本發(fā)明涉及自動化灌溉領(lǐng)域，尤其涉及一種均衡化土壤保濕控制方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大面積植物灌溉時，一般采用自動化滴灌、噴灌、滲灌等方式，實現(xiàn)土壤保持一定的濕度，以實現(xiàn)植物的健康成長；自動化灌溉中，通常采用檢測土壤濕度的濕度傳感器實現(xiàn)土壤濕度的探測，進而通過控制系統(tǒng)控制噴灌時間來實現(xiàn)土壤濕度的保持。

受制于濕度傳感器的誤差、傳感器埋入土壤深度的不一致，實際檢測到的土壤濕度往往不具備實際所需土壤濕度的真實性。啟動和關(guān)閉水閥依據(jù)濕度傳感器的話，對于埋入土壤不同深度的濕度傳感器，會導(dǎo)致埋入較淺的土塊開關(guān)閥門頻繁，水分滲透不夠徹底，而埋入較深的則導(dǎo)致實際過度澆水。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種均衡化土壤保濕控制方法及其系統(tǒng)，以解決灌溉土壤濕度不均勻的現(xiàn)有技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種均衡化土壤保濕控制方法，包括以下步驟：

閥門控制單元設(shè)置所有閥門打開的啟動濕度和關(guān)閉的停止?jié)穸龋?/p>

土壤濕度檢測單元獲取同一片土壤不同區(qū)域的濕度值，若區(qū)域土壤濕度值小于閥門的啟動濕度，閥門控制單元控制對應(yīng)閥門打開對當(dāng)前區(qū)域土壤噴水，當(dāng)當(dāng)前區(qū)域土壤濕度值大于閥門的停止?jié)穸葧r閥門控制單元控制對應(yīng)閥門關(guān)閉停止對當(dāng)前區(qū)域土壤噴水；

數(shù)據(jù)集中單元獲取各個區(qū)域閥門打開到關(guān)閉的噴水時間并計算噴水前后的土壤濕度差；

數(shù)據(jù)校正單元根據(jù)各個區(qū)域的土壤濕度差和噴水時間得到整片土壤的平均濕度變化率，通過平均濕度變化率和各個閥門噴水時間得到各片區(qū)域的濕度修正增值，再通過各片區(qū)域的土壤濕度差和濕度修正增值得到各片區(qū)域的修正值系數(shù)；

數(shù)據(jù)校正單元將土壤濕度檢測單元實測得到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

進一步地，平均濕度變化率其中δhn為土壤濕度差，tn為噴水時間，濕度修正增值δh修＝hv×tn，修正值系數(shù)下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)hn＝a修×hn，此公式表示將實測土壤濕度經(jīng)過修正后作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

進一步地，獲取土壤濕度的土壤濕度檢測單元為濕度傳感器。

依托上述方法，本發(fā)明還提供了一種均衡化土壤保濕控制系統(tǒng)，包括閥門控制單元、土壤濕度檢測單元、數(shù)據(jù)集中單元和數(shù)據(jù)校正單元，其中：

閥門控制單元用于設(shè)置所有閥門的啟動濕度和關(guān)閉的停止?jié)穸龋约坝糜诟鶕?jù)土壤濕度值控制閥門的打開與關(guān)閉；

土壤濕度檢測單元用于檢測土壤濕度值；

數(shù)據(jù)集中單元用于獲取各個區(qū)域閥門打開到關(guān)閉的噴水時間并計算噴水前后的土壤濕度差；

數(shù)據(jù)校正單元用于根據(jù)各個區(qū)域的土壤濕度差和噴水時間得到整片土壤的平均濕度變化率，用于通過平均濕度變化率和噴水時間得到各片區(qū)域的濕度修正增值，用于通過各片區(qū)域的土壤濕度差和濕度修正增值得到各片區(qū)域的修正值系數(shù)，以及用于將土壤濕度檢測單元實測得到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

