【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水稻灌溉，具体涉及智能水稻灌溉系统及方法。
技术介绍
1、水稻灌溉是指为稻田提供充足的水分，以满足水稻从幼苗到成熟整个生长周期的水分需求，确保其健康生长和产量。水稻作为需水量较高的作物，在不同生长阶段对水位有不同的要求，适当的水层能够促进根系发育、增强养分吸收、改善田间小气候，从而减少病虫害的发生。目前的水稻灌溉技术多采用自动化灌溉系统，通过管道输送水源，并使用电力驱动的水泵和控制装置调节水位，从而精准控制稻田的水层高度，实现稳定的水稻生长环境。
2、现有的水稻灌溉技术通过自动化灌溉系统来完成具体的灌溉过程，其核心包括长距离铺设管道，通过外接电源供电，利用电力驱动水泵系统将水源输送到稻田中，并使用水位控制装置调节水层高度，以确保水稻生长过程中所需的适宜水位。同时，该系统依托电力驱动的控制系统进行水位监测与调节，确保在不同的生长阶段精准控制稻田水层，最终为水稻提供稳定的灌溉环境。
3、现有技术存在以下不足：
4、在大面积且地块分散的稻田区域中，各地块的水位需求因区域土壤吸水性和地形差异而有所不同，当系统进行远程监控时，由于缺乏对不同地块水位变化的快速判断能力，会导致某些区域出现局部水位过高或过低的情况。由于现有灌溉系统在各地块水位不均衡时无法及时、精准地进行针对性调整，这种水位调控的延迟会导致部分地块水位偏低而干旱，部分地块水位偏高而积水，从而影响水稻根系的正常发育，导致产量不均。同时，农民为此需额外巡视各地块水位状况，加重管理负担，降低了灌溉系统的自动化管理效率。
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技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供智能水稻灌溉系统及方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：智能水稻灌溉方法，具体包括以下步骤：
3、在大面积稻田灌溉过程中，将稻田区域均匀划分为若干个地块，并在各个地块部署传感器网络，实时获取各个地块的水位状态信息；
4、对实时获取的各个地块的水位状态信息进行分析，评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块；
5、根据稻田区域中各个地块的划分结果，构建用于动态调整不同地块水位的调控机制，并在构建后将其应用于当前灌溉系统；
6、在调控机制应用的过程中，实时获取各个地块的水位反馈信息，并在获取后进行分析，评估调控机制在各个地块的调控效果是否能使稻田区域的水位均衡，并根据评估结果对调控机制进行优化；
7、基于长期采集的水位状态信息和水位反馈信息，对调控机制进行动态优化和更新，不断调整各地块的灌溉策略，以适应环境和季节变化，确保稻田水位的持续均衡和灌溉系统的稳定。
8、优选的，对实时获取的各个地块的水位状态信息进行分析，评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体包括以下步骤：
9、对实时获取的各个地块的水位状态信息进行预处理；
10、提取经过预处理的各个地块的水位状态信息中的水分动态信息和灌溉响应信息，并在提取后进行分析，分别生成各个地块的水位需求系数和水位响应指数；
11、对生成的各个地块的水位需求系数和水位响应指数构建水位平衡评估模型，生成各个地块的水位平衡系数，并将生成的各个地块的水位平衡系数与预先设定的水位平衡系数阈值区间进行比对，根据比对结果评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块。
12、优选的，所述各个地块的水位需求系数和水位响应指数的获取逻辑如下：
13、提取经过预处理的各个地块的水位状态信息中的水分动态信息，具体包括稻田区域内各个地块在一段时间内不同时刻土壤的含水量、水分流失速率以及平均温度，并分别标定为、和，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻土壤的含水量，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻土壤的水分流失速率，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻土壤的平均温度，，，和均为正整数；
14、计算各个地块的水位需求系数，具体的计算公式如下：
15、
16、式中，为第个地块的水位需求系数；
17、提取经过预处理的各个地块的水位状态信息中的灌溉响应信息，具体包括稻田区域内各个地块在一段时间内不同时刻的水位变化速率、水分渗透进土壤的速率、水分的自然流失速率以及稻田区域内各个地块的灌溉延迟时间，并分别标定为、、和，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻的水位变化速率，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻水分渗透进土壤的速率，表示稻田区域内第个地块在一段时间内时刻水分的自然流失速率，表示稻田区域内第个地块的灌溉延迟时间；
18、计算各个地块的水位响应指数，具体的计算公式如下：
19、
20、式中，为第个地块的水位响应指数。
21、优选的，对生成的各个地块的水位需求系数和水位响应指数构建水位平衡评估模型，通过加权求和生成各个地块的水位平衡系数，并将生成的各个地块的水位平衡系数与预先设定的水位平衡系数阈值区间进行比对，根据比对结果评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体比对分析和划分如下：
