土壤修复湿度调节系统及方法

1.本发明属于大数据及边缘计算技术在农田种植领域的应用，涉及土壤修复湿度调节相关系统及具体方法。

背景技术：

2.我国幅员辽阔，地大物博，但可耕地面积相对有限，对粮食产量有着较高的需求。然而，近些年来，随着中国经济的高速发展与腾飞，以及城市化进程的不断推进，广大农村地区在不断被压缩。与此同时，随着大量人口涌入城市，导致农业人口老龄化问题不断凸显，难以确保充足的农业劳动力。因此，如何提高土壤作物的水分智能管理，提高生产效率，成为了一项刻不容缓的任务。

3.此外，我国并不是一个水量非常充沛的国家，由于气象条件及环境条件的限制，无法确保在每一个供水高峰期都能够实现土壤无差别持续供水。

4.为了解决上述问题，已发展出了节水型土壤水分智能控制系统及方法，但是现有技术广泛存在以下几方面问题：第一，土壤湿度测量手段单一，无法准确反映出土壤内部水分分布状况；第二，湿度测量精度不够，不但会影响作物长势，还会导致水资源浪费；第三，灌溉装置无法适应灵活多变的实际环境，对水量的调控不够方便；第四，缺少对既定灌溉计划、参数的反馈与调节；第五，没有针对不同地块的地理条件开展差异化分区灌溉，无法实现全局最优解。

技术实现要素：

5.本发明重点针对上述种种不足，提供一种土壤修复湿度调节系统及方法。

6.本发明提供了一种土壤修复湿度调节系统，包括灌水装置1、灌水控制阀2、流量计3、土壤湿度传感器4、气象传感器5、灌水控制单元6以及边缘计算服务器7；

7.其中，还包括多目视觉测绘装置8，一方面用于测定地势信息并根据既定规则对土壤进行区域划分，另一方面用于捕获土壤作物长势信息并反馈至灌水控制单元6。

8.优选的，所述灌水控制单元6包括作物灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库、灌溉参数设定模块、灌溉控制模块、湿度传感器接口、气象传感器接口、多目视觉测绘装置接口、通信模块；所述边缘计算服务器7包括区域划分模块、长势分析模块。

9.优选的，所述灌水装置1包括喷灌设备11，所述喷灌设备11具体包括主体部111以及可进入/伸出所述主体部的伸缩部112，所述主体部111沿长度方向等间隔分布有多个具有第一孔径φ1的第一开孔113，所述伸缩部112沿长度方向等间隔分布有多个第二开孔114，所述多个第二开孔114的孔径自所述伸缩部112靠近所述主体部111的一端向所述伸缩部112的自由端依次增大，且所述多个第二开孔114中最小孔径为φ1。

10.优选的，所述伸缩部112还能够相对于所述主体部111旋转，且所述伸缩部112的自由端设有密封盖115，所述伸缩部112靠近所述主体部111的一端设有限位密封塞116。

11.优选的，所述灌水装置1还包括插入地下的渗灌设备12，所述渗灌设备12为圆柱

状，在其侧壁开设多组渗灌窗121，每组所述渗灌窗121包括长条状渗灌口122以及位于所述长条状渗灌口122下方的沿所述长条状渗灌口122中轴线对称的多个渗灌孔123；任意两组所述渗灌窗121的中轴线不重合。

