CN104636982B - 一种基于植物种植的管理系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于植物种植的管理系统及其方法，方法包括：智能化植物种植装置，提供植物生长的环境，安装于室内空间，承载所述植物的生长，并记录植物的生长状态参数；身份验证装置，对进入室内空间的用户进行登录与身份验证；定位跟踪装置，记录用户的浏览路径与行为信息向用户推荐浏览路径与产品信息；中央控制装置智能化植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置发送的数据并对智能化植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置进行控制；光通讯装置，提供中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置之间的通讯。本申请将智能化植物种植系统与传统购物中心相结合，以提供更佳的购物体验。
Description
技术领域
本申请涉及植物种植技术领域，尤其涉及一种基于植物种植的管理系统及其方法。
背景技术
随着社会的进步，人们对于生活品质的要求日益提高。但由于环境污染的状况越发严重，食品安全问题逐渐成为困扰我们的一大难题。智能化植物种植系统是通过设施内高精度环境控制实现农作物全年连续生产的高效农业系统，利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生物不受或很少受自然条件制约的省力型生产。
智能化植物种植系统的出现，成功解决了食品安全问题，能够大幅度提升我们的生活品质。这种新型农业完美地突破了传统农业对于土壤、阳光和温度的限制，能够让植物在完全可控的条件下生长。借助微量元素补给、人造光源照射和温度调节，植物可以实现室内生长。通过对植物补充其所需的微量元素，植物可以实现无土化栽培；通过控制人造光源的照射时间，能够大大缩短植物的生长周期。通过调节室内温度，能够实现植物的反季节种植。这种新型农业的出现，不仅可以实现对环境的零污染，而且人们可以吃到真正有机的蔬果。与此同时，智能化植物种植系统能够突破季节和地域的限制，使人们随时吃到健康可口的新鲜产品。
而传统的购物中心则由于互联网的发展以及经营模式的限制，逐渐被网络购物所取代。而传统购物中心同网络购物相比较的优势在于能够提供更佳的产品展示，以及能够更快速的获得所购买的产品。因此，传统购物中心对于要求产品质量更高，产品新鲜度更严格的顾客更加有吸引力。采摘园由于能够提供最为新鲜的产品而为人们所接受，但是采摘园通常都位于郊区，且采摘环境较差。并且，采摘园亦受制于植物的种植方式和季节的限制。
因此，如何将智能化植物种植系统与传统购物中心相结合，以提供更佳的购物体验成为亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种基于植物种植的管理系统及其方法，其将智能化植物种植系统与传统购物中心相结合，以提供更佳的购物体验。
为达到上述目的之一，本申请的实施例采用如下技术方案：
本申请实施例的一方面，本申请提供一种基于植物种植的管理系统，包括：
智能化植物种植装置，用于提供植物生长的环境，安装于室内空间，承载所述植物的生长，并记录植物的生长状态参数。
身份验证装置，用于对进入室内空间的用户进行登录与身份验证，保存用户的登录信息与身份信息。
定位跟踪装置，用于记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息。
中央控制装置，用于接收植物种植装置发送的植物的生长状态参数，根据植物的生长状态参数产生第一控制信息，并发送第一控制信息调整植物生长的环境；接收用户的登录信息与身份信息，根据第一预存数据库产生用户的偏好信息，并将根据所述偏好信息产生的推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置；接收用户的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息。
光通讯装置，用于提供中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置之间的通讯，包括分别安装于中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置上的光收发模块。
在本申请一具体实施例中，所述智能化植物种植装置包括：植物生长架、光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统，所述植物生长支架上设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有若干个种植盘，每个所述种植盘中种植有若干株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口和营养液输出口；光源系统包括若干组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方；营养液供给系统用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；所述环境监控系统包括湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、营养液液位传感器、营养液浓度传感器、酸碱度传感器，用于分别对植物生长的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度进行实时监测。
