本發(fā)明涉及自動(dòng)灌溉，尤其涉及一種可自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的綠籬養(yǎng)護(hù)器。

背景技術(shù)：

1、自動(dòng)灌溉技術(shù)主要涉及利用各種自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)管理和優(yōu)化植物的水分供給。這包括使用傳感器、計(jì)時(shí)器以及其他控制設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)，以確保植物按需獲得適量的水分。這種技術(shù)的發(fā)展旨在提高水資源的使用效率，減少人工干預(yù)，并通過準(zhǔn)確控制水量來(lái)優(yōu)化植物生長(zhǎng)環(huán)境。

2、可自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的綠籬養(yǎng)護(hù)器是一種專門設(shè)計(jì)用于綠籬植物的灌溉設(shè)備，其核心功能是自動(dòng)調(diào)節(jié)供水量以適應(yīng)綠籬的具體需求，目的是通過自動(dòng)化控制，確保綠籬在不同的環(huán)境條件下都能獲得適當(dāng)?shù)乃?，從而維持其健康和美觀，同時(shí)減少水資源浪費(fèi)，提高灌溉效率，并通過持續(xù)的水分管理優(yōu)化綠籬的生長(zhǎng)和維護(hù)效果。

3、傳統(tǒng)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)依賴預(yù)設(shè)程序和傳感器的簡(jiǎn)單反饋，缺乏對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境變化和植物生長(zhǎng)需求的動(dòng)態(tài)調(diào)整能力，無(wú)法及時(shí)響應(yīng)天氣變化和土壤濕度的波動(dòng)，導(dǎo)致過度灌溉或不足灌溉，影響植物健康生長(zhǎng)，肥料供給基于固定計(jì)劃，無(wú)法根據(jù)植物的具體生長(zhǎng)狀態(tài)和土壤養(yǎng)分水平進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致肥料浪費(fèi)和環(huán)境污染，無(wú)法有效分析和預(yù)測(cè)環(huán)境變化和植物需求，導(dǎo)致資源利用效率低下，無(wú)法快速調(diào)整灌溉計(jì)劃，造成水分供應(yīng)不均勻，影響植物的生長(zhǎng)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種可自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的綠籬養(yǎng)護(hù)器。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種可自動(dòng)調(diào)節(jié)水量的綠籬養(yǎng)護(hù)器包括：

3、初始配置模塊：根據(jù)植物生長(zhǎng)需求錄入土壤類型、氣候條件，計(jì)算并設(shè)置初始灌溉參數(shù)，生成基礎(chǔ)灌溉策略；

4、灌溉調(diào)度模塊：根據(jù)所述基礎(chǔ)灌溉策略，構(gòu)建灌溉周期和定時(shí)灌溉計(jì)劃，并參照植物生長(zhǎng)階段和氣候變化，采用模擬退火算法調(diào)整灌溉計(jì)劃的時(shí)間和水量，生成灌溉時(shí)間表；

5、土壤水分調(diào)控模塊：基于所述灌溉時(shí)間表調(diào)整土壤濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤狀態(tài)，同時(shí)采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)傳感數(shù)據(jù)與設(shè)定的目標(biāo)濕度對(duì)比，調(diào)整水量輸出，生成土壤濕度控制計(jì)劃；

6、灌溉執(zhí)行模塊：基于所述土壤濕度控制計(jì)劃，激活灌溉系統(tǒng)的水閥，調(diào)節(jié)開關(guān)頻率和灌溉持續(xù)時(shí)間，同時(shí)控制灌溉過程，生成灌溉操作記錄；

7、肥料供給調(diào)節(jié)模塊：通過所述灌溉操作記錄分析植物對(duì)水和營(yíng)養(yǎng)的吸收效率，調(diào)整施肥裝置，優(yōu)化肥料和水的比例，實(shí)施準(zhǔn)確施肥策略，生成肥料調(diào)整方案；

