一種農(nóng)用防霜機群布置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農(nóng)用防霜機群布置方法，屬于植物保護領(lǐng)域。通過監(jiān)測防霜區(qū)域作物冠層溫度在不同地形下的差異性，對農(nóng)用防霜機群的防霜區(qū)域進行劃分，以防霜覆蓋率大于90％、防霜機數(shù)量最少和走線路徑最短為原則，確定最優(yōu)的防霜機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、風機朝向和安裝高度，以實現(xiàn)農(nóng)用防霜機的最優(yōu)布置；以發(fā)生晚霜的茶園南坡種植區(qū)為例，最佳方案為：農(nóng)用防霜機數(shù)量15個、走線路徑302m、安裝俯角15°、安裝高度6.5m和風機朝向坡頂，防霜覆蓋率為92.36％。本發(fā)明實現(xiàn)農(nóng)用防霜機群最優(yōu)布置，降低了經(jīng)濟投入成本，可應(yīng)用于農(nóng)用防霜機的安裝指導。
【專利說明】
_種農(nóng)用防霜機群布置方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于植物保護領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)用防霜機群布置方法技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 茶樹霜凍成因是茶樹冠層附近的溫度在短時間內(nèi)下降，當降到0°C以下時，內(nèi)部組 織細胞內(nèi)或細胞間水結(jié)冰，體積膨脹，原生質(zhì)遭到機械破壞，遇到溫度快速回升，原來細胞 中滲出的水分很快變成水汽，從而導致失水，致使細胞受傷或死亡，對植物生長和發(fā)育造成 嚴重傷害。為應(yīng)對霜凍害，在選擇抗寒茶樹品種的基礎(chǔ)上，人們也總結(jié)出熏煙、覆蓋、噴灌等 防霜方法并應(yīng)用于茶園生產(chǎn)中，其中基于氣流擾動原理的茶園防霜設(shè)備的應(yīng)用實現(xiàn)了茶園 防霜的機械化及自動化，并逐漸在茶園早春晚霜凍害防治過程中發(fā)揮著越來越重要的作 用。
[0003] 專利號為201120276736.3的中國專利，公開了一種植物子母防霜機；專利號為 201120394220.9的中國專利，公開了一種植物防霜機；專利號為201310288428.6的中國專 利公開了 一種機械化植物防霜方法及裝置；專利號為JP2007000096、JP2000050749和 JP10113076的日本專利，公開了用于茶果園的高架防霜扇，這些防霜裝備與技術(shù)在國內(nèi)外 的農(nóng)業(yè)防霜凍害領(lǐng)域得到成功應(yīng)用與推廣。查閱文獻可知，特殊的地理地勢分布特征會導 致各種植區(qū)域間的小氣候存在差異，從而導致受霜凍災害程度也不相同，且所需防霜機群 的布置方式也不同，確定最優(yōu)的防霜機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、風機朝向和安裝高度，不 僅方便茶園的正常生產(chǎn)管理，而且大大降低了經(jīng)濟成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)用防霜機群布置方法，以實現(xiàn)農(nóng)用防霜機的最優(yōu)布 置，從而降低經(jīng)濟成本。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：
[0006] -種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于:通過監(jiān)測防霜區(qū)域作物冠層溫度，對防 霜機群的防霜區(qū)域進行劃分，以防霜覆蓋率大于90%、防霜機數(shù)量最少和走線路徑最短為 原則，確定最優(yōu)的防霜機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、安裝高度和風機朝向，以實現(xiàn)農(nóng)用防霜 機的最優(yōu)布置，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟一，將整個有待防霜區(qū)域按照地形特征劃分為η個防霜特征區(qū)域Ai;i = l， 2,…，n;
[0008] 步驟二，選用農(nóng)用防霜機，計算單個農(nóng)用防霜機有效作用區(qū)域的面積SS;