進一步地，數(shù)據(jù)校正單元中平均濕度變化率其中δhn為土壤濕度差，tn為噴水時間，數(shù)據(jù)校正單元中濕度修正增值δh修＝hv×tn，修正值系數(shù)下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)hn＝a修×hn，此公式表示將實測土壤濕度經(jīng)過修正后作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

進一步地，土壤濕度檢測單元為濕度傳感器。

本發(fā)明具有以下有益效果：

通過分析不同區(qū)域內(nèi)多處濕度傳感器的特征，計算得到修正系數(shù)，將實測數(shù)據(jù)與修正系數(shù)結(jié)合得到有效數(shù)據(jù)，以有效數(shù)據(jù)作為真實輸出，經(jīng)過不停的自我馴化，將由于埋入土壤深淺度不同的傳感器造成的測量偏差進行修正，使同一土壤深度的濕度值趨于一致，解決了土壤灌溉不均勻的問題。

下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例一種均衡化土壤保濕控制方法流程圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例一種均衡化土壤保濕控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

由于單個的傳感器所指示的土壤濕度值隨埋入深度與土質(zhì)狀態(tài)會獲得不同的值，對于同一片土地的多個施水點，如果不通過均衡化處理，設(shè)定同樣的控制濕度時，其實際對應(yīng)同一深度的土壤濕度值將存在較大的差異，由此導(dǎo)致對土壤濕度的實際控制效果差異較大。而均衡化處理后，以整個被控制區(qū)域的傳感器為總體評價，獲得土壤對應(yīng)濕度的實際濕度值基本一致。

參見圖1，本發(fā)明實施例首先公開一種均衡化土壤保濕控制方法，包括以下步驟：

s1：閥門控制單元設(shè)置所有閥門打開的啟動濕度和關(guān)閉的停止?jié)穸取８鶕?jù)土壤情況和土壤上所種植植物的情況，選擇合適的土壤濕度范圍，根據(jù)該范圍濕度設(shè)置閥門的啟動濕度h啟n和關(guān)閉濕度h關(guān)n。

s2：土壤濕度檢測單元獲取同一片土壤不同區(qū)域的濕度值，若區(qū)域土壤濕度值小于閥門的啟動濕度，閥門控制單元控制對應(yīng)閥門打開對當(dāng)前區(qū)域土壤噴水，當(dāng)當(dāng)前區(qū)域土壤濕度值大于閥門的停止?jié)穸葧r閥門控制單元控制對應(yīng)閥門關(guān)閉停止對當(dāng)前區(qū)域土壤噴水。土壤濕度檢測單元檢測當(dāng)前區(qū)域的土壤濕度h。當(dāng)hn＜h啟n時，土壤濕度較低，閥門控制單元控制對應(yīng)閥門打開對土壤噴水；當(dāng)hn＞h關(guān)n時，土壤濕度較高，閥門控制單元控制對應(yīng)閥門關(guān)閉，停止對土壤噴水；當(dāng)h啟n≤hn≤h關(guān)n時，保持當(dāng)前閥門狀態(tài)。即當(dāng)前土壤濕度h處于啟動濕度和停止?jié)穸戎g時，若閥門處于開啟狀態(tài)，則閥門會一直開啟直到土壤濕度大于停止?jié)穸葧r，閥門才會關(guān)閉。反之，若閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，則閥門會一直關(guān)閉直到土壤濕度小于啟動濕度時，閥門才會打開。

s3：數(shù)據(jù)集中單元獲取各個區(qū)域閥門打開到關(guān)閉的噴水時間并計算噴水前后的土壤濕度差。得到這兩組數(shù)據(jù)以供后面計算修正值系數(shù)。

s4：數(shù)據(jù)校正單元根據(jù)各個區(qū)域的土壤濕度差和噴水時間得到整片土壤的平均濕度變化率，通過平均濕度變化率和各個閥門噴水時間得到各片區(qū)域的濕度修正增值，再通過各片區(qū)域的土壤濕度差和濕度修正增值得到各片區(qū)域的修正值系數(shù)。平均濕度變化率其中δhn為土壤溫度差，tn為噴水時間，濕度修正增值δh修＝hv×tn，修正值系數(shù)下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)hn＝a修×hn，此公式表示將實測土壤濕度經(jīng)過修正后作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

