(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210860792.4 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 河南省农业科 学院农业经济与信息 研究所 地址 450000 河南省郑州市金 水区花园路 116号 (72)发明人 王猛　张杰　李国强　张建涛　 赵晴　秦一浪　陈丹丹　周萌　 赵巧丽　胡峰　 (74)专利代理 机构 郑州大通专利商标代理有限 公司 41111 专利代理师 刘莹莹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种适用 于嵌入式设备的灌溉用水量精准 计算方法及装置 (57)摘要 本发明提供一种适用于嵌入式设备的灌溉 用水量精准计算方法及装置。 该方法包括： 设置 一级变量， 一级变量是指用于表现土壤基本理化 性质的参数， 一级变量包括土壤的沙含量、 黏土 含量、 有机质含量与疏松度； 根据一级变量计算 得到二级变量， 二级变量是指用于反映土壤水分 特征的参数； 二级变量包括作物萎蔫点、 田间持 水量、 土壤容重与土壤渗透速度； 确定灌溉 设备， 并根据灌溉设备的额定技术参数和二级变量计 算得到三级变量， 三级变量是指用于表征灌溉程 度的参数； 三级变量包括灌 溉用水量、 灌溉时长、 灌溉强度与灌溉深度。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115221711 A 2022.10.21 CN 115221711 A 1.一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特 征在于， 包括： 设置一级变量， 所述一级变量是指用于表现土壤基本理化性质的参数， 所述一级变量 包括土壤的沙含量、 黏土含量、 有机质含量与疏松度； 根据所述一级变量计算得到二级变量， 所述二级变量是指用于反映土壤水分特征的参 数； 所述二级变量包括作物萎蔫 点、 田间持水量、 土壤容重与土壤渗透 速度； 确定灌溉设备， 并根据 所述灌溉设备的额定技术参数和所述二级变量计算得到三级变 量， 所述三级变量是指用于表征灌溉程度的参数； 所述三级变量包括灌溉用水量、 灌溉时 长、 灌溉强度与灌溉深度。 2.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 还包括： 根据所述三级变量生成四级变量， 所述四级变量是指灌溉设备 的控制参数， 所述灌溉设备 的控制参数用于控制水泵的开启与关闭， 电磁阀的开启与关闭， 变频器的功 率以及开启与关闭。 3.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 构建公式(1)作为作物萎蔫 点FL的计算公式： FL＝θS1WS+θC1WC+θO1WO+θSC1WSWC+θCO1WCWO+θSO1WSWO+θ1    (1) 构建公式(2)作为田间持水量FT的计算公式： FT＝θS2WS+θC2WC+θO2WO+θSC2WSWC+θCO2WCWO+θSO2WSWO+θ2    (2) 构建公式(3)作为土壤饱和含水量FB的计算公式： FB＝θS3WS+θC3WC+θO3WO+θSC3WSWC+θCO3WCWO+θSO3WSWO+θ3    (3) 其中， WS、 WC与WO分别表示土壤的沙含量、 黏土含量与有机质含量； θS1、 θC1、 θO1、 θSC1、 θCO1 与θSO1分别表示第一土壤水势下对应土壤组分的调整系数， θ1表示第一土壤水势下的土壤 湿度值； θS2、 θC2、 θO2、 θSC2、 θCO2与θSO2分别表示第二土壤水势下对应土壤组分 的调整系数， θ2 表示第二土壤水势下的土壤湿度值； θS3、 θC3、 θO3、 θSC3、 θCO3与 θSO3分别表示第三土壤水势下对 应土壤组分的调整系数， θ3表示第三土壤水势下的土壤 湿度值。 4.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 构建公式(4)作为土壤容重的计算公式： ρb＝( α FT2+β FT+γFB+θ WS+K1)P    (4) 其中， FT表示田间持水量， FB表示饱和含水量， WS表示土壤的沙含量， α和β 表示田间持水 量的计算系数， γ为表示饱和含水量的计算系数， θ为沙含量的计算系数， K1为调整系数， P 为土壤的疏松度的计算系数。 5.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 构建公式(5)作为土壤渗透 速度V的计算公式： 其中， P为土壤的疏松度的计算系数， FT表示田间持水量， β 为田间持水量的计算系数， 为土壤容重的计算系数， K2为调整系数。 6.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 按照公式(6)和(7)计算所述灌溉用水量：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221711 A 2Ii＝SHρb(Pt‑Pc)    (7) 其中， I0为灌溉用水量， Ii表示第i层 土壤灌溉用水量， S 为第i层土壤所需灌溉的面积， H 为当第i层土壤的深度， ρb为当前土壤的土壤容重， Pt为土壤目标湿度， Pc为当前土壤墒情含 水量。 7.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 按照公式(8)计算灌溉时长T： 其中， I0为灌溉用水量， Q 为灌溉设备的流 量。 8.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 按照公式(9)计算灌溉强度I： I＝ λ*I0/V    (9) 其中， λ表示灌溉强度系数， I0为灌溉用水量， V为土壤渗透 速度。 9.根据权利要求1所述的一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算方法， 其特征 在于， 按照公式(10)计算灌溉深度D： 其中， V为土壤渗透 速度， T为灌溉时长， Pc为当前土壤墒情含水量， FB为饱和含水量。 10.一种适用于嵌入式设备的灌溉用水量精准计算装置， 其特 征在于， 包括： 一级变量模块， 用于设置一级变量， 所述一级变量是指用于表现土壤基本理化性质的 参数， 所述 一级变量包括土壤的沙含量、 黏土含量、 有机质含量与疏松度； 二级变量模块， 用于根据所述一级变量计算得到二级变量， 所述二级变量是指用于反 映土壤水分特征的参数； 所述二级变量包括作 物萎蔫点、 田间持水量、 土壤容重与土壤渗透 速度； 三级变量模块， 用于根据给定灌溉设备的额定技术参数和所述二级变量计算得到三级 变量， 所述三级变量是指用于表征灌溉程度的参数； 所述三级变量包括灌溉用水量、 灌溉时 长、 灌溉强度与灌溉深度； 控制参数生成模块， 用于根据所述三级变量生成灌溉设备的控制参数， 所述灌溉设备 的控制参数用于控制水泵的开启与关闭， 电磁阀的开启与关闭， 变频器的功率以及开启与 关闭。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221711 A 3