fā)速率，為土壤水分虧缺量，為土壤滲透系數(shù)，為降雨影響因子，為預(yù)計(jì)灌溉時(shí)間，為地表徑流比例；

13、基于所述水泵輸出量，調(diào)整水泵啟停策略和水泵功率，生成調(diào)整后的澆水計(jì)劃。

14、較佳的，所述氣溫和降雨結(jié)果的獲取步驟為：采集不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣溫?cái)?shù)據(jù)，按時(shí)間順序排列后建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行異常數(shù)據(jù)剔除，獲取氣溫?cái)?shù)據(jù)；

15、基于氣溫?cái)?shù)據(jù)，獲取天氣預(yù)報(bào)中的降水監(jiān)測(cè)信息，判斷降水概率、降水量級(jí)和降水持續(xù)時(shí)間，獲取氣溫和降雨結(jié)果。

16、較佳的，所述優(yōu)化的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：基于所述氣溫和降雨結(jié)果，計(jì)算調(diào)整后的灌溉量，計(jì)算公式為：

17、；

18、其中，為調(diào)整后的灌溉量，為初始灌溉計(jì)劃量，為當(dāng)前氣溫與基準(zhǔn)氣溫的差值，為氣溫變化對(duì)灌溉需求的影響常數(shù)，為降雨量，為濕度指數(shù)；

19、基于所述調(diào)整后的灌溉量，配置水泵輸出設(shè)置和灌溉時(shí)間表，生成優(yōu)化的澆水計(jì)劃。

20、較佳的，所述植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果的獲取步驟為：部署無(wú)人機(jī)并搭載攝像頭，對(duì)農(nóng)田進(jìn)行飛行拍攝，采集農(nóng)田區(qū)域的圖像；

21、基于所述農(nóng)田區(qū)域的圖像，計(jì)算植被指數(shù)，計(jì)算公式為：

22、；

23、其中，表示植被指數(shù)，為近紅外波段的反射率，為紅光波段的反射率，為綠光波段的反射率，為藍(lán)光波段的反射率；

24、基于所述植被指數(shù)，分析植被覆蓋率和生長(zhǎng)健康狀況，將植被指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，判定植被的生長(zhǎng)趨勢(shì)，獲取植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果。

25、較佳的，所述調(diào)整的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：基于所述植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果，計(jì)算調(diào)整優(yōu)化灌溉量，計(jì)算公式為：

26、；

27、其中，為調(diào)整優(yōu)化灌溉量，為基礎(chǔ)灌溉量，為植被指數(shù)，為生長(zhǎng)度日，為蒸發(fā)量，為降雨量；

28、基于所述調(diào)整優(yōu)化灌溉量，調(diào)整水泵輸出量，生成調(diào)整的澆水計(jì)劃。

29、較佳的，所述澆水策略的獲取步驟為：基于所述調(diào)整的澆水計(jì)劃，監(jiān)測(cè)日照強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，采集實(shí)時(shí)光照數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史光照記錄，對(duì)異常光照數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除和歸一化處理，得到光照數(shù)據(jù)集；

30、基于光照數(shù)據(jù)集，計(jì)算優(yōu)化后的澆水頻率，計(jì)算公式為：

31、；

32、其中，為優(yōu)化后的澆水頻率，為日照強(qiáng)度，為日照持續(xù)時(shí)間，為日均氣溫，為土壤水分含量，為風(fēng)速；

33、基于所述優(yōu)化后的澆水頻率，設(shè)定水泵啟停周期，生成澆水策略。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