在本申请一具体实施例中，还包括产品生成装置，用于根据所述植物种植装置中生长的植物，根据预设工序，生成对应的产品。
在本申请一具体实施例中，所述光通讯装置包括多个光收发模块，
所述光收发模块包括：
发送单元，用于向路由器发送数据包，所述数据包为红外信号，包括目的IP、源IP、操作指令、操作数据以及校验码；
接收单元，用于接收所述路由器发送的数据包，并根据数据包中的目的IP确定是否根据所述操作指令执行对应的操作。
在本申请一具体实施例中，还包括环境控制装置，所述环境控制装置用于控制并采集环境参数，将采集的环境参数发送给所述中央控制装置，所述中央控制装置产生第二控制信息发送给所述环境控制装置以调节室内空间的环境参数。
在本申请一具体实施例中，还包括云服务器，所述云服务器接收所述中央控制装置发送的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，所述云服务器根据第三预存数据库，对所接收的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息进行云计算，并发送第三控制信息给所述中央控制装置，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
在本申请一具体实施例中，用户通过便携终端登录所述云服务器，查看所述植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，并输入控制指令产生第四控制信息发送给所述中央控制装置，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
在本申请一具体实施例中，用户通过便携终端登录所述云服务器发送订购信息给所述产品生成装置，所述产品生成装置根据订购信息生成对应的产品。
在本申请一具体实施例中，还包括图像采集装置，采集用户在浏览中的图像信息，并将采集的图像信息发送给所述中央控制装置，由所述中央控制装置发送给云服务器。
本申请还提供一种基于植物种植的管理方法，包括：
植物种植装置通过光通讯装置发送所种植的植物的生长状态参数，给中央控制装置；
中央控制装置根据植物的生长状态参数产生第一控制信息；
中央控制装置发送第一控制信息调整植物生长的环境；
身份验证装置对进入室内空间的用户进行登录与身份验证；
身份验证装置将用户的登录信息与身份信息发送给中央控制装置；
中央控制装置根据第一预存数据库产生用户的偏好信息；
中央控制装置根据所述偏好信息产生推荐浏览路径与产品信息，并将所述推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置；
定位跟踪装置记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息；
中央控制装置接收定位跟踪装置记录的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息。
由以上技术方案可见，本申请智能化植物种植装置完成植物在室内空间的种植，当用户进入室内空间通过身份验证装置进行登录与身份验证，定位跟踪装置记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息。本申请中央控制装置接收植物种植装置、身份验证装置以及定位跟踪装置发送的信息，并分别反馈控制及/或推荐信息给上述装置。从而，实现了智能化植物种植装置与传统购物中心(室内空间)相结合，利用互联网技术为用户提供更佳的购物体验。而本申请植物种植装置通过光通讯装置实现中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置之间的通讯。本申请能够进一步节约能量，实现更佳的通讯效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请基于植物种植的管理系统结构图；
图2是本申请基于植物种植的管理系统中智能化植物种植装置结构图；
图3是本申请智能化植物种植装置中植物生长状态监控系统结构图；
图4是本申请基于植物种植的管理系统中光通讯装置结构图；
图5是本申请基于植物种植的管理方法的流程图。
具体实施方式
当然，实施本申请的任一技术方案必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
为了使本领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，本申请一实施例提供一种基于植物种植的管理系统，包括：
智能化植物种植装置11，用于提供植物生长的环境，安装于室内空间，承载所述植物的生长，并记录植物的生长状态参数。
身份验证装置12，用于对进入室内空间的用户进行登录与身份验证，保存用户的登录信息与身份信息。
