一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法，根据幼苗培育单元的重量变化获取幼苗耗水量，根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型，将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至幼苗耗水规律模型，以输出任意时段内的幼苗耗水量，然后向幼苗进行灌溉，直至幼苗培育单元的重量变化为任意时段内的幼苗耗水量和幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向幼苗进行灌溉，使幼苗的基质达到目标基质持水率。本发明专利技术对于持水特性不同的基质能准确标定耗水量，并基于标定的耗水量进行精确灌溉，由此提供了合理的周期，提高了对于不同幼苗耗水量标定以及灌溉水量系统的稳定性和复用性，为潮汐育苗的工厂化、标准化发展提供了技术支撑。

A device and method of tidal seedling calibration and irrigation

【技术实现步骤摘要】
一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法
本专利技术涉及潮汐灌溉
，尤其涉及一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法。
技术介绍
潮汐育苗在灌溉时，苗盘内注满清水或营养液，并使其滞留一定的时间，以使作物依靠毛细作用通过栽培基质底部的排水孔吸收水分。之后灌溉水排出栽培床，或收集再利用，或直接排到当地的下水管道。由于底部给水的方式有效减少了空气湿度，减弱了病虫害，且减肥减药、水分利用效率高，因此近年来被大面积推广，但其灌溉手段较为简单，仅仅是利用球阀和水泵的组合，人工给水或定时器定时给水。事实上，潮汐育苗必然向着大型化、集中化和工厂化的方向发展，需要一种匹配其种植特点的智能补水方法。目前常用的设施农业智能灌溉方法主要有三种：第一种是定时定量的灌溉，即可以分别设置灌溉启动时刻和单次灌溉量，但是幼苗对环境的敏感程度极高，水分亏缺会导致作物长势差、壮苗率低，而水分的过量补给又会导致幼苗徒长，因此，定时定量的灌溉不不适应于潮汐育苗。第二种是根据设定的水分阈值启动灌溉，根据目标含水量对应的灌溉量停止灌溉，但是设定的水分阈值和目标含水量与作物的耗水量不一定相同，因此灌溉量也并不准确，同时，介于基质组分的不稳定性及育苗穴盘深度较浅，常规基质含水量测定探头不能完全埋入基质，所反馈的含水量值也不能真实反映基质的持水情况。第三种是基于环境模拟作物耗水量的灌溉，即根据作物实际生长环境及需水需肥机理，自适应估算出最适合的灌溉量，但是该方法需要开展大量的基础实验，温室种类不同、种苗情况不同，作物的生长各不相同，模拟复杂，灌溉制度制定周期长。因此，上述三种设施农业智能灌溉方法并不能很好地应用在潮汐育苗上，亟需提出一种适合的潮汐育苗标定与灌溉装置及方法，并广泛地应用在潮汐育苗上，解决潮汐育苗工场化的瓶颈性问题，为潮汐育苗产业的进一步发展提供技术支撑。
技术实现思路
为了解决目前常规的设施农业智能灌溉方法并不能很好地应用在潮汐育苗上的问题，本专利技术实施例提供一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法。第一方面，本专利技术实施例提供一种潮汐育苗标定与灌溉装置，该装置包括主控单元，以及与主控单元相连的蒸发单元、幼苗培育单元、第一压力传感器和第二压力传感器；其中，蒸发单元为用于标定水分蒸发量的容器，幼苗培育单元为幼苗进行潮汐育苗的栽培容器，第一压力传感器固定连接于蒸发单元的下方并用于获取蒸发单元蒸发量，第二压力传感器固定连接于幼苗培育单元的下方并用于获取幼苗培育单元的重量变化；主控单元用于根据幼苗培育单元的重量变化获取幼苗耗水量，并根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至幼苗耗水规律模型，以输出任意时段内的幼苗耗水量，并向幼苗进行灌溉直至幼苗培育单元的重量变化为任意时段内的幼苗耗水量和幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向幼苗进行灌溉。优选地，蒸发单元包括清洁水源、补水电磁阀、标准蒸发皿、上激光感应器和下激光感应器；上激光感应器设于标准蒸发皿内距离顶部的第一预设距离处，下激光感应器设于标准蒸发皿内距离底部的第二预设距离处，清洁水源通过补水电磁阀通入标准蒸发皿内。优选地，幼苗培育单元包括供液电磁阀和排液电磁阀，补水电磁阀、供液电磁阀和排液电磁阀分别与主控单元电连接；主控单元通过补水电磁阀控制蒸发单元的补水、通过供液电磁阀控制幼苗培育单元的供液，以及通过排液电磁阀控制幼苗培育单元的排液。优选地，该装置还包括与主控单元相连的环境传感单元，环境传感单元包括光辐射传感器、温度传感器和湿度传感器，光辐射传感器用于获取幼苗接收的光辐射值，温度传感器用于获取幼苗培育单元内的温度，湿度传感器用于获取幼苗培育单元内的湿度。