本技术涉及数据处理技术,尤其涉及一种分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法及装置。
背景技术:
1、传统的灌溉方法主要依赖人工经验和固定的灌溉时间,往往无法根据作物的实际需水情况进行调整,导致水资源浪费和土地盐碱化等问题。与此同时,气候变化引发的极端天气事件也对农业生产构成了新的挑战,使得高效和精准的灌溉变得更加重要。
2、传统的灌溉系统往往采用固定的时间表或手动控制,这可能导致水分供应不足或过量,既浪费水资源又影响作物生长。目前的灌溉系统未能充分考虑土壤湿度的局部变化,导致灌溉效率低下,水资源浪费严重。此外,现有系统在应对复杂地形和作物多样化需求时,缺乏灵活性和精准性。因此,如何结合灌溉需求进行智能化灌溉处理,成为了急需解决的问题。
技术实现思路
1、本技术提供一种分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法及装置,用以实现高效、节水的灌溉目标,进而有效地减少了水资源的浪费,提高灌溉效率。
2、第一方面,本技术提供一种分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,应用于土壤环境管理装置,所述土壤环境管理装置包括:湿度传感器阵列、服务器以及灌溉单元集群,所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器与所述服务器通信连接,所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元与所述服务器通信连接;所述方法,包括:
3、通过所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的湿度信息,并将所述湿度信息发送至所述服务器,所述湿度信息包括对应待灌溉网格信息以及湿度值,其中,所述待灌溉土壤区域包括多个待灌溉网格,各个待灌溉网格与所述湿度传感器阵列中的至少一个湿度传感器相对应,各个待灌溉网格与所述灌溉单元集群中的至少一个灌溉单元相对应;
4、所述服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,并将所述灌溉指示指令序列中的各个灌溉指示指令发送至所述灌溉指示指令序列中对应的灌溉单元,所述湿度信息集合为所述待灌溉土壤区域中各个待灌溉网格的湿度信息所构成的集合;
5、所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元根据对应的灌溉指示指令进行灌溉操作。
6、在上述方案中,通过在土壤中部署湿度传感器阵列,能够实时监测土壤不同区域(即待灌溉网格)的具体湿度情况,从而实现对每个小区域的精准灌溉,避免了传统灌溉方式中常见的水分浪费或不足的问题。服务器接收来自湿度传感器的数据,基于预设的土壤湿度管理模型,能够动态地生成灌溉指示指令序列。这意味着系统可以根据当前的土壤湿度水平自动决定何时灌溉、灌溉多少,无需人工干预,大大提高了灌溉的智能化和自动化水平。并且,由于每个待灌溉网格与湿度传感器和灌溉单元直接关联,系统可以迅速响应土壤湿度的变化,即时调整灌溉策略。这种快速响应能力对于保持土壤湿度在最佳范围内至关重要,尤其是在气候变化多端或作物需水量波动的情况下。此外,还可以避免过度灌溉,有助于节约宝贵的水资源,减少地下水位下降的风险,同时也减少了化肥和农药随水流失的可能性,对环境保护具有积极影响。并且,通过上述的湿度传感器分布式设置方式,可以通过增加更多的传感器和灌溉单元轻松扩展系统覆盖范围,适用于不同规模的农田或园林区域,从而使得具有更强的适应性与扩展性。
7、可选的,所述服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,包括:
8、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第一湿度信息中的第一湿度值大于第一湿度阈值,则生成第一灌溉指示指令,所述第一湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第一待灌溉网格的湿度信息,所述第一灌溉指示指令用于指示第一灌溉单元停止灌溉,所述第一湿度值为所述湿度传感器阵列中的第一湿度传感器所获取的湿度值;
9、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第二湿度信息中的第二湿度值小于第二湿度阈值,则生成第二灌溉指示指令,所述第二湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第二待灌溉网格的湿度信息,所述第二灌溉指示指令用于指示第二灌溉单元开启灌溉,所述第一湿度阈值大于所述第二湿度阈值,所述第二湿度值为所述湿度传感器阵列中的第二湿度传感器所获取的湿度值;
10、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第三湿度信息中的第三湿度值小于或等于所述第一湿度阈值且大于或等于所述第二湿度阈值,则根据第三待灌溉网格获取相邻待灌溉网格集合,以根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定第三灌溉指示指令,所述第三湿度信息为所述待灌溉土壤区域中所述第三待灌溉网格的湿度信息,所述第三灌溉指示指令用于指示第三灌溉单元停止或者开启灌溉,所述第三湿度值为所述湿度传感器阵列中的第三湿度传感器所获取的湿度值。
11、在上述方案中,通过设定不同的湿度阈值(第一湿度阈值和第二湿度阈值),服务器能够根据土壤的实际湿度情况做出精准的判断,决定是否需要开启或停止灌溉,这避免了传统灌溉中常见的过量或不足问题,提高了水资源的利用率。当土壤湿度高于第一湿度阈值时,系统会自动发出停止灌溉的指令,防止水分过剩导致的根部病害和资源浪费;当土壤湿度低于第二湿度阈值时,系统则会启动灌溉,确保作物有足够的水分供应,促进生长。此外,还设置了中间状态的智能决策,对于土壤湿度处于两个阈值之间的中间状态,系统不是简单地开启或关闭灌溉,而是进一步分析周围网格的湿度信息,通过计算平均湿度值和湿度传播特征速率来做出更精细的决策,确保灌溉的适时性和适度性。从而通过精准控制灌溉,减少了不必要的水资源消耗,降低了能源使用,符合现代可持续农业的发展趋势,有助于保护环境和水资源。
