【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及山地水資源管理及農業灌溉領域，特別涉及面向坡地種植的灌區蓄水管控系統及蓄水動態管控方法。
技術介紹
1、在坡地作物種植各個階段中水分的充分供給直接影響其果實產量和質量。目前，山區的農業灌溉用水以地下水為主，過度開發地下水難免會破壞生態平衡，部分地區收集雨水作為灌溉水源，但降雨具有較強的季節性因素，難以長期滿足作物需求。除此之外，大多山區采用漫灌、畦灌來進行灌溉，勢必存在水資源浪費的情況。
2、當前已有的灌溉管理系統存在以下不足：
3、(1)水資源分配不均衡：灌溉策略單一，作物用水需求考慮因素局限；存在蓄水不及時、調水不合理的情況。
4、(2)信息豐富度不足：多以數字、圖表等形式展示數據，缺乏對設備運行狀態的直觀可視化展示，用戶難以快速獲取設備的實時工作情況，對作業設備信息的直觀感受度較低；
5、(3)不具備地理拓展性：大多針對單一、平緩的小范圍作業環境進行管控，缺乏對復雜地形如山地、坡地等的適應能力，限制了系統的地理拓展性，不能結合點位信息展示其作業狀況。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統及蓄水動態管控方法解決了現有的灌溉管理系統水資源分配不均、信息豐富度不足的問題。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，包括：
3、服務器端，用于部署前后端代碼、文件、模型和數據庫；
4、后臺
5、前臺統計分析平臺，用于對灌區內信息進行監測、分析和可視化展示；
6、移動端管控平臺，用于便攜式查看灌區多維信息并進行相應管控。
7、進一步地：所述服務器端包括：
8、web服務器，用于進行系統前端頁面的部署；
9、數據庫服務器，用于存放系統業務數據和基礎信息數據；
10、gis服務器用于存放地理信息數據。
11、進一步地：所述后臺管理控制平臺包括：
12、蓄水站管理模塊：用于管理灌區內所有蓄水站的信息；
13、滴灌管理模塊：用于管理灌區內所有滴灌閥門的信息，并根據種植區進行分區分塊管理；
14、圖層管理模塊：用于分區分塊管理灌區內作物種植區的信息；
15、模型管理模塊：用于管理灌區內各類模型；其中，灌區內建筑物采取傾斜攝影建模、設備設施采取三維建模軟件進行映射建模，并通過相關接口實現模型管理；
16、智能管控模塊：用于灌區內蓄水管控和滴灌管控規則配置，包括閾值管理、專家知識庫和分析預測模型管理；
17、信息采集模塊：用于管理灌區內各傳感器所采集的蓄水數據和作物生長環境數據；所采集的蓄水數據、土壤墑情數據和作物生長環境數據進行初步處理之后入庫管理，并根據不同用戶權限設置增刪改查和導出功能，設置實時采集更新模塊，用于數據同步。
18、進一步地：所述蓄水站管理模塊和滴灌管理模塊包括人工管控模式和智能管控模式；
19、選擇人工管控模式時，所述蓄水站管理模塊僅向所述移動端管控平臺發送蓄水站的運行狀態信息，所述滴灌管理模塊僅向所述移動端管控平臺發送閥門的運行狀態和土壤墑情信息；
20、選擇智能管控模式時，所述蓄水站管理模塊引入蓄水量動態預測模型，并向所述移動端管控平臺傳遞蓄水站的運行狀態信息和報警信息，所述滴灌管理模塊引入土壤墑情預測模型，并向所述移動端管控平臺傳遞閥門的運行狀態、土壤墑情信息和報警信息。
21、進一步地：所述前臺統計分析平臺包括：
22、蓄水池分布點位展示模塊：用于展示灌區內所有蓄水池分布情況；
23、滴灌管網展示模塊：用于展示灌區內所組建的滴灌管網分布情況；
24、天氣狀態展示模塊：用于展示灌區內相關天氣信息狀態；
25、數據分析模塊：用于統計分析蓄水池水位、灌溉用水量和降雨量信息，通過不同時間區間進行分析展示。
26、進一步地：所述移動端管控平臺通過不同分區進行賬號權限分配，作業工人根據所分配的權限情況進行作業，所述移動端管控平臺包括：
27、蓄水池閥門管理單元：用于查看蓄水池閥門運行狀態并管控蓄水池閥門；
28、滴灌閥門管理單元：用于查看滴灌閥門運行狀態并管控滴灌閥門；
29、設備管理單元：用于查看設備運行狀態。
30、進一步地：所述移動端管控平臺包括人工管控模式和智能管控模式；
31、人工管控模式時，作業工人可通過按鈕發送指令進行管控；
32、智能管控模式時，管控系統根據閾值向移動端管控平臺發送報警信息，作業工人可進行應答，若無應答，管控系統自動發送指令管控開關。
33、本專利技術還提供了蓄水動態管控方法，基于面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，包括：