定位跟踪装置13，用于记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息。
中央控制装置14，用于接收植物种植装置发送的植物的生长状态参数，根据植物的生长状态参数产生第一控制信息，并发送第一控制信息调整植物生长的环境；接收用户的登录信息与身份信息，根据第一预存数据库产生用户的偏好信息，并将根据所述偏好信息产生的推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置；接收用户的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息。
光通讯装置15，用于提供中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置之间的通讯，包括分别安装于中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置上的光收发模块。
在本申请一具体实现中，参看图2，所述智能化植物种植装置11包括：植物生长架111、光源系统112、营养液供给系统113、环境监控系统114、植物生长状态监控系统115。
本实施例中，所述光源系统112、营养液供给系统113、环境监控系统114、植物生长状态监控系统115之间通过ZIGBEE无线通讯协议进行数据传输，所述光源系统112、营养液供给系统113、环境监控系统114、植物生长状态监控系统115分别对应一个带状网络子网，每个带状网路子网中的设备对应一个网络节点。
所述植物生长支架111上设置有植物生长床(图中未示出)，所述植物生长床上设置有若干个种植盘(图中未示出)，每个所述种植盘中种植有若干株植物(图中未示出)，所述植物生长床开设有营养液输入口(图中未示出)和营养液输出口(图中未示出)。
光源系统112包括若干组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方。
本实施例中，所述人工光源可以为高压钠灯(highpressuresodiumlamp，HPS)或者荧光灯(tubularfluorescentlamp，TFL)或者发光二极管(lighting-emittingdiode，LED)。由于发光二极管LED的发光效率较高，其体积较小、寿命更长，可直接使用直流电、低发热量，光质可控，作为冷光源可与植物近距离照射，发光二极管LED相对于高压钠灯HPS或者荧光灯TFL来说是一种更为有效的人工光源。
由于植物光合作用在可见光光谱380nm-760nm范围内，其主要是波长为610nm-720nm的红、橙光和波长为400-510nm的蓝、紫光。而LED灯光质可控，可以发出植物生长所需要的任意单色光光谱，而且光的利用效率较高。
本实施例中，为了更适合植物生长的需要，光源系统的若干组人工光源可以分为：红色人工光源及其对应驱动、蓝色人工光源及其对应驱动、白色人工光源及其对应驱动以及紫色人工光源及其对应驱动，这些人工光源按照一定的间隔以阵列方式排布在灯板上。为了控制人工光源的发光强度和光色，还可以在该灯板上设置光质传感器，包括光色传感器和亮度传感器，用于采集LED灯的发光特征如光色以及发光强度，以尽可能的提供近似太阳光的综合光谱。
需要说明的是，在配置人工光源时，光源的光色也可以有红色、蓝色，在不同光色人工光源的选择上，可以根据不同植物进行配比，比如，对于莴苣来说，红色人工光源与蓝色人工光源的可以为2:1。光源的波长也可以根据植物的特性来进行针对性的选择，比如，种植的植物如果是卷心菜的话，人工光源中LED灯包括：720nm红光LED及420nm蓝光LED。再比如，种植的植物如果是生菜的话，人工光源中LED灯包括630nm红光LED及460nm蓝光LED。
在人工光源对植物进行照射时，可以进行间歇性的照射，也可以进行持续的照射，照射的时间可以根据不同植物进行设定。
营养液供给系统113用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量。
本实施例中，营养液供给系统具体可以包括营养液盛放池、输送泵、若干条营养液输送管道，营养液输送管道与营养液输入口和营养液输出口连通。
营养液盛放池可以放置在封闭植物生长架111的底部，当需要向植物生长床中补充营养液时，启动输送泵工作，营养液通过与输入用的营养液输送管道连通的营养液输入口补充到植物生长床，当植物生长床过多比如超过设定的液位高度时，营养液通过与输出用的营养液输送管道113a连通的营养液输出口回流到营养液盛放池中。
需要说明的是，营养液盛放池不局限于放置在封闭植物生长架的底部，也可以放置在封闭植物生长架顶部。此时，由于营养液盛放池高度高于植物生长床，存在高度差，因此，在向植物生长床补充营养液时就无须上述输送泵，只需要增加一个总阀门即可，同时在每一层植物生长床对应的营养液输入口处增加一个分阀门(图中未示出)即可，当某一层植物生长床需要补充营养时，打开总阀门以及对饮的分阀门即可。但是，植物生长床中多余的营养液如果要回流到该营养液盛放池则必须使用另外一回流输送泵。