12.优选的，所述土壤湿度传感器4设置于所述渗灌设备12的下方。

13.优选的，还包括呈倒圆锥状的土壤锤，具有相互嵌套的外壳及内部容室，作为补充手段实现土壤湿度的定点测量。

14.同时，本发明还提供了一种应用于土壤修复湿度调节系统的湿度调节方法，包括如下步骤：

15.s1：通过所述多目视觉测绘装置8测定地势信息，并捕获土壤作物长势信息；

16.s2：所述边缘计算服务器7根据所述多目视觉测绘装置8反馈的信息设定土壤区域划分规则，并确定作物品种、长势、生长阶段；

17.s3：通过所述多目视觉测绘装置8对待灌溉土壤进行动态区域划分，每个区域包括地势高度不同的多块连续地块；

18.s4：将多组不同长度的所述土壤湿度传感器4布置到测量位置，通过谐振频率偏移法测定土壤湿度；

19.s5：通过所述气象传感器5测定当前大气温度、湿度、风向以及气压，并预测未来48小时气象状况；

20.s6：所述灌水控制单元6根据所述边缘计算服务器7反馈的分析结果、所述多目视觉测绘装置8反馈的区划情况、所述土壤湿度传感器4以及所述气象传感器5反馈的感测结果，综合灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库的相关内容，设定灌溉参数；

21.s7：所述灌水控制单元6对同一区域的不同地块设定不同的灌溉计划；

22.s8：所述灌水控制单元6控制灌水装置1按照灌溉参数及计划对目标地块进行灌溉；

23.s9：在灌溉停止后，经过预定时间，再次测量土壤指定深度的湿度是否达到设定阈值；

24.s10：如果土壤指定深度的湿度未达到设定阈值，则根据当前土壤指定深度的湿度信息制定二次灌溉计划并进行灌溉；

25.s11：完成灌溉后，将当前土壤湿度信息、灌水量、灌水次数、灌水时间、作物长势、当前气象状况、过去48小时气象状况等信息反馈至灌溉模型数据库，以对灌溉计划进行修正。

26.优选的，上述步骤s4具体包括：

27.s41：将由两个具有第一长度的探针所构成的第一湿度传感器组41与具有第一复合阻抗值的第一谐振电路并联，形成第一测量回路，以测量土壤表层湿度；

28.s42：将由两个具有第二长度的探针所构成的第二湿度传感器组42与具有第一复合阻抗值的第二谐振电路并联，形成第二测量回路，以测量第一深度处的土壤湿度；

29.s43：将由两个具有第三长度的探针所构成的第三湿度传感器组43与具有第一复合阻抗值的第三谐振电路并联，形成第三测量回路，以测量第二深度处的土壤湿度；

30.s44：将由两个具有第四长度的探针所构成的第四湿度传感器组44与具有第一复合阻抗值的第四谐振电路并联，形成第四测量回路，以测量第三深度处的土壤湿度；

31.s45：通过振荡器分别向第一测量回路、第二测量回路、第三测量回路以及第四测量回路提供第一交变电流，分别得到第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率；

32.s46：将第一谐振频率作为第一输入端信号，分别将第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率作为第二输入端信号，依次通过乘法器、低通滤波器、比较器，从而分别获得土壤不同深度处的相对湿度。

33.优选的，在上述步骤s7中，对于同一区域内地势较高的地块设定灌水量为q1，灌水时间为t1，地势中等的地块设定灌水量为q2，灌水时间为t2，地势较低的地块设定灌水量为q3，灌水时间为t3，其中q1》q2》q3，t1》t2》t3。

34.优选的，在上述步骤s7中，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸缩部112伸出所述主体部111；对地势中等的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸缩部112进入所述主体部111，所述第一开孔113与所述第二开孔114相对；对地势较低的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸缩部112进入所述主体部111，所述第一开孔113与所述第二开孔114相背。

35.优选的，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11和所述渗灌设备12同时工作；对地势中等的地块进行灌溉时，仅所述喷灌设备11工作；对地势较低的地块进行灌溉时，仅所述渗灌设备12工作。

36.与现有技术相比，本发明对土壤修复湿度调节系统及方法进行升级改造，其一，针对同一区域设置至少两种湿度传感器，分别用在灌溉的不同阶段，其中至少一种湿度传感器能够测量不同深度处的土壤湿度；其二，使用谐振频率偏移法结合传统的石膏平衡法提高湿度测量精度；其三，同时提供喷灌设备以及渗灌设备，并对喷灌设备以及渗灌设备的结构进行改造，以适应灵活多变的需求；其四，设置模型数据库、资料数据库，根据历史情况、当前情况及未来预计情况优化灌溉计划；其五，综合考虑地势信息、作物长势情况、水分迁移趋势等对待灌溉土壤进行动态区域划分；通过上述方式能够节约水源、提高灌溉效果。

