本發(fā)明涉及甜櫻桃種養(yǎng)循環(huán)灌溉系統(tǒng)，特別是涉及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉的一種甜櫻桃種養(yǎng)循環(huán)灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，特別是針對(duì)果樹種植的灌溉，面臨著水資源浪費(fèi)、灌溉不均和系統(tǒng)維護(hù)成本高的問題，現(xiàn)有技術(shù)中雖然已有一些解決方案，如滴灌系統(tǒng)和交替濕潤(rùn)干燥（awd）方法，但仍然存在局限性。

2、中國(guó)發(fā)明專利cn108471715b公開了一種滴灌系統(tǒng)，其中包括分配管和帶有入口閥和沖洗閥的滴管，雖然這種系統(tǒng)能夠通過控制閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)滴灌水量的管理，但該技術(shù)依賴于傳統(tǒng)的水壓控制方式，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度的根系進(jìn)行分層灌溉，并且其系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜，易堵塞，長(zhǎng)期運(yùn)行可能需要頻繁的人工清理，此外，該系統(tǒng)沒有涉及水資源回收與再利用的問題，導(dǎo)致水資源利用效率較低。

3、中國(guó)發(fā)明專利cn109862779b介紹了一種基于傳感器的灌溉系統(tǒng)，結(jié)合了水的鹽度、ph、溫度等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，通過啟用或禁用泵來控制灌溉，然而，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于與水道相鄰的田地，雖然能夠調(diào)節(jié)泵送的頻率，但缺少對(duì)果樹種植中所需的精準(zhǔn)水分管理能力，尤其在深根系植物的灌溉需求中存在不足，此外，其所依賴的交替濕潤(rùn)干燥方法對(duì)于樹木類作物的根系發(fā)育影響不理想，無法有效解決果樹種植的復(fù)雜水分需求。

4、中國(guó)發(fā)明專利cn111278275b提供了一種通過可溶脹元件控制水流的灌溉系統(tǒng)，能夠通過控制水流的開閉實(shí)現(xiàn)水分調(diào)節(jié)，然而，該技術(shù)主要適用于淺層灌溉，且其依賴的可溶脹元件在長(zhǎng)時(shí)間使用中可能失效，導(dǎo)致水流控制的準(zhǔn)確性降低，對(duì)于深根系作物，如甜櫻桃樹，無法提供分層的水分管理，且系統(tǒng)的維護(hù)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分層灌溉、水資源的循環(huán)利用和智能化預(yù)測(cè)與控制。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種甜櫻桃種養(yǎng)循環(huán)灌溉系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)和埋在地下的多個(gè)滲透管道，多個(gè)所述滲透管道組成地下滲透管網(wǎng)，所述滲透管網(wǎng)根據(jù)甜櫻桃樹的根系深度分別設(shè)置淺層滲透管網(wǎng)、中層滲透管網(wǎng)和深層滲透管網(wǎng)，且三層滲透管道均分甜櫻桃樹的根系深度范圍，每棵甜櫻桃樹根系周圍至少分布三根滲透管道，且滲透管道圍繞甜櫻桃樹根系周圍呈圓形布置，所述滲透管道的外壁設(shè)置一層毛細(xì)層，所述毛細(xì)層外包裹一層孔徑大于毛細(xì)層的阻擋層，所述阻擋層用于阻擋泥土進(jìn)入滲透管道；

3、所述控制系統(tǒng)內(nèi)置管ai，所述ai利用航拍圖像自動(dòng)設(shè)計(jì)滲透管網(wǎng)布局，并對(duì)每棵植物通過獨(dú)立編號(hào)標(biāo)識(shí)，每棵所述甜櫻桃樹周圍的滲透管道均設(shè)有微型電磁閥用于控制其灌溉水量，多個(gè)所述微型電磁閥均與控制系統(tǒng)電連接；

4、所述滲透管網(wǎng)布局在所有微型電磁閥均處于最大開度時(shí)，每根滲透管道內(nèi)各處水壓均衡；

5、所述毛細(xì)層由導(dǎo)電材料制成，所述毛細(xì)層與控制系統(tǒng)電連接，通過監(jiān)測(cè)毛細(xì)層電阻變化判斷土壤水含量；

6、在灌溉時(shí)，水通過所述滲透管道向外依次滲透毛細(xì)層和阻擋層進(jìn)行灌溉，當(dāng)土壤濕度過大時(shí)，所述毛細(xì)層和阻擋層通過毛細(xì)作用將水分吸收到滲透管道內(nèi)，并將其集中儲(chǔ)存；