[0009] 步驟三，測繪整個有待防霜區(qū)域的面積即防霜區(qū)域總面積Q，測繪防霜特征區(qū)域面 積31，根據(jù)供電端所在位置G點確定走線路徑1 1;所述防霜特征區(qū)域面積SiS所述第i個防霜 特征區(qū)域&所對應(yīng)的面積，計算防霜區(qū)域總面積Q = nXS1;
[0010] 步驟四，針對第i個防霜特征區(qū)域六,，確定農(nóng)用防霜機群布置方案，所述布置方案 包括:所需農(nóng)用防霜機數(shù)量h、安裝高度lu、走線路徑h、安裝傾角 &1和風機朝向Wl;
[0011] 步驟五，計算步驟四中所述布置方案的農(nóng)用防霜覆蓋率，確定最優(yōu)農(nóng)用防霜機數(shù) 量k、最優(yōu)走線路徑1、最優(yōu)安裝俯角a、最優(yōu)安裝高度h和最優(yōu)風機朝向w;
[0012] 步驟六，計算農(nóng)用防霜機總數(shù)量
和走線總路徑
[0013] 所述防霜機有效作用區(qū)域為扇形。
[0014] 所述防霜特征區(qū)域Ai具體為平地心、南坡A2、北坡A3、洼地A4和靠近水體A5; i = 1，2， 3,4,5〇
[0015] 最優(yōu)安裝高度h、最優(yōu)安裝傾角a、最優(yōu)風機朝向w是農(nóng)用防霜機安裝在不同防霜特 征區(qū)域Ai必須考慮的安裝因素 ;i = l，2,3,4,5。
[0016] 當所述的農(nóng)用防霜機型號為WT3000，有待防霜的區(qū)域只有1個防霜特征區(qū)域茶園 A2,防霜特征區(qū)域面積S2S9620m2、防霜區(qū)域總面積Q為9620m 2,所述最優(yōu)方案為防霜機數(shù)量 k為15個、安裝高度h為6.5m、走線路徑L為302m、安裝傾角a為15°和風機朝向w為坡頂。
[0017]本發(fā)明的工作原理。通過監(jiān)測防霜區(qū)域作物冠層溫度，對防霜機群的防霜區(qū)域進 行劃分，以防霜覆蓋率大于90%、防霜機數(shù)量最少和走線路徑最短為原則，確定最優(yōu)的防霜 機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、安裝高度和風機朝向，以實現(xiàn)農(nóng)用防霜機的最優(yōu)布置。
[0018] 本發(fā)明具有的有益效果。本發(fā)明以防霜覆蓋率大于90%、防霜機數(shù)量和走線路徑 最少為原則，確定最優(yōu)的防霜機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、安裝高度和風機朝向，以實現(xiàn)農(nóng) 用防霜機的最優(yōu)布置。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明茶園防霜監(jiān)測區(qū)域劃分圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明試驗茶園防霜區(qū)域地形圖；
[0021 ]圖3為本發(fā)明方案一的防霜機的布置和布線圖；
[0022]圖4為本發(fā)明方案二的防霜機的布置和布線圖；
[0023]表1為本發(fā)明試驗茶園防霜區(qū)域的地理坐標。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0025]以防霜機型號為WT3000在茶園防霜特征區(qū)A2布置為例。
[0026]圖1為本發(fā)明茶園防霜監(jiān)測區(qū)域劃分圖。霜凍天氣時，各地形的茶冠層溫度主要與 地勢高低有關(guān)，且隨著海撥的降低而降低，但是考慮到地形相近、茶冠層溫度變化規(guī)律相似 的茶園種植區(qū)域距離較遠的現(xiàn)實問題，將茶園防霜監(jiān)測區(qū)劃分成為5個防霜特征區(qū)域仏，分 別為平地Ai、南坡A2、北坡A 3、洼地A4和靠近水體As。本實施例中，防霜特征區(qū)域只有南坡A2。 [0027]本實施例中，所用防霜機型號為WT3000,當防霜機擺角設(shè)置為120°、安裝傾角a為 15°、安裝高度h為6.5m時，防霜機有效作用區(qū)域的面積SS為849m 2。
[0028] 圖2為本發(fā)明試驗茶園防霜特征區(qū)域地形圖，地塊寬度約為52m，長度約為185m，防 霜區(qū)域總面積Q為9620m2,防霜特征區(qū)域面積Si為9620m 2。實施例的供電端所在地G點在B4 處，在考慮防霜機及線電纜成本較高的現(xiàn)實問題下，進行防霜機的布置。
[0029] 表1為本發(fā)明試驗防霜區(qū)域的地理坐標，，B4分別為防霜區(qū)域的邊界坐標 點。由計算可知，該地塊需要安裝12套防霜機，由于防霜機的作用區(qū)域為一個扇形，在試驗 地塊進行防霜機布置，應(yīng)盡量減少重復作用區(qū)域，提高防霜機的利用率，線路布置盡量不影 響茶園生產(chǎn)正常作業(yè)，得出2個布置方案。