附图说明

37.图1为本发明土壤修复湿度调节系统框图；

38.图2为本发明灌水控制单元及边缘计算服务器架构图；

39.图3为本发明喷灌设备结构图；

40.图4为本发明渗灌设备结构图；

41.图5为本发明土壤修复湿度调节方法流程图。

42.附图标记说明：灌水装置1、灌水控制阀2、流量计3、土壤湿度传感器4、气象传感器5、灌水控制单元6、边缘计算服务器7、多目视觉测绘装置8、喷灌设备11、主体部111、伸缩部112、第一开孔113、第二开孔114、密封盖115、限位密封塞116、渗灌设备12、渗灌窗121、长条状渗灌口122、渗灌孔123、第一湿度传感器组41、第二湿度传感器组42、第三湿度传感器组43、第四湿度传感器组44、集成电路部45。

具体实施方式

43.以下说明的技术可进行多种变换，并可具有多种实施例，在此结合附图以特定实

施例进行详细说明。然而，这并不意味着将下文描述的技术限制于特定实施例。应当理解，在不脱离下文所描述的技术的精神和技术范围的情况下，本发明包括所有类似的修改、等同及替代。

44.如图1-4所示，本发明提供了一种土壤修复湿度调节系统，包括灌水装置1、灌水控制阀2、流量计3、土壤湿度传感器4、气象传感器5、灌水控制单元6以及边缘计算服务器7；

45.其中，还包括多目视觉测绘装置8，一方面用于测定地势信息并根据既定规则对土壤进行区域划分，另一方面用于捕获土壤作物长势信息并反馈至灌水控制单元6。

46.土壤管理集约化、农业种植自动化，都对智能控制系统的算力提出了较高要求，且不同地域的土壤往往具有独特的特点。边缘计算服务器的引入，能够快速、妥善处理相关数据，并提高土壤修复湿度调节的科学性。

47.地势信息、气象条件、历史数据、数学模型以及作物的长势情况，都将作为土壤区域划分的依据，且随着作物长势的差异变化，作物根部对土壤内部的改造，所述既定规则可以发生变化，且可对区域划分进行动态调整。

48.其中，所述灌水控制单元6包括作物灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库、灌溉参数设定模块、灌溉控制模块、湿度传感器接口、气象传感器接口、多目视觉测绘装置接口、通信模块；所述边缘计算服务器7包括区域划分模块、长势分析模块。

49.其中，所述灌水装置1包括喷灌设备11，所述喷灌设备11具体包括主体部111以及可进入/伸出所述主体部的伸缩部112，所述主体部111沿长度方向等间隔分布有多个具有第一孔径φ1的第一开孔113，所述伸缩部112沿长度方向等间隔分布有多个第二开孔114，所述多个第二开孔114的孔径自所述伸缩部112靠近所述主体部111的一端向所述伸缩部112的自由端依次增大，且所述多个第二开孔114中最小孔径为φ1。

50.其中，所述伸缩部112还能够相对于所述主体部111旋转，且所述伸缩部112的自由端设有密封盖115，所述伸缩部112靠近所述主体部111的一端设有限位密封塞116。

51.一般而言，沿远离供水端的方向水压递减，为了确保喷灌水量的均匀性，伸缩部的多个第二开孔孔径依次递增。然而，在伸缩部伸出主体部时，为了确保流经主体部进入伸缩部的水具有足够的水压，主体部的多个第一开孔孔径不宜过大，且为了确保在伸缩部与主体部交接处水压的平稳过渡，设定多个第二开孔中最小孔径为与多个第一开孔孔径相同。

52.另外，通过调节伸缩部相对于主体部的伸出长度，以及第二开孔与第一开孔的重合程度，能够在系统末端灵活调节出水量以及喷灌范围，不必在供水端调整水压、水量，从而减轻了供水端负担，降低了头端控制系统的复杂度。