8、維護(hù)與監(jiān)控集成模塊：通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控整個(gè)灌溉和施肥系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，基于所述灌溉操作記錄和所述肥料調(diào)整方案進(jìn)行常規(guī)檢查，并根據(jù)設(shè)備的性能和操作效果調(diào)整維護(hù)周期和維護(hù)措施，同時(shí)使用肥料調(diào)整方案中的維護(hù)更新記錄對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估，調(diào)整監(jiān)控策略，生成監(jiān)控策略更新記錄。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述基礎(chǔ)灌溉策略包括設(shè)定的灌溉起始時(shí)間、水壓設(shè)置和每次灌溉的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，所述土壤濕度控制計(jì)劃具體為目標(biāo)濕度值、濕度檢測(cè)頻率和基于檢測(cè)結(jié)果的灌溉調(diào)整參數(shù)，所述灌溉執(zhí)行細(xì)節(jié)包括實(shí)施的灌溉區(qū)域、每區(qū)域施水量和灌溉后的土壤濕度記錄，所述肥料調(diào)整方案包括肥料種類、每種肥料的施用量和肥料與水的混合比例，所述維護(hù)更新記錄包括檢查的灌溉設(shè)備項(xiàng)、更換的配件列表和維護(hù)后的系統(tǒng)狀態(tài)，所述性能監(jiān)控結(jié)果包括系統(tǒng)的總運(yùn)行時(shí)間、各部分的效能評(píng)估和檢測(cè)到的常見問題。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述初始配置模塊包括輸入子模塊、分析子模塊和策略生成子模塊，其中：

11、輸入子模塊：采用用戶輸入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化處理，檢查數(shù)據(jù)的完整性和有效性，過濾不符合標(biāo)準(zhǔn)的輸入信息，生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集；

12、分析子模塊：通過所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集，計(jì)算出基于土壤和氣候的灌溉需求，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使之適用于不同類型的土壤和氣候條件，生成灌溉需求參數(shù)表；

13、策略生成子模塊：基于所述灌溉需求參數(shù)表，整合各參數(shù)以制定出初步的灌溉計(jì)劃，調(diào)整計(jì)劃以適應(yīng)特定生長(zhǎng)階段的需求，建立初級(jí)灌溉策略。。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述灌溉調(diào)度模塊包括計(jì)劃制定子模塊、調(diào)整子模塊和時(shí)間表生成子模塊，其中：

15、計(jì)劃制定子模塊：基于所述初級(jí)灌溉策略，制定灌溉周期，排定灌溉活動(dòng)的具體日期和時(shí)間，確保整個(gè)周期內(nèi)水分供應(yīng)均勻，生成灌溉周期計(jì)劃；

16、調(diào)整子模塊：根據(jù)所述灌溉周期計(jì)劃，采用模擬退火算法，根據(jù)實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)和植物生長(zhǎng)情況調(diào)整灌溉參數(shù)，優(yōu)化灌溉時(shí)間和水量，生成調(diào)整后的灌溉計(jì)劃；

17、時(shí)間表生成子模塊：基于所述調(diào)整后的灌溉計(jì)劃，規(guī)劃每次灌溉的具體時(shí)間，使灌溉計(jì)劃與植物生長(zhǎng)需求結(jié)合天氣條件，生成詳細(xì)灌溉時(shí)間表。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述模擬退火算法，按照公式：

19、

20、其中：p(e,e′,t,h,w)表示接受新解的概率，e為當(dāng)前解的評(píng)價(jià)函數(shù)值，通常是基于當(dāng)前灌溉計(jì)劃的效率或成本，e′為新解的評(píng)價(jià)函數(shù)值，基于提出的新灌溉計(jì)劃的預(yù)期效率或成本，t為當(dāng)前的溫度，h為基于實(shí)時(shí)天氣調(diào)整系數(shù)，w為基于植物生長(zhǎng)情況的權(quán)重系數(shù)，k為控制參數(shù)，exp為自然指數(shù)函數(shù)。

21、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述土壤水分調(diào)控模塊包括濕度檢測(cè)子模塊、濕度分析子模塊和水量調(diào)節(jié)子模塊，其中：

22、濕度檢測(cè)子模塊：基于所述灌溉時(shí)間表調(diào)整的需求，激活土壤濕度傳感器進(jìn)行土壤濕度監(jiān)控，定時(shí)收集土壤濕度數(shù)據(jù)，并記錄濕度變化趨勢(shì)，生成實(shí)時(shí)濕度讀數(shù)；

23、濕度分析子模塊：采用所述實(shí)時(shí)濕度讀數(shù)，采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)比目標(biāo)濕度，分析濕度差異量，計(jì)算需要調(diào)整的濕度量，并確認(rèn)濕度調(diào)整方向，生成濕度調(diào)整指標(biāo)；

24、水量調(diào)節(jié)子模塊：通過所述濕度調(diào)整指標(biāo)，設(shè)定水閥開啟的頻率和時(shí)間，調(diào)整水量輸出以匹配土壤濕度需求，并持續(xù)監(jiān)控調(diào)整效果，生成水量?jī)?yōu)化配置。

25、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，按照公式：

26、ht＝f(w·[ht-1,xt,et,ct]+b+d)