34、s1、通過在灌區內設置傳感器，采集灌區內氣象數據、蓄水數據和土壤墑情數據；
35、s2、根據氣象數據和蓄水數據預測蓄水量，根據氣象數據和土壤墑情數據預測作物需水量；
36、s3、根據蓄水量預測結果發送指令控制蓄水池閥門，根據作物需水量預測結果發送指令控制滴灌閥門。
37、進一步地：所述s2中，預測蓄水量vre的表達式為：
38、vre＝vn+vi-vo-ve+vr
39、vn＝πr2h
40、vi＝πvitri2
41、vo＝πvotro2
42、ve＝0.0023×(tmax-tmin)0.5×(tmean+17.8)×ra
43、其中，vn為蓄水池的現存水量，vi為蓄水池的山泉引流量，vo為蓄水池的用水量，ve為蓄水池的蒸騰量，vr為蓄水池的降雨量，r、ri和ro分別代表蓄水池半徑、入水口半徑以及出水口半徑；vi、vo分別代表入水速和出水速，t代表時間，tmin代表每日最低氣溫，tmax代表每日最高氣溫，tmean代表每日平均氣溫，ra為蓄水池所在地的外大氣輻射。
44、進一步地：所述s2中，作物需水量in的表達式為：
45、in＝ec-(re+wt)
46、ec＝ce0
47、e0＝0.0023×(tmax-tmin)0.5×(tmean+17.8)×ra
48、其中，ec是作物的蒸騰量，通過作物蒸騰系數c和參考蒸騰量e0進行計算，
49、其中tmin代表每日最低氣溫，tmax代表每日最高氣溫，tmean代表每日平均氣溫，ra為蓄水池所在地的外大氣輻射；re為有效降雨量，wt為當前時段的土壤濕度。
50、本專利技術的有益效果為：
51、1.山泉水資源分配的精準性與均衡性：本專利技術通過綜合分析氣象數據、土壤墑情數本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述服務器端包括：
3.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述后臺管理控制平臺包括：
4.根據權利要求3所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述蓄水站管理模塊和滴灌管理模塊包括人工管控模式和智能管控模式；
5.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述前臺統計分析平臺包括：
6.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述移動端管控平臺通過不同分區進行賬號權限分配，作業工人根據所分配的權限情況進行作業，所述移動端管控平臺包括：
7.根據權利要求6所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述移動端管控平臺包括人工管控模式和智能管控模式；
8.蓄水動態管控方法，基于權利要求1-7任一權利要求所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8
10.根據權利要求8所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述S2中，作物需水量IN的表達式為：
...【技術特征摘要】
1.面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述服務器端包括：
3.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述后臺管理控制平臺包括：
4.根據權利要求3所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述蓄水站管理模塊和滴灌管理模塊包括人工管控模式和智能管控模式；
5.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述前臺統計分析平臺包括：
6.根據權利要求1所述的面向坡地種植的灌區蓄水管控系統，其特征在于，所述移動...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建英，蘭家龍，高魚齊，鄒杰林，黃子寒，李瑞姝，袁奕凡，陳陽，萬唐鑫，高俊雯，丁俊杰，
申請(專利權)人：西南民族大學，
類型：發明
國別省市：
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