所述环境监控系统114包括湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、营养液液位传感器、营养液浓度传感器、酸碱度传感器，用于分别对植物生长的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度进行实时监测。
本实施例中，为了准确获取上述环境条件的环境因子，在植物生长支架111布置有多个湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器(图中未示出)转换成对应的电信号，求解多个湿度传感器输出电信号的平均值、多个温度传感器输出电信号的平均值、多个CO2浓度传感器输出电信号的平均值。
在具体实施时，上述传感器的选型对本领域普通技术人员来说，无须创造性劳动，只要实际的工艺参数进行灵活选定，比如温度传感器为AM2311型，CO2浓度传感器为TGS4160型等等，温度传感器还以为T型热电耦和数字仪如江藤电器的CADAC21，CO2浓度传感器还可以为红外非扩散性CO2传感器如helsonki的GMW22，湿度传感器可以为高分子膜传感器如especmic的RS-11。
植物生长状态监控系统115用于监控植物的实时形态变形信息及生理信息。
本实施例中，如图3所示，为本申请实施例植物生长状态监控系统115的结构示意图，所述植物生长状态监控系统115包括：植物形态变形监控单元1151以及生理信息监控单元1152，所述植物形态变形监控单元1151用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元1152用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。
具体地，所述植物形态变形监控单元1151可以为数字化仪、三维激光扫描仪或者数字相机中的任意一种或多种的组合。
所述生理信息监控单元1152包括固定光谱探头(图中未示出)、多光谱相机(图中未示出)，所述固定光谱探头用于获取植物的光谱数据，以获取植物图像的特征波长数据，所述多光谱相机用于植物的近红外图像以及RGB、CIR模式的合成图像，以获取植物图像的光谱信息。
中央控制装置14根据植物的实时形态变形信息及实时生理信息生成实时三维模型，并根据预先存储的标准三维模型以及生成的实时三维模型，生成环境条件调整策略，包括对温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度的调整，以根据所述环境条件调整策略调整植物生长的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度。
本实施例中，中央控制装置14可以基于图像三维重建或点云的重建或参数化建模对植物的实时形态变形信息进行处理以生成实时三维模型。
以点云重建为例，通过向植物表面发射光栅条纹，对打到植物表面的光栅进行跟踪，并对光栅特征点进行匹配，以获得点云数据。
基于点云重建生成实时三维模型时，对实时形态变形信息进行预处理，对点数据进行去噪、精简。之后，通过对点云数据点之间的建立三角关系或者多边形结构关系，搭建多边形网络；再进行数据分割以从点云数据表面特征提取过程中测量数据分类转变为造型数据，即实时形态形变信息，具体地，可以根据网络形状如三角形或多边形的几个特性和功能特性划分多个互不相交的区域，即多个网格曲面。最后，在进行曲面的拟合，比如采用B样条拟合曲面方法，最小二乘法拟合曲面，NURBS曲面拟合曲面，从而最终形成植物的实时三维模型。
在去噪时，可以以每个三维点为球心，通过设定球的半径和球内点云的个数，不满足相应的阈值，则认为该点为噪声点并将其剔除。
对点云数据进行精简时，可以实现对散乱的数据点云进行预处理，使其按照纵向和横向的层排列，依据横向水平层的点形成的曲线的曲线变化程度给数据点分别赋予不同的权值；按照纵向层进行处理，对数据点赋予纵向权值；依据数据点的横纵向权值将点云划分为若干不同区域，保留每个区域中权值大的点，并将其记为节点；对每个横向和纵向区域中的2个节点中间的点按照一定的规则精简，最后得到精简后的点云数据。
如果基于图像三维重建，则可以分别建立植物叶片三维模型以及三维骨架模型。在建立叶片三维模型时，首先通过从不同角度拍摄植物的叶片,然后利用角点检测算法提取叶片的特征；其次,经过特征匹配获得特征点的三维坐标,然后用样条曲线插值、重采样和网格化方法产生叶片的网格模型,并通过纹理映射重建具有真实感效果的三维植物叶片模型。在建立三维骨架模型时，首先通过提取单幅图像的植物骨架；然后经立体匹配并计算骨架特征点的三维数据,产生骨架的三维点云模型,最终通过曲线插值重建植物的三维骨架模型。
三维骨架模型建立的过程可以详细如下：
图像采集：利用数码相机、三脚架和云台在不同的距离拍摄图片并进行标定；
二值化：对拍摄的图片分离出植物并进行二值化处理，分离植物是可以采用RGB的差异来进行，二值化可以采用灰度直方图的方法；
骨架提取：依据像素领域信息设定准则，采用迭代的方法逐步剔除普通电，直到最后剩下骨架点；或者通过对物体进行距离变化，来寻找骨架点。
骨架匹配：对空间上同一点在两幅图像的成像点进行匹配，比如利用极线约束和定义的匹配准则获得骨架的点云数据；
模型建立：对点云数据进行曲线拟合，比如可以通过在任意两个三维点之间画样条曲线，从而产生骨架曲线模型，反映植物的真实模型。