7、所述控制系統(tǒng)通過ai集成地面溫濕度傳感器和當(dāng)?shù)靥鞖鈹?shù)據(jù)，計(jì)算每棵甜櫻桃樹的實(shí)際耗水量和理論耗水量，比較得出差異，進(jìn)而分析植物的健康狀態(tài)，并在出現(xiàn)異常時(shí)提醒養(yǎng)護(hù)人員，同時(shí)所述ai根據(jù)實(shí)際耗水量和理論耗水量調(diào)節(jié)土壤濕度，使甜櫻桃樹處于合適的濕度范圍，所述ai根據(jù)甜櫻桃樹生長(zhǎng)規(guī)律調(diào)節(jié)土壤干濕周期使甜櫻桃樹根系可以兼顧呼吸和吸水。

8、在上述甜櫻桃種養(yǎng)循環(huán)灌溉系統(tǒng)中，通過智能化分層滲透管道設(shè)計(jì)，結(jié)合微型電磁閥，能夠?qū)Σ煌疃鹊母颠M(jìn)行獨(dú)立灌溉，保證水資源的合理分配，利用毛細(xì)層技術(shù)和多級(jí)過濾裝置，能夠有效回收土壤中過多的水分，并進(jìn)行過濾凈化，使其再次用于灌溉，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，避免浪費(fèi)，結(jié)合ai技術(shù)，本發(fā)明能夠基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史氣候模式及天氣預(yù)報(bào)，智能預(yù)測(cè)灌溉需求，提前調(diào)整灌溉時(shí)間與水量，大幅提高水資源利用效率，減少人工操作干預(yù)。

9、作為本技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述管道網(wǎng)絡(luò)布局基于航拍圖像、土壤電導(dǎo)率、地形坡度和水流方向等數(shù)據(jù)，通過ai綜合分析生成，確保各處水壓均衡。

10、作為本技術(shù)的再進(jìn)一步改進(jìn)，所述每棵甜櫻桃樹的灌溉由所述微型電磁閥獨(dú)立控制，所述微型電磁閥具有可調(diào)節(jié)流量的功能，通過調(diào)節(jié)開關(guān)時(shí)間和開度來精準(zhǔn)控制每棵植物的灌溉流量。

11、作為本技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述滲透管道設(shè)有自清潔功能，所述滲透管道內(nèi)部設(shè)有可清理通道，所述可清理通道通過定期使用微型清理設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以防止?jié)B透管道堵塞。

12、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)通過ai預(yù)測(cè)未來的灌溉需求，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)與天氣預(yù)報(bào)，提前調(diào)節(jié)灌溉時(shí)間和灌溉水量，優(yōu)化水資源的分配。

13、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，所述控制系統(tǒng)根據(jù)淺層滲透管網(wǎng)、中層滲透管網(wǎng)和深層滲透管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉水量，以實(shí)現(xiàn)分層灌溉。

14、作為本技術(shù)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，還包括多級(jí)過濾裝置，所述多級(jí)過濾裝置用于對(duì)通過所述毛細(xì)層回收的水進(jìn)行過濾和凈化，并將凈化后的水通過地下水庫或儲(chǔ)水箱儲(chǔ)存，以供下次灌溉使用。

15、作為本技術(shù)的再一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程控制功能，用戶通過遠(yuǎn)程控制終端實(shí)時(shí)查看灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并可調(diào)整灌溉時(shí)間、灌溉水量和查看植物健康數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)的能源供應(yīng)由太陽能、風(fēng)能等可再生能源提供，所述可再生能源用于供電給灌溉控制系統(tǒng)、微型電磁閥及毛細(xì)層系統(tǒng)。

16、一種甜櫻桃種養(yǎng)循環(huán)灌溉系統(tǒng)，其方法包括以下步驟：

17、s1：通過航拍圖像、土壤電導(dǎo)率、地形坡度和水流方向等數(shù)據(jù)，利用ai生成地下滲透管網(wǎng)布局，確保每棵甜櫻桃樹周圍的滲透管道均衡分布；

18、s2：將甜櫻桃樹的根系深度分為淺層、中層和深層，并對(duì)應(yīng)設(shè)置淺層滲透管網(wǎng)、中層滲透管網(wǎng)和深層滲透管網(wǎng)，每層管網(wǎng)通過微型電磁閥獨(dú)立控制灌溉水量；