第二方面，本专利技术实施例还提供一种潮汐育苗标定与灌溉方法，该方法包括：根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至幼苗耗水规律模型，以输出任意时段内的幼苗耗水量，向幼苗进行灌溉，直至幼苗培育单元的重量变化为任意时段内的幼苗耗水量和幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向幼苗进行灌溉；其中，蒸发单元为用于标定水分蒸发量的容器，幼苗培育单元为幼苗进行潮汐育苗的栽培容器。优选地，该方法还包括：若停止向幼苗进行灌溉的时间达到预设停留时间，则排出幼苗内的灌溉液；向蒸发单元补充水分并使蒸发单元内的水分达到预设容量。优选地，该方法还包括：选取不同幼苗，获取多个任意时段内不同幼苗的耗水量；向不同幼苗进行灌溉，以使不同幼苗的幼苗培育单元的重量变化为不同幼苗的耗水量和不同幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向不同幼苗灌溉。优选地，根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型，具体包括：获取预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗培育单元的重量变化；根据幼苗的生长发育曲线，以及预设时段内幼苗所处环境的平均温度和平均湿度，获取预设时段内的幼苗生长量；根据预设时段内向幼苗的加液量、幼苗培育单元的重量变化，以及幼苗生长量，获取预设时段内的幼苗耗水量；根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，利用最小二乘法拟合蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量之间的关系曲线，以建立幼苗耗水规律模型。优选地，幼苗耗水量为：ΔM＝ΔM1+I+ΔP其中，ΔM为幼苗耗水量，ΔM1为幼苗培育单元的重量变化，I为向幼苗的加液量，ΔP为幼苗生长量。优选地，幼苗耗水规律模型为：ΔM＝kΔG+b其中，ΔM为幼苗耗水量，ΔG为蒸发单元蒸发量，k为基质蒸发系数，b为蒸发偏移参数。本专利技术实施例提供一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法，通过第一压力传感器获取蒸发单元的重量变化即蒸发单元蒸发量，通过第二压力传感器获取幼苗培育单元的重量，通过主控单元根据幼苗培育单元的重量变化获取幼苗耗水量，并根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至幼苗耗水规律模型，以输出任意时段内的幼苗耗水量，并向幼苗进行灌溉直至幼苗培育单元的重量变化为任意时段内的幼苗耗水量和幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向幼苗进行灌溉，使幼苗的基质达到目标基质持水率。本专利技术实施例对于持水特性不同的基质能准确标定耗水量，并基于标定的耗水量进行精确灌溉，由此提供了合理的周期，提高了对于不同幼苗耗水量标定以及灌溉水量系统的稳定性和复用性，为潮汐育苗的工厂化、标准化发展提供了技术支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的潮汐育苗标定与灌溉装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的蒸发单元的结构示意图；图3为本专利技术实施例的潮汐育苗标定与灌溉方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例的潮汐育苗标定与灌溉方法的标定流程示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种潮汐育苗标定与灌溉装置，其特征在于，包括主控单元，以及与所述主控单元相连的蒸发单元、幼苗培育单元、第一压力传感器和第二压力传感器；/n其中，所述蒸发单元为用于标定水分蒸发量的容器，所述幼苗培育单元为所述幼苗进行潮汐育苗的栽培容器，所述第一压力传感器固定连接于所述蒸发单元的下方并用于获取所述蒸发单元蒸发量，所述第二压力传感器固定连接于所述幼苗培育单元的下方并用于获取所述幼苗培育单元的重量变化；/n所述主控单元用于根据所述幼苗培育单元的重量变化获取幼苗耗水量，并根据多个预设时段内的所述蒸发单元蒸发量和所述幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至所述幼苗耗水规律模型，以输出所述任意时段内的幼苗耗水量，并向所述幼苗进行灌溉直至所述幼苗培育单元的重量变化为所述任意时段内的幼苗耗水量和所述幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向所述幼苗进行灌溉。/n