如果基于参数化建模的话，先使用参数化L系统模拟出植物体的各种构造模型,在此基础上建立一个能够描述不同植物拓扑结构的参数模型库.用户在进行植物仿真时,只需在参数库中选择一种植物基本结构模型作为模拟的模板,通过设置其最大迭代深度、植物器官的几何结构属性和拓扑结构的属性即可生成植物图形或具体植物的生长过程，然后通过对植物器官进行局部细化、颜色和纹理处理及全局光照设置，方便地细化植物形态结构的局部形状，从而生成实时三维模型。
参数化模型的过程可以包括：
首先，从图形化系统接口中获取植物的映射变换矩阵Mr，aij指平移旋转、缩放、投影。这四个矩阵相乘得到最终的变换矩阵后的一个元素，如下式所示：
其次，生成的向量几何p∈{P1 P2 P3 … Pn}，n是现有的顶点数量，p向量为行向量描述方式，bn是行向量描述方式中的一个元素，Mr是最终映射变换矩阵，Vmax是点集中所有xyz分量中的最大值所组成的新向量，Vmin是集中所有xyz分量中的最小值所组成的新向量；详细如下：
Pn＝(b11b12b13b14)
Pγ＝PMγ
PVmax＝Max(Pγ)
PVmin＝Min(Pγ)
由Vmax构成向量空间PVmax，PVmin构成一个子空间B。
对集合P中的植物进行变换变换得到的最终投影矩阵如下：
Vmax＝Max(Bn*M)
Vmin＝Min(Bn*M)
其中，Max和Min函数是对向量的单个分量继续对比得到的最终值，Q为植物边框的面积，Vmaxx是Vmax X轴向的分量，Vminx是Vmin X轴向的分量，Vmaxy是Vmax Y轴向的分量，Vminy是Vmin Y轴向的分量，详细如下：
Q＝|(Vmaxx-Vminx)||*||(Vmaxy-Vminy)|
在上述实施例的基础上，所述后台服务器为现场服务器，所述现场服务器包括用户信息管理模块(图中未示出)，用于对登录后台服务器的用户进行身份认证，并向身份认证通过后的用户提供数据查询。
在另一实施例中，在上述实施例方案的基础上增加一数据存储服务器103，用于根据元数据标准存储监测到的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度信息，以生成实时形态变形信息，以及实时生理信息。
在本申请一具体实现中，所述营养液供给系统包括一营养液盛放池，所述营养盛放池中放置有水生动物，比如鱼。
本申请将种植植物的智能化植物种植装置11移入室内空间，用户无需去采摘园即可采摘新鲜的植物。并且，本申请不仅可以实现对环境的零污染，而且人们可以吃到真正安全营养的蔬果。与此同时，植物的种植能够突破季节和地域的限制，使人们随时吃到健康可口的新鲜产品。
本申请将智能化植物种植装置11移入室内空间，即可利用传统购物中心，向用户提供最为新鲜的产品。而传统购物中心同网络购物相比较，其优势亦在于所提供产品的展示效果更佳，以及所提供产品的新鲜度更好。
本申请身份验证装置12对进入室内空间的用户进行登录与身份验证，将保存的用户的登录信息与身份信息发送给中央控制装置14。中央控制装置14接收用户的登录信息与身份信息，根据第一预存数据库产生用户的偏好信息，并将根据所述偏好信息产生的推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置13。定位跟踪装置13记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息。
所述第一预存数据库存储授权用户的身份信息以及用户之前的订单信息，并根据所述订单信息保存用户的偏好信息。例如，用户张三，所下订单多为水果、蔬菜，则保存用户的偏好信息为“蔬果类”。
中央控制装置14根据用户张三的身份信息，查询第一预存数据库中用户的偏好信息。即，获得张三的偏好信息为“蔬果类”。所述中央控制装置14根据偏好信息“蔬果类”，获得“蔬果类”产品的推荐浏览路径，以及“蔬果类”产品信息给所述定位跟踪装置13。
具体地，所述“蔬果类”产品的推荐浏览路径为所述智能化植物种植装置11中种植蔬果类植物的区域。所述“蔬果类”产品信息为所述智能化植物种植装置11中种植蔬果类植物的成熟情况，比如成熟的苹果的数量、品种、口感等。用户可以根据“蔬果类”产品的推荐浏览路径以及“蔬果类”产品信息确定是否去所述智能化植物种植装置11中种植蔬果类植物的区域采摘所述“蔬果类”产品。
因此，用户进入室内空间，可通过身份验证装置12进行身份验证，获得中央控制装置14根据其偏好信息发送的推荐浏览路径和推荐产品信息。用户可以选择是否按照推荐浏览路径购买推荐产品。
本申请所述定位跟踪装置13将用户的浏览路径与行为信息发送给中央控制装置14。中央控制装置14接收用户的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置13的推荐浏览路径与产品信息。
所述第二预存数据库存储室内空间的所有路径信息以及所述智能化植物种植装置11的植物种植情况。所述路径信息包括室内空间各路径的参观人员密度等信息。
所述中央控制装置14分析用户的浏览路径结合浏览路径的参观人员的密度，推荐用户的合理浏览路径。所述中央控制装置14还可以分析用户的浏览路径结合所述智能化植物种植装置11的植物种植情况，推荐用户的合理浏览路径。所述中央控制装置14还可以分析用户的浏览路径结合浏览路径的参观人员的密度、所述智能化植物种植装置11的植物种植情况以及所述用户的偏好信息，推荐用户的合理浏览路径。