12、可选的,所述根据第三待灌溉网格获取相邻待灌溉网格集合,以根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定第三灌溉指示指令,包括:
13、所述服务器根据所述第三待灌溉网格的第三待灌溉网格信息从所述待灌溉土壤区域中获取相邻的待灌溉网格,以生成所述相邻待灌溉网格集合;
14、所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中各个待灌溉网格的待灌溉网格信息以及所述第三待灌溉网格信息确定平均湿度值;
15、若所述服务器确定所述平均湿度值大于所述第一湿度阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止灌溉;
16、若所述服务器确定所述平均湿度值小于所述第二湿度阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元开启灌溉;
17、若所述服务器确定所述平均湿度值小于或等于所述第一湿度阈值且大于或等于所述第二湿度阈值,则根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止或者开启灌溉。
18、在上述方案中,通过识别第三待灌溉网格的相邻网格集合,并计算这些网格的平均湿度值,从而更准确地评估特定区域的总体湿度状态,进而做出更为精细的灌溉决策。如果平均湿度值超过第一湿度阈值,系统将停止灌溉,防止水分过剩造成土壤结构破坏或根部病害;如果平均湿度值低于第二湿度阈值,系统将开启灌溉,避免干旱导致作物生长受阻。对于处于中间湿度状态的网格,系统不仅考虑单点的湿度信息,还分析周边环境的湿度分布,这有助于系统快速响应局部湿度变化,避免灌溉策略的滞后效应。
19、可选的,所述根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,包括:
20、所述服务器确定所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度;
21、所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率;
22、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率大于预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止灌溉;
23、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率小于或等于所述预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元开启灌溉。
24、可选的,所述根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,包括:
25、所述服务器根据公式1确定所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度,所述公式1为:
26、;
27、其中,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度,为所述第三待灌溉网格的湿度值,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的湿度值,为所述第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的中心距离;
28、所述服务器利用公式2,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率,所述公式2为:
29、;
30、其中,为所述第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的土壤渗透率,为所述相邻待灌溉网格集合中待灌溉网格的个数;
31、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率大于预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止灌溉;
32、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率小于或等于所述预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元开启灌溉。
33、在上述方案中,通过计算湿度传播特征速率,系统能够预测水分在土壤中的扩散速度,进而根据这个速率决定是否需要灌溉,这确保了灌溉策略与实际土壤条件相匹配,提高了灌溉效率。基于湿度传播特征速率的灌溉决策可以避免不必要的灌溉,特别是在土壤湿度接近但未达到灌溉阈值时,这一功能尤为关键,有助于节约水资源,降低灌溉成本。通过精确控制灌溉,避免了土壤过湿或过干,为作物创造了一个稳定的生长环境,有助于提升作物产量和品质,同时减少了病虫害的发生。
34、可选的,在所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率之前,还包括:
35、所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率。
36、在上述方案中,通过计算相邻待灌溉网格与目标网格之间的湿度传播梯度,系统能够量化水分在土壤中的传播速度和方向,这使得灌溉策略能够基于土壤水分动态变化进行实时调整,从而实现更有效的水资源管理。并且通过确定的湿度传播特征速率,服务器可以智能判断是否需要对某一特定网格进行灌溉。如果湿度传播速率高于预设阈值,表明水分在土壤中传播迅速,不需要额外灌溉;反之,则指示开启灌溉,确保水分能够均匀分布。
37、可选的,在所述服务器利用公式2,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率之前,还包括:
38、所述服务器利用公式3,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率,所述公式3为:
39、;
40、其中,为标定土壤渗透率,为预设土壤孔隙度,为预设土壤压缩度。
41、在上述方案中,在确定土壤渗透率时,考虑了标定土壤渗透率、预设土壤孔隙度和预设土壤压缩度,这使得灌溉决策更加贴合实际土壤条件,避免了基于单一参数的简单判断,增强了灌溉策略的精准度和有效性。湿度传播特征速率的计算考虑了土壤的动态性质,如土壤的湿润程度和水分扩散能力,这使得系统能够适应不同土壤类型和环境条件,提高了灌溉系统的适应性和灵活性。通过精准控制灌溉,避免了过度灌溉导致的水资源浪费,不仅节约了宝贵的水资源,也减少了能源消耗,符合可持续农业的发展理念。
42、可选的,所述土壤环境管理装置还包括:温度传感器阵列以及电导率传感器阵列,所述温度传感器阵列中的各个温度传感器与所述服务器通信连接,所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器与所述服务器通信连接;所述方法,还包括:
43、通过所述温度传感器阵列中的各个温度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的温度信息,并将所述温度信息发送至所述服务器,所述温度信息包括对应待灌溉网格信息以及温度值;
44、通过所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的电导率信息,并将所述电导率信息发送至所述服务器,所述电导率信息包括对应待灌溉网格信息以及电导率;
45、在所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率之后,还包括:
46、所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的温度信息以及电导率信息对所述土壤渗透率进行更新。
47、在上述方案中,对于土壤渗透率进行进一步的更新,系统能够根据土壤的孔隙度和压缩度进行调整,使得灌溉指令更加精准,避免了水分在土壤中的无效流失,提高了水分的吸收效率,从而减少了水资源的浪费。
48、在上述方案中,通过考虑温度和电导率对土壤渗透率的影响,系统能够更精确地评估土壤的水分传输能力。温度会影响土壤水分的蒸发速率以及土壤水分的渗透速率,而电导率则反映了土壤中溶解盐分的浓度,两者都会影响土壤的水分保持能力和渗透性。
49、可选的,所述土壤环境管理装置还包括:温度传感器阵列以及电导率传感器阵列,所述温度传感器阵列中的各个温度传感器与所述服务器通信连接,所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器与所述服务器通信连接;所述方法,还包括:
50、通过所述温度传感器阵列中的各个温度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的温度信息,并将所述温度信息发送至所述服务器,所述温度信息包括对应待灌溉网格信息以及温度值;
51、通过所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的电导率信息,并将所述电导率信息发送至所述服务器,所述电导率信息包括对应待灌溉网格信息以及电导率;
52、在所述服务器利用公式3,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率之后,还包括:
53、所述服务器利用公式4,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的温度信息以及电导率信息对所述土壤渗透率进行更新,所述公式4为:
54、;
55、其中,为所述第三待灌溉网格的温度值,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的温度值,为所述第三待灌溉网格的电导率,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的电导率,为预设温度敏感系数,为预设盐分敏感系数。
56、在上述方案中,更新后的土壤渗透率能更准确反映土壤的实际状态,使得灌溉决策更加贴近于土壤的真实需求。这意味着系统可以更加精准地控制灌溉量,避免过量或不足的灌溉,提高水资源的利用效率。通过实时监测温度和电导率,系统能够快速响应环境变化,如季节性温度波动和土壤盐分累积,确保灌溉策略能够适应不同的环境条件,增强了系统的灵活性和适应性。准确的灌溉决策有助于维持土壤湿度在最佳范围内,为作物提供理想的生长环境,避免水分过多或过少对作物生长的不利影响,从而提高作物产量和品质。
57、可选的,在所述生成第二灌溉指示指令之后,还包括:
58、在预设时长之后,通过所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的更新湿度信息,并将所述更新湿度信息发送至所述服务器,以生成更新湿度信息集合;
59、若所述服务器确定所述更新湿度信息集合的第一更新湿度信息中的第一更新湿度值大于所述第一湿度阈值,则生成第一更新灌溉指示指令,所述第一更新湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第一待灌溉网格的更新湿度信息,所述第一更新灌溉指示指令用于指示所述第一灌溉单元停止灌溉。
60、在上述方案中,通过定期更新湿度信息,系统能够实时监测土壤湿度的变化,即使在初始灌溉后,也能捕捉到土壤湿度的后续波动,确保灌溉策略能够动态调整,以维持土壤湿度在理想范围内。在预设时长后,系统再次检查土壤湿度,如果发现土壤湿度超过了第一湿度阈值,即土壤过于湿润,系统会生成新的停止灌溉指令,避免水分过剩导致的根部病害或资源浪费。通过闭环控制机制,系统能够减少不必要的灌溉,仅在土壤湿度低于第二湿度阈值时才进行灌溉,从而提高灌溉效率,节约水资源。此外,土壤湿度受到多种因素的影响,包括天气变化、植物吸水、土壤类型等。通过持续监测和反馈,系统能够更好地适应这些不可预测的因素,确保灌溉策略的灵活性和有效性。
61、第二方面,本技术提供一种土壤环境管理装置,包括:湿度传感器阵列、服务器以及灌溉单元集群,所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器与所述服务器通信连接,所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元与所述服务器通信连接;