53.其中，所述灌水装置1还包括插入地下的渗灌设备12，所述渗灌设备12为圆柱状，在其侧壁开设多组渗灌窗121，每组所述渗灌窗121包括长条状渗灌口122以及位于所述长条状渗灌口122下方的沿所述长条状渗灌口122中轴线对称的多个渗灌孔123；任意两组所述渗灌窗121的中轴线不重合。

54.从渗灌孔中流出的水水压较大，能够起到疏松土壤的作用，便于位于渗灌孔上方的长条状渗灌口流出的水分充分沉降。另外，为了保证足够的渗透压，充分渗灌周边区域，并尽量减少水源损耗，设置任意两组渗灌窗的中轴线不重合。

55.其中，所述土壤湿度传感器4设置于所述渗灌设备12的下方。

56.土壤湿度传感器包括第一到第四传感器组41～44，由不同长度的探针对构成，并

经由集成电路部45附接至渗灌设备的底端。

57.其中，还包括呈倒圆锥状的土锤，具有相互嵌套的外壳及内部容室，作为补充手段实现土壤湿度的定点测量。

58.具体而言，首先将土锤的外壳插入待测点，然后在内部容室内填充标准湿度土壤，将内部容室插入外壳，在内部容室内的土壤与外部土壤达到水分平衡后，通过测量土锤的重量，结合回归方程，得出待测点湿度。其中，外壳用于避免土壤中动物、植物根系以及空穴对水分迁移的影响。外壳由陶瓷材料制成，内部容室由石膏或高岭土烤制制成。

59.如图5所示，本发明还提供了一种应用于土壤修复湿度调节系统的湿度调节方法，包括如下步骤：

60.s1：通过所述多目视觉测绘装置8测定地势信息，并捕获土壤作物长势信息；

61.s2：所述边缘计算服务器7根据所述多目视觉测绘装置8反馈的信息设定土壤区域划分规则，并确定作物品种、长势、生长阶段；

62.s3：通过所述多目视觉测绘装置8对待灌溉土壤进行动态区域划分，每个区域包括地势高度不同的多块连续地块；

63.灌溉到土壤中的水分会沿着地势由高到低迁移，因此即使相邻地块有着相同的气象条件以及土质条件，其蓄水能力也不尽相同。按照地势对土壤区域进行划分，有助于最大限度的利用水资源，减少浪费。例如，高地势地块a在灌溉后，经过一定的时间间隔，有3％的水分会迁移到中地势地块b1，0.5％的水分会迁移到中地势地块b2，中地势地块b1在灌溉后，经过一定的时间间隔，有1％的水分会迁移到低地势地块c1，4％的水分会迁移到低地势地块c2，则可将地块a、b1、c2划分为同一区域。

64.另外，即使是相邻地块，作物长势有时也不尽相同，随着作物的生长，其根系会对土壤内部结构造成不可忽视的影响。土壤内部结构的改变、根系密度等都会对水分在土壤中的迁移造成影响。例如，经过一段时间，高地势地块a在灌溉后，有1％的水分会迁移到中地势地块b1，2.5％的水分会迁移到中地势地块b2，则将地块a、b1的区域组合动态调整为a、b2。

65.s4：将多组不同长度的所述土壤湿度传感器4布置到测量位置，通过谐振频率偏移法测定土壤湿度；

66.s5：通过所述气象传感器5测定当前大气温度、湿度、风向以及气压，并预测未来48小时气象状况；

67.s6：所述灌水控制单元6根据所述边缘计算服务器7反馈的分析结果、所述多目视觉测绘装置8反馈的区划情况、所述土壤湿度传感器4以及所述气象传感器5反馈的感测结果，综合灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库的相关内容，设定灌溉参数；

