本發(fā)明涉及灌溉系統(tǒng)，更具體地說，涉及利用灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成施肥系統(tǒng)控制的結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)灌溉樞軸因樞軸故障、泥濘的田地或用戶錯(cuò)誤而意外減速或加速時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)過度施肥或施肥不足的情況。樞軸、橫向移動(dòng)系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)等灌溉系統(tǒng)在平均每年40次使用中就會(huì)發(fā)生三次故障。這些故障發(fā)生在關(guān)鍵的生長(zhǎng)階段，并且，在許多情況下，發(fā)生在田地的中間。如今，營養(yǎng)物注射是一個(gè)相對(duì)于實(shí)際樞軸速度的開環(huán)過程，這會(huì)導(dǎo)致誤用的風(fēng)險(xiǎn)增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了充分施肥，并減輕與灌溉系統(tǒng)故障相關(guān)的成本增加和其它問題，本公開詳細(xì)介紹了一種解決方案，包括在正常運(yùn)行期間對(duì)灌溉系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字觀測(cè)，并設(shè)置控制施肥流量的參數(shù)。為了觀察操作異常，可以在灌溉系統(tǒng)中添加傳感器，以提供數(shù)據(jù)供算法處理。這些算法可以是基于邏輯或分析的。在某些情況下可以使用現(xiàn)有的操作數(shù)據(jù)(例如，現(xiàn)成的)。在一些方面，其它數(shù)據(jù)源可以是系統(tǒng)外部的，例如美國國家海洋和大氣管理局(noaa)的天氣、地形圖、土壤濕度等或其組合。

2、根據(jù)本公開的一些方面，提出了一種用于可操作地耦接到水源的灌溉系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)。該灌溉系統(tǒng)包括至少一個(gè)噴嘴和產(chǎn)品源，該產(chǎn)品源支持用于與來自水源的水混合以形成灌溉流體的產(chǎn)品。該監(jiān)控系統(tǒng)包括：傳感器，該傳感器被配置為產(chǎn)生指示灌溉系統(tǒng)的至少一部分的行進(jìn)速度或灌溉系統(tǒng)的至少一部分的行進(jìn)方向的第一電信號(hào)；流體壓力傳感器，該流體壓力傳感器被配置為產(chǎn)生指示通過至少一個(gè)噴嘴的灌溉流體的流速的第二電信號(hào)；變速泵或閥門中的至少一個(gè)可操作地耦接到產(chǎn)品源，使得產(chǎn)品能夠從產(chǎn)品源分配；處理器；以及存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)這些指令由處理器執(zhí)行時(shí)，使得監(jiān)控系統(tǒng)：接收第一和第二產(chǎn)生的電信號(hào)；基于該第一和第二電信號(hào)確定預(yù)定灌溉區(qū)域上的灌溉流體的施加的速率；通過致動(dòng)閥門和/或基于所確定的施加的速率改變變速泵的速度來調(diào)節(jié)通過至少一個(gè)噴嘴的灌溉流體的流速。

3、在本公開的一方面，產(chǎn)品可包括營養(yǎng)物，因此監(jiān)控系統(tǒng)被配置為確定施加到預(yù)定灌溉區(qū)域的營養(yǎng)物的量。

4、在本公開的另一方面，產(chǎn)品源可以被配置為用于產(chǎn)品存儲(chǔ)、產(chǎn)品保存和/或產(chǎn)品運(yùn)輸。

5、在本公開的另一方面，流體壓力傳感器可耦接至灌溉系統(tǒng)的樞軸的跨度的端部。

6、在本公開的另一方面，流體壓力傳感器可設(shè)置在至少一個(gè)噴嘴附近。

7、在本公開的一個(gè)方面，至少一個(gè)噴嘴可支撐在可移動(dòng)端槍上。

8、在本公開的另一方面，灌溉系統(tǒng)的至少一部分可以是可移動(dòng)端槍，使得第一電信號(hào)指示相對(duì)于灌溉系統(tǒng)的樞軸的跨度的可移動(dòng)端槍的行進(jìn)速度或者相對(duì)于該跨度的可移動(dòng)端槍的行進(jìn)方向。

9、在本公開的另一方面，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，還可使得監(jiān)控系統(tǒng)：基于第一電信號(hào)確定至少一個(gè)噴嘴的角速度和至少一個(gè)噴嘴前進(jìn)和/或后退所花費(fèi)的時(shí)間；確定至少一個(gè)噴嘴樞轉(zhuǎn)在至少一個(gè)噴嘴不分配灌溉流體的情況下超過預(yù)定度數(shù)；并且基于該確定向用戶提供預(yù)定灌溉區(qū)域中的位置沒有用該產(chǎn)品施肥的指示。

10、在本公開的另一方面，噴嘴可移動(dòng)地安裝在灌溉系統(tǒng)的樞軸上。

11、在本公開的一個(gè)方面，監(jiān)控系統(tǒng)還可以包括被配置為執(zhí)行確定的分析引擎。分析引擎可以包括機(jī)器學(xué)習(xí)模型。機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)模型或其組合。