62、通过所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的湿度信息,并将所述湿度信息发送至所述服务器,所述湿度信息包括对应待灌溉网格信息以及湿度值,其中,所述待灌溉土壤区域包括多个待灌溉网格,各个待灌溉网格与所述湿度传感器阵列中的至少一个湿度传感器相对应,各个待灌溉网格与所述灌溉单元集群中的至少一个灌溉单元相对应;
63、所述服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,并将所述灌溉指示指令序列中的各个灌溉指示指令发送至所述灌溉指示指令序列中对应的灌溉单元,所述湿度信息集合为所述待灌溉土壤区域中各个待灌溉网格的湿度信息所构成的集合;
64、所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元根据对应的灌溉指示指令进行灌溉操作。
65、可选的,所述服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,包括:
66、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第一湿度信息中的第一湿度值大于第一湿度阈值,则生成第一灌溉指示指令,所述第一湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第一待灌溉网格的湿度信息,所述第一灌溉指示指令用于指示第一灌溉单元停止灌溉,所述第一湿度值为所述湿度传感器阵列中的第一湿度传感器所获取的湿度值;
67、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第二湿度信息中的第二湿度值小于第二湿度阈值,则生成第二灌溉指示指令,所述第二湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第二待灌溉网格的湿度信息,所述第二灌溉指示指令用于指示第二灌溉单元开启灌溉,所述第一湿度阈值大于所述第二湿度阈值,所述第二湿度值为所述湿度传感器阵列中的第二湿度传感器所获取的湿度值;
68、若所述服务器确定所述湿度信息集合的第三湿度信息中的第三湿度值小于或等于所述第一湿度阈值且大于或等于所述第二湿度阈值,则根据第三待灌溉网格获取相邻待灌溉网格集合,以根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定第三灌溉指示指令,所述第三湿度信息为所述待灌溉土壤区域中所述第三待灌溉网格的湿度信息,所述第三灌溉指示指令用于指示第三灌溉单元停止或者开启灌溉,所述第三湿度值为所述湿度传感器阵列中的第三湿度传感器所获取的湿度值。
69、可选的,所述根据第三待灌溉网格获取相邻待灌溉网格集合,以根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定第三灌溉指示指令,包括:
70、所述服务器根据所述第三待灌溉网格的第三待灌溉网格信息从所述待灌溉土壤区域中获取相邻的待灌溉网格,以生成所述相邻待灌溉网格集合;
71、所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中各个待灌溉网格的待灌溉网格信息以及所述第三待灌溉网格信息确定平均湿度值;
72、若所述服务器确定所述平均湿度值大于所述第一湿度阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止灌溉;
73、若所述服务器确定所述平均湿度值小于所述第二湿度阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元开启灌溉;
74、若所述服务器确定所述平均湿度值小于或等于所述第一湿度阈值且大于或等于所述第二湿度阈值,则根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止或者开启灌溉。
75、可选的,所述根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,包括:
76、所述服务器根据公式1确定所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度,所述公式1为:
77、;
78、其中,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度,为所述第三待灌溉网格的湿度值,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的湿度值,为所述第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的中心距离;
79、所述服务器利用公式2,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率,所述公式2为:
80、;
81、其中,为所述第个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的土壤渗透率,为所述相邻待灌溉网格集合中待灌溉网格的个数;
82、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率大于预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元停止灌溉;
83、若所述服务器确定所述湿度传播特征速率小于或等于所述预设湿度传播速率阈值,则所述第三灌溉指示指令用于指示所述第三灌溉单元开启灌溉。
84、可选的,在所述服务器利用公式2,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率之前,还包括:
85、所述服务器利用公式3,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率,所述公式3为:
86、;
87、其中,为标定土壤渗透率,为预设土壤孔隙度,为预设土壤压缩度。