【技术特征摘要】
1.一种潮汐育苗标定与灌溉装置，其特征在于，包括主控单元，以及与所述主控单元相连的蒸发单元、幼苗培育单元、第一压力传感器和第二压力传感器；
其中，所述蒸发单元为用于标定水分蒸发量的容器，所述幼苗培育单元为所述幼苗进行潮汐育苗的栽培容器，所述第一压力传感器固定连接于所述蒸发单元的下方并用于获取所述蒸发单元蒸发量，所述第二压力传感器固定连接于所述幼苗培育单元的下方并用于获取所述幼苗培育单元的重量变化；
所述主控单元用于根据所述幼苗培育单元的重量变化获取幼苗耗水量，并根据多个预设时段内的所述蒸发单元蒸发量和所述幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；将任意时段内的蒸发单元蒸发量输入至所述幼苗耗水规律模型，以输出所述任意时段内的幼苗耗水量，并向所述幼苗进行灌溉直至所述幼苗培育单元的重量变化为所述任意时段内的幼苗耗水量和所述幼苗的目标基质持水率乘积后，停止向所述幼苗进行灌溉。


2.根据权利要求1所述的潮汐育苗标定与灌溉装置，其特征在于，所述蒸发单元包括清洁水源、补水电磁阀、标准蒸发皿、上激光感应器和下激光感应器；所述上激光感应器设于所述标准蒸发皿内距离顶部的第一预设距离处，所述下激光感应器设于所述标准蒸发皿内距离底部的第二预设距离处，所述清洁水源通过所述补水电磁阀通入所述标准蒸发皿内。


3.根据权利要求2所述的潮汐育苗标定与灌溉装置，其特征在于，幼苗培育单元包括供液电磁阀和排液电磁阀，所述补水电磁阀、所述供液电磁阀和所述排液电磁阀分别与所述主控单元电连接；所述主控单元通过所述补水电磁阀控制所述蒸发单元的补水、通过所述供液电磁阀控制所述幼苗培育单元的供液，以及通过所述排液电磁阀控制所述幼苗培育单元的排液。


4.根据权利要求1所述的潮汐育苗标定与灌溉装置，其特征在于，还包括与所述主控单元相连的环境传感单元，所述环境传感单元包括光辐射传感器、温度传感器和湿度传感器，所述光辐射传感器用于获取所述幼苗接收的光辐射值，所述温度传感器用于获取所述幼苗培育单元内的温度，所述湿度传感器用于获取所述幼苗培育单元内的湿度。


5.一种潮汐育苗标定与灌溉方法，其特征在于，包括：
根据多个预设时段内的蒸发单元蒸发量和幼苗耗水量，建立幼苗耗水规律模型；
将任意时段内的蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵倩，温江丽，郭文忠，贾冬冬，陈红，林森，徐凡，王晨健，贾海遥，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11