22、若，稻田区域内该地块的水位平衡状况为水位低，并将该地块划分为低水位地块；
23、若，稻田区域内该地块的水位平衡状况为水位平衡，并将该地块划分为正常水位地块；
24、若，稻田区域内该地块的水位平衡状况为水位高，并将该地块划分为高水位地块。
25、优选的，根据稻田区域中各个地块的划分结果，构建用于动态调整不同地块水位的调控机制，具体为：根据低水位地块、正常水位地块和高水位地块的划分结果，分别设定不同的水位调控调整参数，形成动态水位调控机制；该动态水位调控机制基于每个地块的水位平衡系数和当前的水位状态，通过预先设定的规则，自动确定增加、维持和减少的灌溉水量和方式；
26、对于水位低的低水位地块，使用动态水位调控机制中的增加参数，增加低水位地块的灌溉水量；
27、对于水位平衡的正常水位地块，使用动态水位调控机制中的维持参数，保持当前灌溉水量不变；
28、对于水位高的高水位地块，使用动态水位调控机制中的减少参数，减少高水位地块的灌溉水量。
29、优选的，在调控机制应用的过程中，实时获取各个地块的水位反馈信息，并在获取后进行分析，评估调控机制在各个地块的调控效果是否能使稻田区域的水位均衡，并根据评估结果对调控机制进行优化，具体包括以下步骤：
30、在调控机制应用的过程中，实时获取各个地块的水位反馈信息，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.智能水稻灌溉方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，对实时获取的各个地块的水位状态信息进行分析，评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，所述各个地块的水位需求系数和水位响应指数的获取逻辑如下：
4.根据权利要求3所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，对生成的各个地块的水位需求系数和水位响应指数构建水位平衡评估模型，通过加权求和生成各个地块的水位平衡系数，并将生成的各个地块的水位平衡系数与预先设定的水位平衡系数阈值区间进行比对，根据比对结果评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体比对分析和划分如下：
5.根据权利要求4所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，根据稻田区域中各个地块的划分结果，构建用于动态调整不同地块水位的调控机制，具体为：根据低水位地块、正常水位地块和高水位地块的
6.根据权利要求5所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，在调控机制应用的过程中，实时获取各个地块的水位反馈信息，并在获取后进行分析，评估调控机制在各个地块的调控效果是否能使稻田区域的水位均衡，并根据评估结果对调控机制进行优化，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，所述各个地块的水位调控响应系数和水分平衡指数的获取逻辑如下：
8.根据权利要求7所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，对生成的各个地块的水位调控响应系数和水分平衡指数构建调控效果评估模型，通过加权求和生成各个地块的调控系数，并将生成的各个地块的调控系数与预先设定的各个地块的调控系数阈值进行比对，根据比对结果评估调控机制在各个地块的调控效果是否能使稻田区域的水位均衡，并根据评估结果对调控机制进行优化，具体比对分析如下：
9.智能水稻灌溉系统，用于实现上述权利要求1-8中任意一项所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，包括地块划分模块、水位评估模块、动态调控构建模块、调控效果评估模块以及调控优化更新模块；
...【技术特征摘要】
1.智能水稻灌溉方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，对实时获取的各个地块的水位状态信息进行分析，评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，所述各个地块的水位需求系数和水位响应指数的获取逻辑如下：
4.根据权利要求3所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，对生成的各个地块的水位需求系数和水位响应指数构建水位平衡评估模型，通过加权求和生成各个地块的水位平衡系数，并将生成的各个地块的水位平衡系数与预先设定的水位平衡系数阈值区间进行比对，根据比对结果评估稻田区域内各个地块的水位平衡状况，并根据比对结果将各个地块划分为低水位地块、正常水位地块和高水位地块，具体比对分析和划分如下：
5.根据权利要求4所述的智能水稻灌溉方法，其特征在于，根据稻田区域中各个地块的划分结果，构建用于动态调整不同地块水位的调控机制，具体为：根据低水位地块、正常水位地块和高水位地块的划分结果，分别设定不同的水位调控调整参数，形成动态水位调控机制；该动态水...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亿，徐伟，尹维龙，
申请(专利权)人：南京东鸿连环环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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