12、在本公開的另一方面，提出了一種灌溉系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)。該灌溉系統(tǒng)包括可移動(dòng)端槍，該端槍可操作地與灌溉系統(tǒng)的一部分相關(guān)聯(lián)。該監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器，該傳感器被配置為耦接到可移動(dòng)端槍，并且被配置為生成指示可移動(dòng)端槍隨著時(shí)間的推移相對(duì)于灌溉系統(tǒng)的部分的移動(dòng)和/或定位的電信號(hào)；耦接到灌溉系統(tǒng)的產(chǎn)品儲(chǔ)罐，該產(chǎn)品儲(chǔ)罐被配置為分配產(chǎn)品；處理器；存儲(chǔ)器，以及變速泵或閥門中的至少一個(gè)，變速泵或閥門中的至少一個(gè)被配置為控制從產(chǎn)品儲(chǔ)罐到可移動(dòng)端槍的產(chǎn)品的流速。存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)這些指令由處理器執(zhí)行時(shí)，使得系統(tǒng)：接收產(chǎn)生的電信號(hào)；基于電信號(hào)確定產(chǎn)品在預(yù)定區(qū)域上的施加的速率；以及致動(dòng)閥門和/或基于所確定的施加的速率改變變速泵的速度。

13、在本公開的又一個(gè)方面，當(dāng)指令被執(zhí)行時(shí)，還可以使得監(jiān)控系統(tǒng)基于電信號(hào)確定可移動(dòng)端槍的角速度和可移動(dòng)端槍前進(jìn)和/或后退所花費(fèi)的時(shí)間。

14、在本公開的另一方面，在所述指令被執(zhí)行時(shí)，還可以使得監(jiān)控系統(tǒng)基于該確定生成報(bào)告。

15、在本公開的另一方面，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，還可以使得監(jiān)控系統(tǒng)在端槍未處于觸發(fā)狀態(tài)的情況下，確定端槍是否樞轉(zhuǎn)超過預(yù)定度數(shù)，并基于該確定向用戶提供位置未施肥的指示。

16、在本公開的另一方面，灌溉系統(tǒng)的部分可包括橫向驅(qū)動(dòng)、水絞盤和/或樞軸中的至少一種，其中，可移動(dòng)端槍可移動(dòng)地安裝在樞軸上。

17、在本公開的另一方面，監(jiān)控系統(tǒng)還可以包括被配置為執(zhí)行確定的分析引擎。

18、在本公開的另一方面，當(dāng)指令由處理器執(zhí)行時(shí)，還可以使得監(jiān)控系統(tǒng)從氣象站、田間土壤濕度傳感器、地形圖、土壤圖、溫度傳感器或國家海洋和大氣管理局天氣中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)。

19、在本公開的另一方面，分析引擎可包括機(jī)器學(xué)習(xí)模型。機(jī)器學(xué)習(xí)模型基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)模型或其組合。

20、在本公開的另一方面，傳感器可包括編碼器、磁力計(jì)、陀螺儀、加速計(jì)、照相機(jī)、手勢(shì)傳感器、麥克風(fēng)、激光測(cè)距儀、簧片開關(guān)、磁性開關(guān)、gps和/或光學(xué)開關(guān)中的至少一種。

21、在本公開的另一方面，提出了一種監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。灌溉系統(tǒng)可操作地耦接到水源。該灌溉系統(tǒng)包括至少一個(gè)噴嘴和產(chǎn)品源，該產(chǎn)品源支持用于與來自水源的水混合以形成灌溉流體的產(chǎn)品。該方法包括：接收由傳感器產(chǎn)生的第一電信號(hào)，該傳感器被配置為產(chǎn)生指示灌溉系統(tǒng)的至少一部分的行進(jìn)速度或灌溉系統(tǒng)的至少一部分的行進(jìn)方向的第一電信號(hào)；接收由流體壓力傳感器產(chǎn)生的第二電信號(hào)，該流體壓力傳感器被配置為產(chǎn)生指示通過至少一個(gè)噴嘴的灌溉流體的流速的第二電信號(hào)；基于第一和第二電信號(hào)確定預(yù)定灌溉區(qū)域上的灌溉流體的施加的速率；以及通過以下方式中的至少一種來調(diào)節(jié)通過至少一個(gè)噴嘴的灌溉流體的流速：致動(dòng)閥門；或者基于所確定的施加的速率改變變速泵的速度。該閥門可操作地耦接到產(chǎn)品源，以使產(chǎn)品能夠從產(chǎn)品源分配。變速泵可操作地耦接到產(chǎn)品源以使產(chǎn)品能夠從產(chǎn)品源分配。

22、根據(jù)下面的描述、附圖和權(quán)利要求，其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