s5：數(shù)據(jù)校正單元將土壤濕度檢測單元實測得到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。在實際過程中，埋得淺的傳感器濕度值會比較大，濕度變化率也比較大，但此處土壤深處則由于閥門的頻繁開合，造成水分滲入不夠的問題，因此需要通過獲取小的修正系數(shù)才能延長灌溉時間。而埋的深的傳感器濕度值土壤濕度會較小，濕度變化率也較小，造成閥門長時間處于打開狀態(tài)，淺層土壤過份澆水，因此需要通過獲取大的修正系數(shù)才能縮短灌溉時間。

進一步地，土壤濕度檢測單元可以為濕度傳感器。

綜上，本實施列公開的一種均衡化土壤保濕控制方法，通過分析同一土壤不同區(qū)域內(nèi)多處濕度傳感器的特征，計算得到修正系數(shù)，將土壤濕度檢測單元實測得到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)，將由于埋入土壤深淺度不同的傳感器造成的測量偏差進行修正，使同一土壤深度的濕度值趨于一致，解決了土壤灌溉不均勻的問題。

與上述方法實施例相對應(yīng)的，下述實施例還公開一種用于執(zhí)行上述方法的配套系統(tǒng)。

參見圖2，該系統(tǒng)包括閥門控制單元、土壤濕度檢測單元、數(shù)據(jù)集中單元和數(shù)據(jù)校正單元，其中：

閥門控制單元用于設(shè)置所有閥門的啟動濕度和關(guān)閉的停止?jié)穸龋约坝糜诟鶕?jù)土壤濕度值控制閥門的打開與關(guān)閉；

土壤濕度檢測單元用于檢測土壤濕度值；

數(shù)據(jù)集中單元用于獲取各個區(qū)域閥門打開到關(guān)閉的噴水時間并計算噴水前后的土壤濕度差；

數(shù)據(jù)校正單元用于根據(jù)各個區(qū)域的土壤濕度差和噴水時間得到整片土壤的平均濕度變化率，用于通過平均濕度變化率和噴水時間得到各片區(qū)域的濕度修正增值，用于通過各片區(qū)域的土壤濕度差和濕度修正增值得到各片區(qū)域的修正值系數(shù)，以及用于將土壤濕度檢測單元實測得到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

土壤濕度檢測單元獲取土壤的濕度值，將其傳輸至數(shù)據(jù)校正單元，數(shù)據(jù)校正單元修將土壤適度單元檢測到的土壤濕度經(jīng)過修正值系數(shù)修正后輸出至閥門控制單元，閥門控制單元根據(jù)修正后的土壤濕度值判斷是否開始或者閉合閥門。當(dāng)?shù)谝淮螄娝畷r，數(shù)據(jù)校正單元由于沒有數(shù)據(jù)支持，此時的修正值系數(shù)輸出為1，表示此時未校正。

進一步地，數(shù)據(jù)校正單元中平均濕度變化率其中δhn為土壤濕度差，tn為噴水時間，數(shù)據(jù)校正單元中濕度修正增值δh修＝hv×tn，修正值系數(shù)下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)hn＝a修×hn，此公式表示將實測土壤濕度經(jīng)過修正后作為下一次閥門開啟的濕度值指標(biāo)。

進一步地，土壤濕度檢測單元為濕度傳感器。

綜上，本發(fā)明的一種均衡化土壤保濕控制系統(tǒng)，由土壤濕度檢測單元檢測濕度，通過閥門控制單元控制閥門的開合，在數(shù)據(jù)集中單元的綜合管理下，通過數(shù)據(jù)校正單元分析區(qū)域內(nèi)多處濕度傳感器的特征，不停的自我修正，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)土壤濕度的均衡化，從而確保土地濕度保持整片基本一致。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。