68.s7：所述灌水控制单元6对同一区域的不同地块设定不同的灌溉计划；

69.更进一步的，为了给土壤区域的动态调整提供依据，不同区域分别在不同的时段进行灌溉，各时段间设置固定的时间间隔，这样能够给水分在土壤中的迁移提供足够的时间，从而更好地测定土壤湿度以及水分迁移趋势。固定的时间间隔由本领域实际生产经验而定。

70.s8：所述灌水控制单元6控制灌水装置1按照灌溉参数及计划对目标地块进行灌溉；

71.s9：在灌溉停止后，经过预定时间，再次测量土壤指定深度的湿度是否达到设定阈值；

72.预定时间由本领域实际生产经验而定。土壤湿度的再次测量通过土锤完成，一是由于此时土壤经过灌溉已经具备相当的湿度，水分的迁移现象更为显著，已经满足测量精度，二是可节约系统功耗，三是可实现指定位置的湿度测量，操作更为灵活。

73.s10：如果土壤指定深度的湿度未达到设定阈值，则根据当前土壤指定深度的湿度信息制定二次灌溉计划并进行灌溉；

74.设定阈值由本领域实际生产经验而定。二次灌溉计划可通过渗灌设备定点进行。

75.s11：完成灌溉后，将当前土壤湿度信息、灌水量、灌水次数、灌水时间、作物长势、当前气象状况、过去48小时气象状况等信息反馈至灌溉模型数据库，以对灌溉计划进行修正。

76.过去一段时间的气象状况、作物长势、本次灌溉情况、当前气象状况等都会对本次灌溉效果产生影响，通过对这些因素进行统计分析，不断修正灌溉模型，能够有效提高土壤湿度调节效果。

77.其中，上述步骤s4具体包括：

78.s41：将由两个具有第一长度的探针所构成的第一湿度传感器组41与具有第一复合阻抗值的第一谐振电路并联，形成第一测量回路，以测量土壤表层湿度；

79.s42：将由两个具有第二长度的探针所构成的第二湿度传感器组42与具有第一复合阻抗值的第二谐振电路并联，形成第二测量回路，以测量第一深度处的土壤湿度；

80.s43：将由两个具有第三长度的探针所构成的第三湿度传感器组43与具有第一复合阻抗值的第三谐振电路并联，形成第三测量回路，以测量第二深度处的土壤湿度；

81.s44：将由两个具有第四长度的探针所构成的第四湿度传感器组44与具有第一复合阻抗值的第四谐振电路并联，形成第四测量回路，以测量第三深度处的土壤湿度；

82.s45：通过振荡器分别向第一测量回路、第二测量回路、第三测量回路以及第四测量回路提供第一交变电流，分别得到第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率；

83.s46：将第一谐振频率作为第一输入端信号，分别将第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率作为第二输入端信号，依次通过乘法器、低通滤波器、比较器，从而分别获得土壤不同深度处的相对湿度。

84.在分别获得土壤不同深度处的相对湿度后，通过振荡器分别向第一测量回路、第二测量回路、第三测量回路以及第四测量回路中的至少两个提供第二交变电流，根据得到的多个谐振频率间的差值计算任意两个对应位置处相对湿度的差值，以对步骤s4中测定的湿度值进行验证。

85.其中，在上述步骤s7中，对于同一区域内地势较高的地块设定灌水量为q1，灌水时间为t1，地势中等的地块设定灌水量为q2，灌水时间为t2，地势较低的地块设定灌水量为q3，灌水时间为t3，其中q1》q2》q3，t1》t2》t3。

86.对同一区域的不同地块的灌溉可同时进行或同时结束，也可分别在不同时段进行，各时段间设置固定的时间间隔。固定的时间间隔由本领域实际生产经验而定。

87.其中，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸

缩部112伸出所述主体部111；对地势中等的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸缩部112进入所述主体部111，所述第一开孔113与所述第二开孔114相对；对地势较低的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11的所述伸缩部112进入所述主体部111，所述第一开孔113与所述第二开孔114相背。

88.其中，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备11和所述渗灌设备12同时工作；对地势中等的地块进行灌溉时，仅所述喷灌设备11工作；对地势较低的地块进行灌溉时，仅所述渗灌设备12工作。