本申请光通讯装置15，用于提供中央控制装置14与植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13之间的通讯，包括分别安装于中央控制装置14与植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13上的光收发模块151。
所述光通讯装置15包括多个光收发模块151，参看图4，所述光收发模块151包括：
发送单元1511，用于向路由器(Router)发送数据包，所述数据包为红外信号，包括目的IP、源IP、操作指令、操作数据。
接收单元1512，用于接收所述路由器发送的数据包，并根据数据包中的目的IP确定是否根据所述操作指令执行对应的操作。
具体地，所述发送单元1511通过红外信号向路由器发送数据包，路由器将所述数据包发送给其目标接收单元1512，所述接收单元1512接收路由器发送的数据包，并将数据包中的目的IP和自身的IP进行比较。如果IP地址相同，则根据所述数据包中的操作指令执行对应的操作。
优选地，所述数据包还包括操作数据，用于指示操作指令进行操作的状态。所述操作指令控制对应的植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13进行对应的操作。
所述植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13将采集的信息通过光通讯装置15的发送单元1511发送给中央控制装置14。中央控制装置14将操作指令及信息通过光通讯装置15的发送单元1511发送所述植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13。
由于光通讯装置15的布线简单，成本低廉，所以本申请可以对现有的传统购物中心，甚至废弃的厂房进行改造，建造新型的购物场所。本申请实现成本低廉，便于操作运行。
进一步，本申请还包括产品生成装置16，用于根据所述植物种植装置11中生长的植物，根据预设工序，生成对应的产品。
具体地，例如，本申请可以根据所述植物种植装置11生长的鲜花制备香水或者小盆栽产品；根据所述植物种植装置11生长的蔬菜制作半成品蔬菜；根据所述植物种植装置11生长的水果制作水果篮或者水果拼盘等。
因此，本申请可以提供更加新鲜、品质更好的产品供用户采购，而选择在购物中心购物的用户则正是对产品新鲜度和产品品质要求较高的用户。因此，本申请能够更好的满足用户的需求，提高用户体验，从而实现更好的利用现有的购物中心，实现传统商业与互联网的结合。
进一步，本申请还包括环境控制装置17，所述环境控制装置17用于控制并采集环境参数，将采集的环境参数发送给所述中央控制装置14，所述中央控制装置14产生第二控制信息发送给所述环境控制装置17以调节室内空间的环境参数。
因此，本申请可以根据室内空间的环境参数情况，通过中央控制装置14来调整环境控制装置17来调节室内空间的环境参数。从而，为用户提供更佳的购物环境。
进一步，本申请还包括云服务器18，所述云服务器18接收所述中央控制装置14发送的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，所述云服务器18根据第三预存数据库，对所接收的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息进行云计算，并发送第三控制信息给所述中央控制装置，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
本申请还进一步利用了云服务器18来对中央控制装置14进行控制，从而实现通过云计算的方式更好的控制室内空间所安装的各功能模块，更佳的控制所述植物种植装置11、身份验证装置12、定位跟踪装置13。本申请第三预存数据库预存各类植物的最佳生长状态参数、用户在不同室内空间的登录信息与身份信息等。因此，当用户在不同的购物中心进行购物时，本申请可以利用云服务器18对其在各个不同的室内空间进行购物的数据进行整合计算，获得不同室内空间的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息。从而，本申请可以推荐用户获得最佳的室内空间进行购物。
例如，第一室内空间(第一商场)的植物的生长状态与用户的登录信息与身份信息中的偏好信息更加吻合，则本申请推荐用户选择第一室内空间(第一商场)进行购物。
再例如，第二室内空间(第二商场)用户的登录信息与身份信息中表明第二室内空间(第二商场)的植物的生长状态与用户偏好信息不符，则本申请通知用户，建议用户选择其他室内空间进行购物。
用户通过便携终端登录所述云服务器18，查看所述植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，并输入控制指令产生第四控制信息发送给所述中央控制装置14，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