27、其中：ht是時(shí)刻t的隱藏狀態(tài)，表示網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前時(shí)刻的內(nèi)部狀態(tài)，xt是時(shí)刻t的輸入，et為環(huán)境因素影響系數(shù)，ct為校正系數(shù)，w為權(quán)重矩陣，b是偏置項(xiàng)，d為動(dòng)態(tài)調(diào)整項(xiàng)，f為激活函數(shù)。

28、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述灌溉執(zhí)行模塊包括灌溉啟動(dòng)子模塊、灌溉控制子模塊和灌溉監(jiān)控子模塊，其中：

29、灌溉啟動(dòng)子模塊：基于所述水量?jī)?yōu)化配置，激活灌溉系統(tǒng)的水閥，開始灌溉周期，調(diào)整初始水流量，并監(jiān)控水閥的開啟狀態(tài)，生成初次灌溉執(zhí)行記錄；

30、灌溉控制子模塊：采用所述初次灌溉執(zhí)行記錄，調(diào)節(jié)灌溉時(shí)間與水量，根據(jù)土壤吸水率和濕度反饋細(xì)調(diào)控制參數(shù)，進(jìn)行持續(xù)調(diào)整，生成灌溉過程控制細(xì)節(jié)；

31、灌溉監(jiān)控子模塊：通過所述灌溉過程控制細(xì)節(jié)，對(duì)灌溉過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集灌溉完成度數(shù)據(jù)，確保灌溉系統(tǒng)按預(yù)設(shè)參數(shù)運(yùn)行，生成灌溉操作記錄。

32、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述肥料供給調(diào)節(jié)模塊包括吸收分析子模塊、施肥優(yōu)化子模塊和肥料配置子模塊，其中：

33、吸收分析子模塊：通過所述灌溉操作記錄的評(píng)估，監(jiān)測(cè)植物對(duì)水和營(yíng)養(yǎng)的吸收率，使用植物生長(zhǎng)反饋數(shù)據(jù)，對(duì)吸收效率進(jìn)行連續(xù)記錄，分析吸收趨勢(shì)，生成吸收效率數(shù)據(jù)；

34、施肥優(yōu)化子模塊：基于所述吸收效率數(shù)據(jù)，調(diào)整施肥裝置的設(shè)置，細(xì)化肥料與水的配比，通過周期性的測(cè)試調(diào)整施肥比例，實(shí)時(shí)更新施肥參數(shù)，生成準(zhǔn)確施肥配置；

35、肥料配置子模塊：采用所述準(zhǔn)確施肥配置，實(shí)施施肥計(jì)劃的執(zhí)行，調(diào)整和監(jiān)控施肥裝置，根據(jù)植物生長(zhǎng)的反饋持續(xù)優(yōu)化施肥方案，生成肥料調(diào)整方案。

36、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述維護(hù)與監(jiān)控集成模塊包括維護(hù)執(zhí)行子模塊、性能評(píng)估子模塊、監(jiān)控策略調(diào)整子模塊，其中：

37、設(shè)備檢查子模塊：基于所述肥料調(diào)整方案，對(duì)灌溉和施肥設(shè)備進(jìn)行檢查，監(jiān)測(cè)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)備性能和養(yǎng)護(hù)效果，評(píng)估調(diào)整維護(hù)周期和維護(hù)措施，生成維護(hù)活動(dòng)記錄；

38、性能評(píng)估子模塊：采用所述維護(hù)活動(dòng)記錄，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，全面評(píng)估灌溉和施肥設(shè)備的性能，識(shí)別性能瓶頸，分析設(shè)備運(yùn)行效率，生成性能評(píng)估結(jié)果；

39、監(jiān)控策略調(diào)整子模塊：基于所述性能評(píng)估結(jié)果，分析現(xiàn)有的監(jiān)控策略，根據(jù)性能數(shù)據(jù)和植物生長(zhǎng)需求，調(diào)整監(jiān)控參數(shù)和策略，優(yōu)化植物養(yǎng)護(hù)措施，生成監(jiān)控策略更新記錄。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

41、本發(fā)明中，通過采用模擬退火算法，動(dòng)態(tài)優(yōu)化灌溉時(shí)間和水量，確保植物在不同生長(zhǎng)階段和氣候條件下獲得最適宜的水分，優(yōu)化植物生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)時(shí)濕度傳感數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確調(diào)整水量輸出，確保土壤濕度維持在最佳水平，減少水分浪費(fèi)，促進(jìn)植物的健康生長(zhǎng)，并結(jié)合灌溉操作記錄和分析結(jié)果，優(yōu)化肥料與水的比例，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確施肥策略，確保植物吸收適宜的營(yíng)養(yǎng)，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染，提高了灌溉過程的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，保證了水肥資源的合理配置。