35、本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度獲取農(nóng)田當(dāng)前土壤的濕度狀態(tài)，以此動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)水泵輸出量，從而實(shí)現(xiàn)澆水計(jì)劃的智能化調(diào)控，提升了灌溉的精準(zhǔn)性，避免了澆水過(guò)程中水資源的浪費(fèi)與不足；同時(shí)借助氣溫與降雨數(shù)據(jù)對(duì)澆水計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，使灌溉動(dòng)作與實(shí)際氣候條件緊密結(jié)合，提高灌溉的適時(shí)性，降低了不利天氣條件造成的負(fù)面影響；另外利用無(wú)人機(jī)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行拍攝并計(jì)算植被指數(shù)，以植被生長(zhǎng)狀況的變化為依據(jù)，再次優(yōu)化調(diào)整灌溉策略，確保灌溉決策與作物生長(zhǎng)實(shí)際需求密切匹配，提升了苜蓿種子生產(chǎn)過(guò)程中的水資源利用效率與種子產(chǎn)量；此外結(jié)合光照數(shù)據(jù)適時(shí)調(diào)整澆水頻率，確保農(nóng)作物在不同日照條件下獲得適量水分，進(jìn)一步提升了苜蓿種子的整體質(zhì)量與產(chǎn)量。

技術(shù)特征：

1.一種用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述土壤濕度結(jié)果的獲取步驟為：收集當(dāng)前土壤的濕度數(shù)據(jù)，記錄不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的土壤濕度值，并按照時(shí)間序列排列數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化存儲(chǔ)，并剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，獲取土壤濕度數(shù)據(jù)集；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述調(diào)整后的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：根據(jù)所述土壤濕度結(jié)果，判斷當(dāng)前土壤水分虧缺量，同時(shí)分析土壤類型、滲透能力和地表徑流情況，獲取目標(biāo)補(bǔ)水量數(shù)據(jù)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述氣溫和降雨結(jié)果的獲取步驟為：采集不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氣溫?cái)?shù)據(jù)，按時(shí)間順序排列后建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行異常數(shù)據(jù)剔除，獲取氣溫?cái)?shù)據(jù)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述優(yōu)化的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：基于所述氣溫和降雨結(jié)果，計(jì)算調(diào)整后的灌溉量，計(jì)算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果的獲取步驟為：部署無(wú)人機(jī)并搭載攝像頭，對(duì)農(nóng)田進(jìn)行飛行拍攝，采集農(nóng)田區(qū)域的圖像；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述調(diào)整的澆水計(jì)劃的獲取步驟為：基于所述植被生長(zhǎng)狀況結(jié)果，計(jì)算調(diào)整優(yōu)化灌溉量，計(jì)算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，其特征在于，所述澆水策略的獲取步驟為：基于所述調(diào)整的澆水計(jì)劃，監(jiān)測(cè)日照強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，采集實(shí)時(shí)光照數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史光照記錄，對(duì)異常光照數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除和歸一化處理，得到光照數(shù)據(jù)集；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及澆水控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于紫花苜蓿種子生產(chǎn)的智能化澆水控制方法，包括以下步驟：通過(guò)土壤濕度傳感器收集當(dāng)前土壤的濕度數(shù)據(jù)，分析土壤濕度狀態(tài)，生成土壤濕度結(jié)果；根據(jù)所述土壤濕度結(jié)果評(píng)估需要的水量，調(diào)整水泵輸出量，得到調(diào)整后的澆水計(jì)劃。本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度獲取農(nóng)田當(dāng)前土壤的濕度狀態(tài)，以此動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)水泵輸出量，從而實(shí)現(xiàn)澆水計(jì)劃的智能化調(diào)控，提升了灌溉的精準(zhǔn)性，避免了澆水過(guò)程中水資源的浪費(fèi)與不足；同時(shí)借助氣溫與降雨數(shù)據(jù)對(duì)澆水計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，使灌溉動(dòng)作與實(shí)際氣候條件緊密結(jié)合，提高灌溉的適時(shí)性，降低了不利天氣條件造成的負(fù)面影響。

技術(shù)研發(fā)人員：樊經(jīng)緯,田福平,杜彥磊,鄭富宏,蒲佳兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：玉門市至誠(chéng)三和飼草技術(shù)開發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8