88、可选的,所述土壤环境管理装置还包括:温度传感器阵列以及电导率传感器阵列,所述温度传感器阵列中的各个温度传感器与所述服务器通信连接,所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器与所述服务器通信连接;所述方法,还包括:
89、通过所述温度传感器阵列中的各个温度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的温度信息,并将所述温度信息发送至所述服务器,所述温度信息包括对应待灌溉网格信息以及温度值;
90、通过所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的电导率信息,并将所述电导率信息发送至所述服务器,所述电导率信息包括对应待灌溉网格信息以及电导率;
91、在所述服务器利用公式3,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定对应的土壤渗透率之后,还包括:
92、所述服务器利用公式4,并根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的温度信息以及电导率信息对所述土壤渗透率进行更新,所述公式4为:
93、;
94、其中,为所述第三待灌溉网格的温度值,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的温度值,为所述第三待灌溉网格的电导率,为所述相邻待灌溉网格集合中第个待灌溉网格的电导率,为预设温度敏感系数,为预设盐分敏感系数。
95、可选的,在所述生成第二灌溉指示指令之后,还包括:
96、在预设时长之后,通过所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的更新湿度信息,并将所述更新湿度信息发送至所述服务器,以生成更新湿度信息集合;
97、若所述服务器确定所述更新湿度信息集合的第一更新湿度信息中的第一更新湿度值大于所述第一湿度阈值,则生成第一更新灌溉指示指令,所述第一更新湿度信息为所述待灌溉土壤区域中第一待灌溉网格的更新湿度信息,所述第一更新灌溉指示指令用于指示所述第一灌溉单元停止灌溉。
98、第三方面,本技术提供一种电子设备,包括:
99、处理器;以及,
100、存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
101、其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面中所述的任一种可能的方法。
102、第四方面,本技术提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面中所述的任一种可能的方法。
103、本技术提供的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法及装置,通过湿度传感器阵列中的各个湿度传感器获取待灌溉土壤区域中对应待灌溉网格的湿度信息,并将湿度信息发送至服务器,以使服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,并将灌溉指示指令序列中的各个灌溉指示指令发送至灌溉指示指令序列中对应的灌溉单元,从而使得灌溉单元集群中的各个灌溉单元根据对应的灌溉指示指令进行灌溉操作,进而根据土壤湿度的动态变化,自动调整灌溉策略,以实现高效、节水的灌溉目标,有效地减少了水资源的浪费,提高了灌溉效率。
1.一种分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,应用于土壤环境管理装置,所述土壤环境管理装置包括:湿度传感器阵列、服务器以及灌溉单元集群,所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器与所述服务器通信连接,所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元与所述服务器通信连接;所述方法,包括:
2.根据权利要求1所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,所述服务器根据预设土壤湿度管理模型以及湿度信息集合确定灌溉指示指令序列,包括:
3.根据权利要求2所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,所述根据第三待灌溉网格获取相邻待灌溉网格集合,以根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定第三灌溉指示指令,包括:
4.根据权利要求3所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,所述根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格的湿度信息确定湿度传播特征速率,以根据所述湿度传播特征速率确定所述第三灌溉指示指令,包括:
5.根据权利要求4所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,在所述服务器根据所述相邻待灌溉网格集合中的各个待灌溉网格与所述第三待灌溉网格之间的湿度传播梯度确定所述湿度传播特征速率之前,还包括:
6.根据权利要求5所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,所述土壤环境管理装置还包括:温度传感器阵列以及电导率传感器阵列,所述温度传感器阵列中的各个温度传感器与所述服务器通信连接,所述电导率传感器阵列中的各个电导率传感器与所述服务器通信连接;所述方法,还包括:
7.根据权利要求2-6中任意一项所述的分布式土壤环境感知的自组织灌溉方法,其特征在于,在所述生成第二灌溉指示指令之后,还包括:
8.一种土壤环境管理装置,其特征在于,包括:湿度传感器阵列、服务器以及灌溉单元集群,所述湿度传感器阵列中的各个湿度传感器与所述服务器通信连接,所述灌溉单元集群中的各个灌溉单元与所述服务器通信连接;
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