技術(shù)特征：

1.一種用于灌溉系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述灌溉系統(tǒng)可操作地耦接到水源，所述灌溉系統(tǒng)包括至少一個(gè)噴嘴和產(chǎn)品源，所述產(chǎn)品源支持用于與來自水源的水混合以形成灌溉流體的產(chǎn)品，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述產(chǎn)品包括營養(yǎng)物，使得所述監(jiān)控系統(tǒng)被配置為確定施加到預(yù)定灌溉區(qū)域的營養(yǎng)物的量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述產(chǎn)品源被配置為產(chǎn)品存儲(chǔ)、產(chǎn)品保存或產(chǎn)品運(yùn)輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述流體壓力傳感器耦接到灌溉系統(tǒng)的樞軸的跨度的端部。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述流體壓力傳感器設(shè)置在至少一個(gè)噴嘴附近。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)噴嘴支撐在可移動(dòng)端槍上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述灌溉系統(tǒng)的至少一部分是可移動(dòng)端槍，使得所述第一電信號(hào)指示相對(duì)于所述灌溉系統(tǒng)的樞軸的跨度的可移動(dòng)端槍的行進(jìn)速度或相對(duì)于跨度的可移動(dòng)端槍的行進(jìn)方向。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，進(jìn)一步使所述監(jiān)控系統(tǒng)：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述噴嘴可移動(dòng)地安裝在灌溉系統(tǒng)的樞軸上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，還包括被配置為執(zhí)行所述確定的分析引擎，其中，所述分析引擎包括機(jī)器學(xué)習(xí)模型，其中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)模型或其組合。

11.一種用于灌溉系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述灌溉系統(tǒng)包括與灌溉系統(tǒng)的一部分可操作地相關(guān)聯(lián)的可移動(dòng)端槍，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，還使得所述監(jiān)控系統(tǒng)基于所述電信號(hào)確定所述可移動(dòng)端槍的角速度和所述可移動(dòng)端槍前進(jìn)和/或后退所花費(fèi)的時(shí)間。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述指令在被執(zhí)行時(shí)，還使得所述監(jiān)控系統(tǒng)基于所述確定生成報(bào)告。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述指令在被執(zhí)行時(shí)，還使得所述監(jiān)控系統(tǒng)：

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述灌溉系統(tǒng)的所述部分包括橫向驅(qū)動(dòng)器、水絞盤或樞軸中的至少一個(gè)，其中，所述可移動(dòng)端槍可移動(dòng)地安裝在所述樞軸上。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)控系統(tǒng)，還包括被配置為執(zhí)行所述確定的分析引擎。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)，還使得所述監(jiān)控系統(tǒng)從氣象站、田間土壤濕度傳感器、地形圖、土壤圖、溫度傳感器或國家海洋和大氣管理局天氣中的至少一個(gè)接收數(shù)據(jù)。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述分析引擎包括機(jī)器學(xué)習(xí)模型，其中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)模型基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)模型或其組合。

19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括編碼器、磁力計(jì)、陀螺儀、加速計(jì)、照相機(jī)、手勢(shì)傳感器、麥克風(fēng)、激光測(cè)距儀、簧片開關(guān)、磁性開關(guān)、gps或光學(xué)開關(guān)中的至少一種。

20.一種用于監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，所述灌溉系統(tǒng)可操作地耦接到水源，所述灌溉系統(tǒng)包括至少一個(gè)噴嘴和產(chǎn)品源，所述產(chǎn)品源支持用于與來自水源的水混合以形成灌溉流體的產(chǎn)品，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
一種用于灌溉系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，該灌溉系統(tǒng)包括噴嘴和產(chǎn)品源，該產(chǎn)品源支持用于與來自水源的水混合的產(chǎn)品，該灌溉系統(tǒng)可操作地耦接到該水源。該監(jiān)控系統(tǒng)包括：傳感器(102，1120)，該傳感器(102，1120)被配置為產(chǎn)生指示灌溉系統(tǒng)的行進(jìn)速度和/或行進(jìn)方向的第一電信號(hào)；流體壓力傳感器(1170)，該流體壓力傳感器(1170)被配置為產(chǎn)生指示流速的第二電信號(hào)；處理器(220)、存儲(chǔ)器(230)、以及變速泵(10)或閥門(2800，902)。該存儲(chǔ)器(230)包括指令，當(dāng)該指令由處理器(220)執(zhí)行時(shí)，該指令使監(jiān)控系統(tǒng)：接收第一和第二產(chǎn)生的電信號(hào)，基于第一和第二電信號(hào)確定預(yù)定灌溉區(qū)域上的灌溉流體的施加的速率，以及調(diào)節(jié)通過至少一個(gè)噴嘴的灌溉流體的流速。

技術(shù)研發(fā)人員：拉塞爾·桑德斯,杰雷米·帕維爾斯基,羅伯特·布克伯格
受保護(hù)的技術(shù)使用者：心田農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19