19 中華 人民共和國 國家知識產權局 12 發(fā)明 專利申請 10 申請公布號 43 申請公布日 21 申請 號 202011173847 1 22 申請日 2020 10 28 71 申請人 上海國興農現代農業(yè)發(fā)展股份有限 公司 地址 200092 上海市楊 浦區(qū)中山北二路 1121號 4C06室 72 發(fā)明人 郭 之兵 陳新星 74 專利代理 機構 上海世圓知識產權代理有限 公司 31320 代理人 陳穎潔 王佳妮 51 Int Cl A01G 25 16 2006 01 G06F 17 11 2006 01 G05B 19 04 2006 01 54 發(fā)明名稱 一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 57 摘要 本發(fā)明提供一種潮汐灌溉穴盤農作物的自 動控制方法 響應于自動控制系統(tǒng)的指令 啟動 灌溉決策程序 包括 獲取灌溉區(qū)域的編碼 ID 確認灌溉區(qū)域的面積參數 獲取當前時 間 T 1 判斷當前是否在 可灌溉時間段內 獲 取上 次灌溉時間 T 0 獲取光照輻射值數據 計算在所述上次灌溉時間 T 0 至當前時間 T 1 的時長內的有效光合輻射累積量 R sum 根據 所述有效光合輻射累積量 R sum 計算所述時長 內的水分蒸發(fā)量 ET 判斷所述蒸發(fā)量 ET 是否達到蒸發(fā)量閾值 ETs 進入灌溉序列 本發(fā)明適用于雞毛菜整個生長周期的灌溉控制 使雞毛 菜品質更高且保持一 致 并且節(jié)約用肥 權利要求書2頁 說明書4頁 附圖2頁 CN 112314414 A 2021 02 05 CN 112314414 A 1 一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 響應于自動控制系統(tǒng)的指 令 啟動灌溉決策程序 包括 獲取灌溉區(qū)域的編碼 確認灌溉區(qū)域的面積參數 獲取當前時間 判斷當前是否在可灌溉時間段內 獲取上次灌溉時間 獲取光照輻射值數據 計算在所述上次灌溉時間至當前時間的時長內的有效光合 輻射累積量 根據所述有效光合輻射累積量 計算所述時長內的水分蒸發(fā)量 判斷所述蒸發(fā)量是否達到蒸發(fā)量閾值 進入灌溉序列 2 根據權利要求1所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 當所述當 前時間處于所述可灌溉時間段內時 所述灌溉決策程序向下一步運行 當所述當前時間不 在所述可灌溉時間段內時 所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令 返回步驟 繼續(xù)獲取當前時間 或者返回待機狀態(tài) 3 根據權利要求1所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 當所述蒸 發(fā)量已經達到所述蒸發(fā)量閾值時 所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出進入灌溉序列的指令 開始進行 潮汐灌溉 當所述蒸發(fā)量尚未達到所述蒸發(fā)量閾值 所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令 返回步驟 繼續(xù)獲取當前時間 或者返回待機狀態(tài) 4 根據權利要求1所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 還包括設 置自動灌溉參數的過程 選擇自動灌溉區(qū)域 設定所述灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 灌溉時 長 灌溉系數 蒸發(fā)量閾值中的一個或多個數據 5 根據權利要求1所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 所述有效 光合輻射累積量的計算公式為 Rsum iRTi 其中 R sum為所述有效光合輻射累積量 i為所述時長內的單位時間數 R為單位時間內 的平均光照量 T為單位時間內的光照時間 所述蒸發(fā)量的計算公式為 其中 