具体地，用户还可以通过便携终端登录所述云服务器18，通过云服务器18主动调整中央控制装置14的第一控制信息和所述偏好信息。
例如，用户可以通过云服务器18主动调整中央控制装置14的第一控制信息，从而调整所述植物种植装置11中的光照强度，令植物的成熟期延后，满足用户对采购时间的要求。本申请能够根据用户的实际需要，方便用户随时调整产品的各类参数，从而获得最为新鲜的产品。
用户通过便携终端登录所述云服务器发送订购信息给所述产品生成装置，所述产品生成装置根据订购信息生成对应的产品。
本申请用户可以在采购之前登录所述云服务器，从而实现通过云服务器令所述产品生成装置提前生成对应的产品。用户即可在采购中获得最为新鲜的产品，用户也可直接在网络中下单，通过配送方式获得采购的商品。
本申请还包括图像采集装置19，采集用户在浏览中的图像信息，并将采集的图像信息发送给所述中央控制装置14，由所述中央控制装置14发送给云服务器18。
具体地，本申请对用户在室内空间采购中的影像进行采集，并将采集的影像发送给中央控制装置14，中央控制装置14将采集的影像发送给云服务器18。用户在完成采购后，可以选择购买所述影像，或者登录云服务器查看购买所述影像。本申请提供了更加丰富的购物体验，用户可以对自己在购物过程中的影像进行保存或者通过网络平台进行分享，用户无须再一边购物一边进行自拍。
对应于上述装置，本申请还提供一种基于植物种植的管理方法，参看图5，所述方法包括：
S1、智能化植物种植装置通过光通讯装置发送所种植的植物的生长状态参数，给中央控制装置。
S2、中央控制装置根据植物的生长状态参数产生第一控制信息。
S3、中央控制装置发送第一控制信息调整植物生长的环境。
S4、身份验证装置对进入室内空间的用户进行登录与身份验证。
S5、身份验证装置将用户的登录信息与身份信息发送给中央控制装置。
S6、中央控制装置根据第一预存数据库产生用户的偏好信息。
S7、中央控制装置根据所述偏好信息产生推荐浏览路径与产品信息，并将所述推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置。
S8、定位跟踪装置记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息。
S9、中央控制装置接收定位跟踪装置记录的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息。
本申请的实施例所提供的装置可通过计算机程序实现。本领域技术人员应该能够理解，上述的单元以及模块划分方式仅是众多划分方式中的一种，如果划分为其他单元或模块或不划分块，只要信息对象的具有上述功能，都应该在本申请的保护范围之内。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种基于植物种植的管理系统，其特征在于，包括：
智能化植物种植装置，用于提供植物生长的环境，安装于室内空间，承载所述植物的生长，并记录植物的生长状态参数；
身份验证装置，用于对进入室内空间的用户进行登录与身份验证，保存用户的登录信息与身份信息；
定位跟踪装置，用于记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息；
中央控制装置，用于接收植物种植装置发送的植物的生长状态参数，根据植物的生长状态参数产生第一控制信息，并发送第一控制信息调整植物生长的环境；接收用户的登录信息与身份信息，根据第一预存数据库产生用户的偏好信息，并将根据所述偏好信息产生的推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置；接收用户的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息；
中央控制装置还用于基于图像三维重建或点云的重建或参数化建模对植物的实时形态变形信息进行处理以生成实时三维模型；
其中，参数化建模包括：
首先，从图形化系统接口中获取植物的映射变换矩阵Mγ，aij指平移、 旋转、缩放、投影；这四个矩阵相乘得到最终的变换矩阵后的一个元素，如下式所示：
其次，生成的向量几何p∈(P1 P2 P3 ... Pn)，n是现有的顶点数量，p向量为行向量描述方式，bn是行向量描述方式中的一个元素Mγ是最终映射变换矩阵，Vmax是点集中所有xyz分量中的最大值所组成的新向量，Vmin 是集中所有xyz分量中的最小值所组成的新向量；详细如下：
Pn＝(b11b12b13b14)
Pγ＝PMγ
PVmax＝Max(Pγ)
PVmin＝Min(Pγ)
由Vmax构成向量空间PVmax，PVmin成一个子空间B；
对集合P中的植物进行变换变换得到的最终投影矩阵如下：
Vmax＝Max(Bn*M)
Vmin＝Min(Bn*M)
其中，Max和Min函数是对向量的单个分量继续对比得到的最终值，Q为植物边框的面积，Vmaxx是Vmax在X轴向的分量，Vminx是Vmin在X轴向的分量，Vmaxy是Vmax在Y轴向的分量，Vminy是Vmin在Y轴向的分量，详细如下：
Q＝|(Vmax x-Vmin x)|*|(Vmaxy-Vminy)|