89.水分不仅会在土壤内部进行迁移，也会在土壤表层进行迁移，总体趋势都是由高到低，因此，如果地势较低的地块能够汇聚足够的水流，则无须再进行喷灌。

90.虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明专利范围为限制，对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的其它变化和修改，仍包括在本发明保护范围之内。技术特征：

1.一种土壤修复湿度调节系统，包括灌水装置(1)、灌水控制阀(2)、流量计(3)、土壤湿度传感器(4)、气象传感器(5)、灌水控制单元(6)以及边缘计算服务器(7)；其特征在于，还包括多目视觉测绘装置(8)，一方面用于测定地势信息并根据既定规则对土壤进行区域划分，另一方面用于捕获土壤作物长势信息并反馈至灌水控制单元(6)。2.根据权利要求1所述的土壤修复湿度调节系统，其特征在于，所述灌水控制单元(6)包括作物灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库、灌溉参数设定模块、灌溉控制模块、湿度传感器接口、气象传感器接口、多目视觉测绘装置接口、通信模块；所述边缘计算服务器(7)包括区域划分模块、长势分析模块。3.根据权利要求2所述的土壤修复湿度调节系统，其特征在于，所述灌水装置(1)包括喷灌设备(11)，所述喷灌设备(11)具体包括主体部(111)以及可进入/伸出所述主体部的伸缩部(112)，所述主体部(111)沿长度方向等间隔分布有多个具有第一孔径φ1的第一开孔(113)，所述伸缩部(112)沿长度方向等间隔分布有多个第二开孔(114)，所述多个第二开孔(114)的孔径自所述伸缩部(112)靠近所述主体部(111)的一端向所述伸缩部(112)的自由端依次增大，且所述多个第二开孔(114)中最小孔径为φ1。4.根据权利要求3所述的土壤修复湿度调节系统，其特征在于，所述伸缩部(112)还能够相对于所述主体部(111)旋转，且所述伸缩部(112)的自由端设有密封盖(115)，所述伸缩部(112)靠近所述主体部(111)的一端设有限位密封塞(116)。5.根据权利要求4所述的土壤修复湿度调节系统，其特征在于，所述灌水装置(1)还包括插入地下的渗灌设备(12)，所述渗灌设备(12)为圆柱状，在其侧壁开设多组渗灌窗(121)，每组所述渗灌窗(121)包括长条状渗灌口(122)以及位于所述长条状渗灌口(122)下方的沿所述长条状渗灌口(122)中轴线对称的多个渗灌孔(123)；任意两组所述渗灌窗(121)的中轴线不重合。6.一种应用于如权利要求1-5任意一项所述的土壤修复湿度调节系统的湿度调节方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：通过所述多目视觉测绘装置(8)测定地势信息，并捕获土壤作物长势信息；s2：所述边缘计算服务器(7)根据所述多目视觉测绘装置(8)反馈的信息设定土壤区域划分规则，并确定作物品种、长势、生长阶段；s3：通过所述多目视觉测绘装置(8)对待灌溉土壤进行动态区域划分，每个区域包括地势高度不同的多块连续地块；s4：将多组不同长度的所述土壤湿度传感器(4)布置到测量位置，通过谐振频率偏移法测定土壤湿度；s5：通过所述气象传感器(5)测定当前大气温度、湿度、风向以及气压，并预测未来48小时气象状况；s6：所述灌水控制单元(6)根据所述边缘计算服务器(7)反馈的分析结果、所述多目视觉测绘装置(8)反馈的区划情况、所述土壤湿度传感器(4)以及所述气象传感器(5)反馈的感测结果，综合灌溉模型数据库、作物历史长势资料数据库的相关内容，设定灌溉参数；s7：所述灌水控制单元(6)对同一区域的不同地块设定不同的灌溉计划；s8：所述灌水控制单元(6)控制灌水装置(1)按照灌溉参数及计划对目标地块进行灌溉；