ET為所述蒸發(fā)量 為灌溉系數 R sum為有效光合輻射累積量 2 45為常數 6 根據權利要求1所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 還包括響 應于自動控制系統(tǒng)的指令 啟動預測灌溉決策程序 包括 a 獲取灌溉區(qū)域的編碼 確認灌溉區(qū)域的面積參數 b 獲取上次灌溉時間 c 獲取預測時段內的天氣預報數據 d 獲取光照輻射值數據 e 計算在預測時段內的有效光合輻射累積量以及水分的蒸發(fā)量 f 計算達到蒸發(fā)量閾值所需的時長 確定下次灌溉的啟動時間 權 利 要 求 書 1 2 頁 2 CN 112314414 A g 加入灌溉序列 7 根據權利要求6所述的潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 所述預測 灌溉決策流程還包括設置預測灌溉參數的過程 選擇預測灌溉區(qū)域 設定預測灌溉周期 設 定所述灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 灌溉時長和灌溉系數 權 利 要 求 書 2 2 頁 3 CN 112314414 A 一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 技術領域 0001 本發(fā)明涉及穴盤生產農作物技術領域 尤其涉及一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動 控制方法 背景技術 0002 農作物 例如各種葉子蔬菜 例如 小白菜 大蔥等 花卉 例如 矮牽牛 可以采 用穴盤生產技術 在溫室大棚中培育和種植 0003 雞毛菜 是上海蔬菜商品名中的一個獨特的名字 特指 三葉一心 株高10厘米 的 小白菜嫩苗 雞毛菜口感清香 質地柔嫩 深受上海地區(qū)居民的青睞 雞毛菜還有清除肺熱 咳嗽 預防便秘 富含維生素C 維生素B1 維生素B6 泛酸等 經常食用能夠促進兒童生長發(fā) 育 緩解精神緊張 有益身體健康 0004 在農作物 例如 雞毛菜 的工廠化穴盤生產技術體系中 潮汐灌溉也是生態(tài)高效 栽培關鍵控制點之一 傳統(tǒng)蔬果的灌溉方式通常是定時對整顆植株進行噴水 這種灌溉方 式除了會阻礙大部分葉片表面的光合作用之外 沾了水的葉片表面更會增加細菌萌發(fā)的機 會 潮汐灌溉是基于基質水分運移規(guī)律的潮汐灌溉水肥決策方案 利用潮漲潮落實現循環(huán) 灌溉 灌溉時間短 灌溉均勻 肥隨水精準施入 循環(huán)灌溉零排放 過濾和滲透處理后的灌溉 水清澈潔凈 通過穴盤孔隙直接浸入農作物的根部 在這種灌溉方式下生產的農作物 葉面 干燥 光合作用增強 通過阻止葉面沾濕 也防治了病害的發(fā)生與傳播 實現了全季節(jié)的零 農藥生產 0005 現有技術中通常采用手動的不定時或定時灌溉 主要流程為 手動選擇灌溉區(qū)域 然后設定上水持續(xù)時間 選擇是否延時 再設置下次灌溉啟動時間及灌溉周期 啟動灌溉 但是 手動灌溉需要頻繁設置各個中灌溉參數 參數來源比較局限 主要根據種植人員技術 經驗 灌溉過過程中對肥液濃度的控制不穩(wěn)定 發(fā)明內容 0006 本發(fā)明的目的是提供一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 以解決現有技術 中存在的頻繁設置灌溉 參數調整 肥液控制等問題 實現自動化的潮汐灌溉 0007 為了達到上述目的 本發(fā)明的技術方案如下 0008 本發(fā)明的一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 其特征在于 響應于自動控 制系統(tǒng)的指令 啟動灌溉決策程序 包括 0009 獲取灌溉區(qū)域的編碼 ID 確認灌溉區(qū)域的面積參數 0010 獲取當前時間 T 1 判斷當前是否在可灌溉時間段內 0011 獲取上次灌溉時間 T 0 0012 獲取光照輻射值數據 計算在所述上次灌溉時間 T 0 至當前時間 T 1 的時長內 的有效光合輻射累積量 R sum 0013 根據所述有效光合輻射累積量 R sum 計算所述時長內的水分蒸發(fā)量 ET 說 明 書 1 