一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法、云计算平台和灌溉终端.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115104515A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202110299887.9(22)申请日2021.03.22(71)申请人霍君灌溉工程（上海）有限公司地址200000上海市金山区卫昌路293号2幢7130室(72)发明人霍军力费淑慧(51)Int.Cl.A01G25/16(2006.01)G06F17/15(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图4页(54)发明名称一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法、云计算平台和灌溉终端(57)摘要本发明公开了一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法、云计算平台和灌溉终端，灌溉云是基于降水利用最大化的水量平衡计算，通过将灌溉系统各种互联的计算、存储、数据、应用等资源进行有效整合来实现多层次的综合云计算灌溉决策，通过灌溉终端实施基于降雨利用最大化的ET精准灌溉，涉及园林景观灌溉和农业灌溉领域。本发明能够根据植物/农作物的生长环境参量和天气预报进行智慧灌溉，在最大程度利用天然降雨的同时减少灌溉用水量，节水节能，灌溉云便于随时更新计算方法和程序，系统自动化信息化程度高，适用于各用户层面的智能化灌溉，在利用降雨、节约用水、提高灌溉水利用效率的同时具有明显的经济效益、生态效益和社会效益。CN115104515ACN115104515A权利要求书1/3页1.一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于ET建立降雨利用最大化的灌溉决策云计算平台，即灌溉云，所述灌溉云获取终端的编码和位置信息、站点属性信息、非灌水窗口、实际降雨量信息、土壤水分信息和水流量信息；S2、所述灌溉云获取所述终端所处位置的天气预报信息；S3、所述灌溉云根据所述终端所在位置的气象信息等构建ET0预报模型；S4、所述灌溉云确定灌溉周期，并利用ET0预报模型确定灌水周期内的参考作物需水量ET0均值；S5、所述灌溉云基于上述信息，利用水量平衡原理，建立灌溉决策模型确定所述终端灌溉区域及每个站点的灌水量和灌水时间；S6、所述终端接收并执行来自所述灌溉云的灌溉决策，完成电磁阀的启闭操作。2.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：所述实际降雨量信息通过安装在所述终端的灌溉区域并与所述终端相连的所述降雨传感器采集，所述土壤水分信息通过安装在所述终端的灌溉区域并与所述终端相连的土壤水分传感器采集。3.根据权利要求2所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：所述土壤水分信息采集的步骤包括：所述土壤水分传感器预埋在预定深度的一种或多种不同土壤类型中，所述土壤类型为所述终端灌溉区域的各个站点属性提供的土壤类型，相同土壤类型预埋一个或多个土壤水分传感器。4.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：所述水流量信息通过安装在所述终端灌溉区域的泵房主管道上并与所述终端相连的智能水表采集。5.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：天气预报信息至少包括降雨量、降雨概率、最高气温、最低气温，天气预报气象信息由所述灌溉云所需求的终端位置信息从中国气象数据网获取。6.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：站点属性信息至少包括：土壤类型，植物/作物类型、植物密度/种植密度、根系层深度、微气候，灌水方式及灌水速率。7.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：ET0预报模型，基于天气预报信息和下垫面条件，利用FAOPenman‑Monteith公式和Hargreaves公式建立ET0预报模型。8.根据权利要求1所述的一种基于降雨利用最大化的灌溉决策云计算方法，其特征在于：灌水周期的确定方法由所述灌溉云按照下述原理和方法自动设置：以预报降雨概率大的日期的前一日为灌水周期的截止日期；根据土壤类型、植物根系层深度、当前土壤水分含量、ET0预报模型和站点属性信息试算确定；连续多日预报降雨概率大且日均降雨量大于3mm则将此连续日期计入当次的灌水周期；灌水周期内的灌溉水量与有效降水量之和不大于土壤最大允许灌水量；灌水周期不同的多个站点集中管理时，取各个站点的最小灌水周期为集中管理时的灌水周期；将非灌水窗口剔除在灌水计划实施的时间段内，部分试算公2CN115104515A权利要求书2/3页式如下：mmax＝γzp(θmax‑θmin)其中T——灌水周期，mmax——最大净灌水定额，γ——土壤容重，z——计划湿润层深度，P——计划土壤湿润比，θmax，θmin——适宜土壤含水率上限、下限，ETci——T灌水周期的日均ETc和第i天的ETc,d1,d2为计