s9：在灌溉停止后，经过预定时间，再次测量土壤指定深度的湿度是否达到设定阈值；s10：如果土壤指定深度的湿度未达到设定阈值，则根据当前土壤指定深度的湿度信息制定二次灌溉计划并进行灌溉；s11：完成灌溉后，将当前土壤湿度信息、灌水量、灌水次数、灌水时间、作物长势、当前气象状况、过去48小时气象状况等信息反馈至灌溉模型数据库，以对灌溉计划进行修正。7.根据权利要求6所述的湿度调节方法，其特征在于，上述步骤s4具体包括：s41：将由两个具有第一长度的探针所构成的第一湿度传感器组(41)与具有第一复合阻抗值的第一谐振电路并联，形成第一测量回路，以测量土壤表层湿度；s42：将由两个具有第二长度的探针所构成的第二湿度传感器组(42)与具有第一复合阻抗值的第二谐振电路并联，形成第二测量回路，以测量第一深度处的土壤湿度；s43：将由两个具有第三长度的探针所构成的第三湿度传感器组(43)与具有第一复合阻抗值的第三谐振电路并联，形成第三测量回路，以测量第二深度处的土壤湿度；s44：将由两个具有第四长度的探针所构成的第四湿度传感器组(44)与具有第一复合阻抗值的第四谐振电路并联，形成第四测量回路，以测量第三深度处的土壤湿度；s45：通过振荡器分别向第一测量回路、第二测量回路、第三测量回路以及第四测量回路提供第一交变电流，分别得到第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率；s46：将第一谐振频率作为第一输入端信号，分别将第二谐振频率、第三谐振频率以及第四谐振频率作为第二输入端信号，依次通过乘法器、低通滤波器、比较器，从而分别获得土壤不同深度处的相对湿度。8.根据权利要求7所述的湿度调节方法，其特征在于，在上述步骤s7中，对于同一区域内地势较高的地块设定灌水量为q1，灌水时间为t1，地势中等的地块设定灌水量为q2，灌水时间为t2，地势较低的地块设定灌水量为q3，灌水时间为t3，其中q1>q2>q3，t1>t2>t3。9.根据权利要求8所述的湿度调节方法，其特征在于，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备(11)的所述伸缩部(112)伸出所述主体部(111)；对地势中等的地块进行灌溉时，所述喷灌设备(11)的所述伸缩部(112)进入所述主体部(111)，所述第一开孔(113)与所述第二开孔(114)相对；对地势较低的地块进行灌溉时，所述喷灌设备(11)的所述伸缩部(112)进入所述主体部(111)，所述第一开孔(113)与所述第二开孔(114)相背。10.根据权利要求8所述的湿度调节方法，其特征在于，在上述步骤s7中，对地势较高的地块进行灌溉时，所述喷灌设备(11)和所述渗灌设备(12)同时工作；对地势中等的地块进行灌溉时，仅所述喷灌设备(11)工作；对地势较低的地块进行灌溉时，仅所述渗灌设备(12)工作。

技术总结

本发明公开了一种土壤修复湿度调节系统及方法，针对同一区域设置至少两种湿度传感器，分别用在灌溉的不同阶段，其中至少一种湿度传感器能够测量不同深度处的土壤湿度；使用谐振频率偏移法结合传统的石膏平衡法提高湿度测量精度；提供喷灌设备以及渗灌设备，并对喷灌设备以及渗灌设备的结构进行改造，以适应灵活多变的需求；设置模型数据库、资料数据库，根据历史情况、当前情况及未来预计情况优化灌溉计划；综合考虑地势信息、作物长势情况、水分迁移趋势等对待灌溉土壤进行动态区域划分；通过上述方式能够节约水源、提高灌溉效果。提高灌溉效果。提高灌溉效果。

技术研发人员：潘国权 毕军 李冰 马志盼 陈怡 刘雪莲 徐菲 唐扬 王靖

受保护的技术使用者：南京大学

技术研发日：2022.01.19

技术公布日：2022/4/15