4 頁 4 CN 112314414 A 0014 判斷所述蒸發(fā)量 ET 是否達到蒸發(fā)量閾值 ETs 0015 進入灌溉序列 0016 所述可灌溉時間段是指根據作物的生長習性設置的作物灌溉時間段 當所述當前 時間 T 1 處于所述可灌溉時間段內時 所述灌溉決策程序向下一步運行 當所述當前時間 T1 不在所述可灌溉時間段內時 所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令 返回步驟 繼續(xù)獲取當 前時間 T 1 或者返回待機狀態(tài) 0017 進一步地 當所述蒸發(fā)量 ET 已經達到所述蒸發(fā)量閾值 ETs 時 所述自動控制系 統(tǒng)發(fā)出進入灌溉序列的指令 開始進行潮汐灌溉 當所述蒸發(fā)量 ET 尚未達到所述蒸發(fā)量 閾值 ETs 所述自動控制系統(tǒng)發(fā)出指令 返回步驟 繼續(xù)獲取當前時間 T 1 或者返回 待機狀態(tài) 0018 進一步地 本發(fā)明的一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 還包括設置自動 灌溉參數的過程 選擇自動灌溉區(qū)域 設定所述灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 灌溉時長 灌溉 系數 蒸發(fā)量閾值中的一個或多個數據 0019 所述灌溉時長為所述潮汐灌溉的上水維持時間長度 0020 所述灌溉系數是由農作物的品種及供給農作物生長的土壤基質的類型共同決定 的 由操作者事先自定義輸入自動控制系統(tǒng) 0021 所述蒸發(fā)量閾值 ETs 為操作者事先設定的蒸發(fā)量 ET 的閾值 當所述時長內的 水分蒸發(fā)量 ET 到達所述蒸發(fā)量閾值 ETs 后 所述潮汐灌溉啟動 0022 進一步地 所述有效光合輻射累積量 R sum 的計算公式為 0023 Rsum iRTi 0024 其中 R sum為所述有效光合輻射累積量 i為所述時長內的單位時間數 R為單位時 間內的平均光照量 T為單位時間內的光照時間 0025 所述蒸發(fā)量 ET 的計算公式為 0026 0027 其中 ET為所述蒸發(fā)量 為灌溉系數 R sum為有效光合輻射累積量 2 45為常數 0028 進一步地 本發(fā)明的一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 還包括響應于自 動控制系統(tǒng)的指令 啟動預測灌溉決策程序 包括 0029 a 獲取灌溉區(qū)域的編碼 ID 確認灌溉區(qū)域的面積參數 0030 b 獲取上次灌溉時間 T 0 0031 c 獲取預測時段內的天氣預報數據 0032 d 獲取光照輻射值數據 0033 e 計算在預測時段內的有效光合輻射累積量 R sum 以及水分的蒸發(fā)量 ET 0034 f 計算達到蒸發(fā)量閾值 ETs 所需的時長 t 確定下次灌溉的啟動時間 T 1 T 0 t 0035 g 加入灌溉序列 0036 進一步地 所述預測灌溉決策流程還包括設置預測灌溉參數的過程 選擇預測灌 溉區(qū)域 設定預測灌溉周期 設定所述灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 灌溉時長和灌溉系數 0037 本發(fā)明的有益效果是 說 明 書 2 4 頁 5 CN 112314414 A 0038 采用本發(fā)明的自動控制方法進行潮汐灌溉穴盤農作物 可以提升農作物 例如雞 毛菜 的品質和產品 適用于雞毛菜整個生長周期的灌溉控制 對各個時間段灌溉肥液的控 制使雞毛菜品質更高且保持一致 并且節(jié)約用肥 將經驗結合實驗數據使種植數據化更利 于種植的推廣以及產業(yè)化種植 附圖說明 0039 圖1為實施例1的潮汐灌溉自動控制流程圖 0040 圖2為實施例2提前預測灌溉決策流程圖 具體實施方式 0041 為了使本發(fā)明的目的 技術方案及優(yōu)點更加清楚明白 以下結合附圖及實施例 對 本發(fā)明進行進一步詳細說明 應當理解 此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明 并 