[0030] 表1-試驗地塊的地理坐標
[0031]
[0032]
[0033] 圖3為本發(fā)明方案一的防霜機的布置和布線圖，圖4為本發(fā)明方案二的防霜機的布 置和布線圖。方案一為防霜機數(shù)量i為17個、安裝高度h為6.5m、走線路徑1為3370m、安裝傾 角a為15°和風機朝向坡頂，防霜覆蓋率為96.52%，但存在較少重復作用區(qū)域;方案二為防 霜機數(shù)量i為15個、安裝高度h為6.5m、走線路徑1為302m、安裝傾角a為15°和風機朝向坡頂， 防霜覆蓋率為92.36%，幾乎不存在重復作用區(qū)域。
[0034] 從防霜機和走線成本的角度考慮，且試驗地塊為南坡，以方案二布置防霜機時，防 霜覆蓋率為92.36 %，風機朝向南坡，由于坡角的原因，俯角小于15°，此時防霜機有效作用 面積將會增大;此外茶樹種植行與BiB2線平行，方案二的走線對茶園日常生產(chǎn)管理影響也較 小，因此確定方案二為最佳防霜機布置及走線方案，即為防霜機數(shù)量i為15個、安裝高度h為 6.5m、走線路徑1為302m、安裝傾角a為15°和風機朝向坡頂，防霜覆蓋率為92.36%。
【主權(quán)項】
1. 一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于:通過監(jiān)測防霜區(qū)域作物冠層溫度，對防霜 機群的防霜區(qū)域進行劃分，W防霜覆蓋率大于90%、防霜機數(shù)量最少和走線路徑最短為原 貝1J，確定最優(yōu)的防霜機數(shù)量、走線路徑、安裝俯角、安裝高度和風機朝向，W實現(xiàn)農(nóng)用防霜機 的最優(yōu)布置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于具體包括W下步驟： 步驟一，將整個有待防霜區(qū)域按照地形特征劃分為η個防霜特征區(qū)域Ai; i = l，2，...，n; 步驟二，選用農(nóng)用防霜機，計算單個農(nóng)用防霜機有效作用區(qū)域的面積SS; 步驟Ξ，測繪整個有待防霜區(qū)域的面積即防霜區(qū)域總面積Q，測繪防霜特征區(qū)域面積Si， 根據(jù)供電端所在位置G點確定走線路徑li;所述防霜特征區(qū)域面積Si為所述第i個防霜特征 區(qū)域Ai所對應(yīng)的面積，計算防霜區(qū)域總面積Q = n X Si; 步驟四，針對第i個防霜特征區(qū)域Ai，確定農(nóng)用防霜機群布置方案，所述布置方案包括： 所需農(nóng)用防霜機數(shù)量ki、安裝高度hi、走線路徑li、安裝傾角ai和風機朝向wi; 步驟五，計算步驟四中所述布置方案的農(nóng)用防霜覆蓋率，確定最優(yōu)農(nóng)用防霜機數(shù)量k、 最優(yōu)走線路徑1、最優(yōu)安裝俯角a、最優(yōu)安裝高度h和最優(yōu)風機朝向W; 步驟六，計算農(nóng)用防霜機總數(shù)i3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于:所述防霜機有效作 用區(qū)域為扇形。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于:所述防霜特征區(qū)域 Ai具體為平地Ai、南坡A2、北坡A3、法地A4和靠近水體As ;1 = 1，2,3,4,5。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于:最優(yōu)安裝高度h、最 優(yōu)安裝傾角a、最優(yōu)風機朝向W是農(nóng)用防霜機安裝在不同防霜特征區(qū)域Ai必須考慮的安裝因 素 ;i = l，2,3,4,5。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)用防霜機群布置方法，其特征在于：當所述的農(nóng)用防霜 機型號為WT3000,有待防霜的區(qū)域只有1個防霜特征區(qū)域茶園A2,防霜特征區(qū)域面積S2為 9620m2、防霜區(qū)域總面積Q為9620m2,所述最優(yōu)方案為防霜機數(shù)量k為15個、安裝高度h為 6.5m、走線路徑L為302m、安裝傾角a為15°和風機朝向W為坡頂。
【文檔編號】A01G13/08GK106069415SQ201610374846
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】鹿永宗, 胡永光, 趙夢龍, 王升
【申請人】江蘇大學