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申请/专利权人：江苏宝绣园文旅发展有限公司

摘要：本发明涉及农业技术领域，本发明公开了一种用于农业种植的快速灌溉装置，包括：灌溉区域划分模块、灌溉数据采集模块、水泵异常监测模块、农田渗透计算模块、作物生长检测模块、异常值筛选模块、最优水量确定模块以及节水系统调节模块，通过水泵监测数学模型计算得出水泵运行稳定系数，对水泵运行状态实时监测并调节，依据各监测子区域的农田渗透系数和作物生长效果指数，删除异常的子区域数值，并筛选出作物生长效果指数最大的子区域对应的农田渗透系数，确定最优水量灌溉范围，总之，一种用于农业种植的快速灌溉装置，通过最优水量灌溉范围的确定精准控制灌溉水量，有效地减少了水资源的浪费。

主权项：1.一种用于农业种植的快速灌溉装置，其特征在于：包括：灌溉区域划分模块、灌溉数据采集模块、水泵异常监测模块、农田渗透计算模块、作物生长检测模块、异常值筛选模块、最优水量确定模块以及节水系统调节模块；所述灌溉区域划分模块，将农田灌溉区域划分为面积相同的监测子区域，并将各监测子区域用i表示，其中i＝1，2，3，...，i，...，n；所述灌溉数据采集模块，包括土壤灌溉数据采集单元和作物生长数据采集单元，通过采集工具实时获取农田灌溉数据；所述灌溉数据采集模块中的采集工具包括土壤探测传感器、压力传感器和光谱仪；土壤灌溉数据采集单元采集的数据包括各监测子区域水的流速vi、各监测子区域误差流速Δvi、各监测子区域的农田面积si、各监测子区域的最高点高度数值hi2、各监测子区域的最低点高度数值hi1以及各监测子区域的空隙比ei；作物生长数据采集单元采集的数据包括：各监测子区域的农田作物在不同高度下近红外波段和可见光波段的辐射响应值Yi1-wh和Yi2-wh，各监测子区域的农田作物在不同高度下近红外波段和可见光波段的冠层反射响应值Yi1-ch和Yi2-ch；所述水泵异常监测模块，监测水泵的进水压力、出水压力和抽头压力，通过水泵监测数学模型计算得出水泵运行稳定系数α，并将计算得出的水泵运行稳定系数传输至节水系统调节模块；所述水泵异常监测模块中通过水泵监测数学模型计算得出水泵运行稳定系数的具体步骤如下：步骤S01：计算泵的压头压力P压头，计算公式为：P压头＝p2-p1，其中P压头表示泵的压头压力，P2表示泵的出水压力，P1表示泵的进水压力；步骤S02：计算泵的抽头过热压力P抽头，计算公式为P抽头＝p3-p1，其中P抽头表示泵的抽头过热压力，P3表示泵的抽头压力，P1表示泵的进水压力；步骤S03：计算水泵运行稳定系数α，计算公式为：其中α表示水泵运行稳定系数，l出口表示泵的出口流量，P压头表示泵的抽头过热压力，ρ出口表示泵的出口水的密度，l抽头表示泵的抽头流量，P抽头表示泵的压头压力，ρ抽头表示泵的抽头水的密度，w表示泵的标准输入功率；所述农田渗透计算模块，基于土壤灌溉数据采集单元采集的数据，通过农田渗透分析模型计算得出各监测子区域的农田渗透系数，并将计算得出的农田渗透系数传输至异常值筛选模块；所述农田渗透计算模块中通过农田渗透分析模型计算得出各监测子区域的农田渗透系数的具体步骤如下：步骤S01：计算各监测子区域的农田渗透流量Qi，计算公式为：Qi＝vi+Δvi×si，其中Qi表示各监测子区域农田渗透流量，vi表示各监测子区域水的流速，Δvi表示各监测子区域误差流速，si表示各监测子区域的农田面积；步骤S02：计算各监测子区域的农田渗透系数Xi，计算公式为：其中Xi表示各监测子区域的农田渗透系数，Qi表示各监测子区域农田渗透流量，si表示各监测子区域的农田面积，hi2表示各监测子区域的最高点高度数值，hi1表示各监测子区域的最低点高度数值，ei表示各监测子区域的空隙比；所述作物生长检测模块，基于作物生长数据采集单元采集的数据，通过作物生长分析模型计算得出各监测子区域的作物生长效果指数，并将计算得出的作物生长效果指数传输至异常值筛选模块；所述作物生长检测模块中通过作物生长分析模型计算得出各监测子区域的作物生长效果指数的具体步骤如下：步骤S01：将各监测子区域的农田作物划分上、中和下三个不同高度的监测视角；步骤S02：利用光谱仪采集测量各监测子区域的农田作物在不同高度下近红外波段和可见光波段的辐射响应值Yi1-wh和Yi2-wh；步骤S03：计算各监测子区域不同高度的辐射比例系数ηi，计算公式为：步骤S04：计算各监测子区域的作物生长效果指数，计算公式为：其中Di表示各监测子区域的作物生长效果指数，表示各监测子区域的平均辐射比例系数，Yi1-ch表示各监测子区域农田作物在不同高度下近红外波段的冠层反射响应值，Yi2-ch表示各监测子区域农田作物在不同高度下可见光波段的冠层反射响应值；所述异常值筛选模块，接收各监测子区域的农田渗透系数和作物生长效果指数，并一一对应，删除异常的子区域数值，并筛选出作物生长效果指数最大的子区域对应的农田渗透系数，传输至最优水量确定模块；所述最优水量确定模块，接收异常值筛选模块筛选出的农田渗透系数，确定农田渗透系数波动范围，依据农田渗透系数波动范围确定最优水量灌溉范围，并将最优水量灌溉范围传输至节水系统调节模块；所述节水系统调节模块，接收水泵异常监测模块传输的水泵运行稳定系数，对水泵运行状态实时监测并调节，接收最优水量确定模块传输的最优水量灌溉范围，系统自动设置为灌溉标准范围。

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