不用于限定本發(fā)明 0042 本技術領域技術人員可以理解 除非特意聲明 這里使用的單數形式 一 一 個 所述 和 該 也可包括復數形式 應該進一步理解的是 本發(fā)明的說明書中使用的措 辭 包括 是指存在所述特征 整數 步驟 操作 元件和 或組件 但是并不排除存在或添加 一個或多個其他特征 整數 步驟 操作 元件 組件和 或它們的組 0043 實施例1 0044 如圖1所示 一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 包括 0045 1 預先設置自動灌溉參數 0046 選擇自動灌溉區(qū)域 0047 設定該灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 8 00 10 00和16 00 18 00 程序在該時段之 外不啟動灌溉 0048 設置灌溉時長 10min 說明單次灌溉潮汐上水維持時間為10分鐘 0049 設置灌溉系數 0 76 也即所述蒸發(fā)量 ET 的計算公式中參數 為0 76 0050 設置蒸發(fā)量閾值 ETs 3 0mm 也即蒸騰蒸發(fā)量達到3 0mm后 啟動潮汐灌溉 0051 2 2020年7月30日8時 響應于自動控制系統(tǒng)的指令 對穴盤雞毛菜啟動灌溉決策 程序 包括S1 S9 0052 S1 獲取灌溉區(qū)域的編碼 ID 確認灌溉區(qū)域的面積參數 0053 S2 程序讀取當前時間 T 1 為2020年7月30日8時 0054 S3 判斷當前是在可灌溉時間段內 0055 S4 程序讀取上次灌溉時間 T 0 為2020年7月29日17時 0056 S5 程序讀取7月29日17時至7月30日8時的光照輻射值數據 0057 S6 以小時為單位取平均值進行累積 計算得出有效光合輻射累積量 R sum 為 8 3J m2 0058 S7 根據有效光合輻射累積量 R sum 計算得出7月29日17時至7月30日8時內的水 分蒸發(fā)量 ET 為2 48mm 0059 S8 程序經比對判斷 ET值小于蒸發(fā)量閾值 ETs 的3 0mm 不啟動灌溉 返回S2 繼 續(xù)讀取當前時間 說 明 書 3 4 頁 6 CN 112314414 A 0060 S9 2020年7月30日9時 重復上述步驟 S1 S8 計算得出有效光合輻射累積量 Rsum 為10 5J m 2 并計算得出ET值為3 14mm 大于蒸發(fā)量閾值 ETs 的3 0mm 符合灌溉條 件 進入潮汐灌溉序列 維持上水時間為10分鐘 0061 實施例2 0062 如圖2所示 一種潮汐灌溉穴盤農作物的自動控制方法 對穴盤雞毛菜的預測灌溉 決策流程 0063 1 預先設置預測灌溉參數 0064 選擇預測灌溉區(qū)域 0065 設定預測灌溉周期 選取未來5天的氣象預報數據 可以是3天 5天 7天等 根據實 際氣象數據獲取的精度來調整 0066 設定所述灌溉區(qū)域的可灌溉時間段 8 00 10 00和16 00 18 00 程序在該時段 之外不啟動灌溉 0067 設置灌溉時長 10min 說明單次灌溉潮汐上水維持時間為10分鐘 0068 設置灌溉系數 0 76 也即所述蒸發(fā)量 ET 的計算公式中參數 為0 76 0069 2 2020年9月22日9時 響應于自動控制系統(tǒng)的指令 啟動預測灌溉決策程序 包 括S11 S19 0070 S11 程序讀取灌溉區(qū)域的編碼 ID 確認灌溉區(qū)域的面積參數 0071 S12 程序讀取上次灌溉時間 T 0 為2020年9月22日8時 0072 S13 程序讀取預測時段內的天氣預報數據 0073 S14 根據所述天氣預報數據 程序讀取光照輻射值數據 0074 S15 計算在預測時段內的有效光合輻射累積量 R sum 和水分的蒸發(fā)量 ET 0075 S16 計算達到蒸發(fā)量閾值 ETs 所需的時長 t 為26小時 0076 S17 計算下次灌溉的啟動時間 T 1 T 0 t 為2020年9月23日10時 0077 S18 加入灌溉序列 說 明 書 4 4 頁 7 CN 112314414 A 圖1 說 明 書 附 圖 1 2 頁 8 CN 112314414 A 圖2 說 明 書 附 圖 2 2 頁 9 CN 112314414 A