本发明涉及一种农业领域，特别涉及一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置及控制方法。
背景技术：
1、鲜食甘薯是重要的经济作物，因其细腻、甜美的口感以及丰富的营养物质，深受消费者青睐。而海南岛因其得天独厚的地理气候环境，每年拥有超过1700个小时的日照以及充足的雨量，为鲜食甘薯的糖分水分积累提供了有利条件。
2、此外，海砂土壤土质疏松，通风透气，且富含硒等矿物质元素，为甘薯的生长提供了良好的土壤环境。
3、故而，在这种环境下生长出来的鲜食甘薯，品质远超其他地区。如，“海头地瓜”、“桥头地瓜”等品牌备受人们喜爱。然而，沙地鲜食甘薯的生长长期受到过高的空气温度和土壤温度的显著制约。
4、因此，实现对鲜食甘薯生长的环境温度调控具有重要的实际意义。
5、对于降温方式的选择，在海南沙地热季，目前普遍采用的降温方式是在垄沟铺设喷灌管道，进行喷灌降温，喷灌管用于降温，滴灌管用于给甘薯进行水分供给，但是由于沙地不蓄水的特性，导致沙地甘薯种植地取水比较困难，如果全采用原始的喷灌方式进行降温，而泵的功率又提供不了足够的压力，导致离水源较远距离的种植地的喷灌管道无法喷出覆盖作物生长区域的雾滴，从而达不到降温的效果，对于这种情况，原有的解决方案主要有：一是在热季，离水源较远的甘薯种植区不进行种植；二是通过另外牵管加泵的方式进行远距离水的输送。
6、方案一和方案二的降温措施都有不同程度的缺陷，方案一浪费了耕种区域，方案二额外多增加了管道的使用。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供了一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置及控制方法。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，包括田垄，检测组件，控制系统，压力泵，滴灌管，喷灌头和喷灌管，所述田垄的一侧设有滴灌总管，该滴灌总管上固定开设有若干个连接口，该连接口处固定连接有电磁阀，该电磁阀固定连接有滴灌管和喷灌管，每个田垄的长度方向的中线上铺设有一根喷灌管，所述控制系统与电磁阀电控连接，该喷灌管沿喷灌管铺设方向的两侧均设有一个滴灌管，该检测组件的信息输出端与控制系统电连，该检测组件铺设于田垄内，且田垄内设有多个铺设在不同地点的监测组件，该喷灌管上固定开设有若干个间距相同的滴灌喷孔，该喷灌管上固定连接有若干个竖立设置的喷灌支管，该喷灌支管的末端固定安装有喷灌头。
4、进一步的，所述喷灌头的喷洒范围选择方法为：根据沙地甘薯种植农艺，确定垄宽，而喷灌头的喷洒范围为圆形，为了实现喷灌头喷洒的水可以覆盖田垄，所以同一田垄上的两个相邻的喷灌头喷洒范围圆的相交点应与田垄的边缘线在同一直线上，所以喷灌头喷洒的直径d的计算公式为：
5、
6、进一步的，所述喷灌头的设置高度确定方法为：基于控制系统控制压力泵使灌喷头流量一定的前提下，通过喷头离地高度与喷洒范围关系试验，并通过最小二乘法对两者关系进行拟合，通过拟合数据获得喷头的最佳高度。
7、进一步的，所述控制系统控制压力泵使灌喷头流量一定的方法为：由质量守恒定理可知，压力泵的管道流量等于多个喷头流量的总和，而单个灌喷头的流量为压力泵的管道流量除以灌喷头的个数，故而实现对压力泵管道流量的控制即可实现喷头流量的控制，通过控制系统控制压力泵电机转速实现对管道流量(喷头流量)的控制。
8、进一步的，所述压力泵的输出端设有流量传感器，该流量传感器与控制系统传信连接。
9、进一步的，所述控制系统为采用模糊pid控制，模糊pid控制是将模糊控制和普通pid控制相结合，首先将偏差e及偏差变化率ec作为输入量，然后在模糊控制器中，根据模糊规则对pid参数(kp、ki、kd)进行整定，最后将输出信号作用到被控对象，实现对整个模型的控制。
10、进一步的，所述模糊pid控制中包括pid控制器，该模糊pid控制的表达式为：
11、δuz＝uz-uz-1＝kp(ek-ek-1)+kiek+kd[ek-2ek-1+ek-2]
12、式中，u为pid控制器的输出量；kp为比例系数；ki为积分系数；kd为微分系数；ez是第z次采样时的pid控制器输入的偏差值；ez-1是第z-1次采样时的pid控制器输入的偏差值；t为采样的周期；z为采样次数。
13、进一步的，所述模糊pid控制为基于天牛搜索算法优化得到的模糊pid控制器。
14、进一步的，所述天牛搜索算法用于优化模糊pid控制器中的模糊化过程和解模糊化过程，天牛搜索算法根据压力泵流量数据的偏差和偏差变化率不断优化模糊化过程和解模糊化过程中的参数因子，从而实现对模糊pid控制器的动态调控。