19、s3：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)毛細(xì)層的電阻變化，并根據(jù)土壤水含量數(shù)據(jù)，控制微型電磁閥調(diào)整滲透管道的開度，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉；

20、s4：當(dāng)土壤濕度過大時(shí)，毛細(xì)層通過毛細(xì)作用吸收多余水分，將其儲(chǔ)存在滲透管道內(nèi)，集中回收后進(jìn)行多級(jí)過濾和凈化，凈化后的水儲(chǔ)存在地下水庫或儲(chǔ)水箱中；

21、s5：根據(jù)地面溫濕度傳感器、當(dāng)?shù)靥鞖鈹?shù)據(jù)及植物耗水量，ai動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)灌溉頻率和水量，優(yōu)化水資源的分配，并確保甜櫻桃樹處于適宜的土壤濕度范圍。

22、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

23、1.高效精準(zhǔn)的水資源管理，通過多層滲透管網(wǎng)和微型電磁閥的獨(dú)立控制功能，系統(tǒng)能夠根據(jù)甜櫻桃樹不同深度的根系精確地提供所需水分，這種分層灌溉設(shè)計(jì)確保了淺層、中層和深層根系在不同的生長(zhǎng)階段都能獲得適當(dāng)?shù)乃止?yīng)，相比傳統(tǒng)灌溉方式，該設(shè)計(jì)避免了過度灌溉和水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了水分的均勻分配，最大限度地提高了水資源的利用效率。

24、實(shí)時(shí)水分監(jiān)測(cè)與調(diào)整功能進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，毛細(xì)層中的導(dǎo)電材料通過檢測(cè)土壤電阻變化，實(shí)時(shí)反饋土壤的含水量，結(jié)合微型電磁閥的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)控制灌溉水量，確保土壤濕度始終保持在適宜的范圍內(nèi)，這種基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的調(diào)整大大提高了灌溉的靈活性和精準(zhǔn)性。

25、2.自動(dòng)化與智能化的操作，本專利的ai技術(shù)使得整個(gè)灌溉過程實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化，實(shí)施例1中的ai生成滲透管網(wǎng)布局功能，可以根據(jù)航拍圖像、土壤電導(dǎo)率等多種數(shù)據(jù)生成最優(yōu)的管網(wǎng)分布方案，確保了管道布局的合理性和水壓的均衡，用戶無需手動(dòng)進(jìn)行復(fù)雜的管道設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了安裝和調(diào)試過程。

26、ai動(dòng)態(tài)灌溉預(yù)測(cè)功能，通過整合歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，ai能夠預(yù)測(cè)未來的灌溉需求，并自動(dòng)調(diào)整灌溉時(shí)間和水量，這種預(yù)測(cè)機(jī)制不僅減少了人為干預(yù)，還確保系統(tǒng)在變化的氣候條件下能夠靈活響應(yīng)，避免了不必要的浪費(fèi)，同時(shí)保障植物健康生長(zhǎng)。

27、3.可持續(xù)水資源的循環(huán)利用，系統(tǒng)的水分回收與多級(jí)過濾功能增強(qiáng)了系統(tǒng)的可持續(xù)性，當(dāng)土壤濕度過大時(shí)，毛細(xì)層會(huì)通過毛細(xì)作用將多余水分吸回管道中，經(jīng)過多級(jí)過濾裝置凈化后存儲(chǔ)于地下水庫中，這些凈化后的水源可以在后續(xù)灌溉中再次使用，有效減少了對(duì)外部水源的依賴，特別是在多雨地區(qū)，該功能可以大幅節(jié)約水資源，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，特別是在水資源緊缺的地區(qū)，通過這種機(jī)制可以顯著降低灌溉用水的消耗。

28、4.遠(yuǎn)程控制與可再生能源供電，遠(yuǎn)程控制功能極大提高了系統(tǒng)的管理靈活性，用戶可以通過遠(yuǎn)程控制終端隨時(shí)查看灌溉系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括實(shí)時(shí)的土壤濕度、植物健康狀態(tài)、灌溉計(jì)劃等，還可以根據(jù)具體需求進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，這種遠(yuǎn)程控制功能方便了大規(guī)模種植園的管理，減少了現(xiàn)場(chǎng)操作的需求。

29、另外，系統(tǒng)使用太陽能和風(fēng)能作為能源供給，減少了對(duì)外部電網(wǎng)的依賴，確保了系統(tǒng)在缺乏電力供應(yīng)的地區(qū)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，這種設(shè)計(jì)既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。