15、进一步的，一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置的控制方法包括步骤：
16、s1，通过检测组件检测田垄地表以及2-5cm深度的平均温度，并将温度信息传递给控制系统；
17、s2，控制系统根据设定的温度阈值判断是否需要进行降温，当是否时，控制系统不启动，当温度信息大于阈值时，控制电磁阀打开，并控制压力泵启动。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
19、通过本发明的方案，当土壤温度超出适宜范围时，控制系统开启压力泵，随着泵的启动，滴灌总管中的水受到加压作用，流经喷灌管并最终从喷灌头喷出，这一过程能够有效地将水分散布在甘薯幼苗周围，通过水分的蒸发吸热作用，实现对甘薯幼苗的有效降温，从而确保其正常生长，通过整合现有的滴灌总管道系统，实现了管道资源的最大化利用，避免了不必要的额外铺设，同时降低了水源的浪费，提高水源的利用率。
1.一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，包括田垄，检测组件，控制系统，压力泵，滴灌管，喷灌头和喷灌管，所述田垄的一侧设有滴灌总管，该滴灌总管上固定开设有若干个连接口，其特征在于：该连接口处固定连接有电磁阀，该电磁阀固定连接有滴灌管和喷灌管，每个田垄的长度方向的中线上铺设有一根喷灌管，所述控制系统与电磁阀电控连接，该喷灌管沿喷灌管铺设方向的两侧均设有一个滴灌管，该检测组件的信息输出端与控制系统电连，该检测组件铺设于田垄内，且田垄内设有多个铺设在不同地点的监测组件，该喷灌管上固定开设有若干个间距相同的滴灌喷孔，该喷灌管上固定连接有若干个竖立设置的喷灌支管，该喷灌支管的末端固定安装有喷灌头。
2.根据权利要求1所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述喷灌头的喷洒范围选择方法为：根据沙地甘薯种植农艺，确定垄宽，而喷灌头的喷洒范围为圆形，为了实现喷灌头喷洒的水可以覆盖田垄，所以同一田垄上的两个相邻的喷灌头喷洒范围圆的相交点应与田垄的边缘线在同一直线上，所以喷灌头喷洒的直径d的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述喷灌头的设置高度确定方法为：基于控制系统控制压力泵使灌喷头流量一定的前提下，通过喷头离地高度与喷洒范围关系试验，并通过最小二乘法对两者关系进行拟合，通过拟合数据获得喷头的最佳高度。
4.根据权利要求3所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述控制系统控制压力泵使灌喷头流量一定的方法为：由质量守恒定理可知，压力泵的管道流量等于多个喷头流量的总和，而单个灌喷头的流量为压力泵的管道流量除以灌喷头的个数，故而实现对压力泵管道流量的控制即可实现喷头流量的控制，通过控制系统控制压力泵电机转速实现对管道流量的控制。
5.根据权利要求4所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述压力泵的输出端设有流量传感器，该流量传感器与控制系统传信连接。
6.根据权利要求1所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述控制系统为采用模糊pid控制，模糊pid控制是将模糊控制和普通pid控制相结合，首先将偏差e及偏差变化率ec作为输入量，然后在模糊控制器中，根据模糊规则对pid参数进行整定，最后将输出信号作用到被控对象，实现对整个模型的控制。
7.根据权利要求6所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述模糊pid控制中包括pid控制器，该模糊pid控制的表达式为：
8.根据权利要求6所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述模糊pid控制为基于天牛搜索算法优化得到的模糊pid控制器。
9.根据权利要求6所述的一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置，其特征在于：所述天牛搜索算法用于优化模糊pid控制器中的模糊化过程和解模糊化过程，天牛搜索算法根据压力泵流量数据的偏差和偏差变化率不断优化模糊化过程和解模糊化过程中的参数因子，从而实现对模糊pid控制器的动态调控。
10.一种面向海南沙地鲜食甘薯的辅助降温装置的控制方法，其特征在于：包括步骤：