光通讯装置，用于提供中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置之间的通讯，包括分别安装于中央控制装置与植物种植装置、身份验证装置、定位跟踪装置上的光收发模块；
其中，所述智能化植物种植装置包括：植物生长支架、光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统，所述植物生长支架上设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有若干个种植盘，每个所述种植盘中种植有若干株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口和营养液输出口；光源系统包括若干组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方；营养液供给系统用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；所述环境监控系统包括湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、营养液液位传感器、营养液浓度传感器、酸碱度传感器，用于分别对植物生长的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度进行实时监测；所述植物生长状态监控系统包括植物形态变形监控单元以及生理信息监控单元，所述植物形态变形监控单元用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。
2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，还包括产品生成装置，用于根据所述植物种植装置中生长的植物，根据预设工序，生成对应的产品。
3.根据权利要求2所述的管理系统，其特征在于，所述光通讯装置包括多个光收发模块，所述光收发模块包括：
发送单元，用于向路由器发送数据包，所述数据包为红外信号，包括目的IP、源IP、操作指令、操作数据；
接收单元，用于接收所述路由器发送的数据包，并根据数据包中的目的IP确定是否根据所述操作指令执行对应的操作。
4.根据权利要求3所述的管理系统，其特征在于，还包括环境控制装置，所述环境控制装置用于控制并采集环境参数，将采集的环境参数发送给所述中央控制装置，所述中央控制装置产生第二控制信息发送给所述环境控制装置以调节室内空间的环境参数。
5.根据权利要求4所述的管理系统，其特征在于，还包括云服务器，所述云服务器接收所述中央控制装置发送的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，所述云服务器根据第三预存数据库，对所接收的植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息进行云计算，并发送第三控制信息给所述中央控制装置，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
6.根据权利要求5所述的管理系统，其特征在于，用户通过便携终端登录所述云服务器，查看所述植物的生长状态参数、用户的登录信息与身份信息，并输入控制指令产生第四控制信息发送给所述中央控制装置，调整所述第一控制信息和所述偏好信息。
7.根据权利要求6所述的管理系统，其特征在于，用户通过便携终端登录所述云服务器发送订购信息给所述产品生成装置，所述产品生成装置根据订购信息生成对应的产品。
8.根据权利要求7所述的管理系统，其特征在于，还包括图像采集装置，采集用户在浏览中的图像信息，并将采集的图像信息发送给所述中央控制装置，由所述中央控制装置发送给云服务器。
9.一种基于植物种植的管理方法，其特征在于，包括：
智能化植物种植装置通过光通讯装置发送所种植的植物的生长状态参数，给中央控制装置；
中央控制装置根据植物的生长状态参数产生第一控制信息；
中央控制装置发送第一控制信息调整植物生长的环境；
定位跟踪装置记录用户的浏览路径与行为信息，并向用户推荐浏览路径与产品信息；
身份验证装置对进入室内空间的用户进行登录与身份验证；
身份验证装置将用户的登录信息与身份信息发送给中央控制装置；
中央控制装置根据第一预存数据库产生用户的偏好信息；
中央控制装置根据所述偏好信息产生推荐浏览路径与产品信息，并将所述推荐浏览路径与产品信息发送给所述定位跟踪装置；
中央控制装置接收定位跟踪装置记录的浏览路径与行为信息，并根据第二预存数据库调整发送给所述定位跟踪装置的推荐浏览路径与产品信息；
中央控制装置还用于基于图像三维重建或点云的重建或参数化建模对植物的实时形态变形信息进行处理以生成实时三维模型；
其中，参数化建模包括：
首先，从图形化系统接口中获取植物的映射变换矩阵Mγ，aij指平移、 旋转、缩放、投影；这四个矩阵相乘得到最终的变换矩阵后的一个元素，如下式所示：
其次，生成的向量几何p∈(P1 P2 P3 ... Pn)，n是现有的顶点数量，p向量为行向量描述方式，bn是行向量描述方式中的一个元素Mγ是最终映射变换矩阵，Vmax是点集中所有xyz分量中的最大值所组成的新向量，Vmin是集中所有xyz分量中的最小值所组成的新向量；详细如下：
Pn＝(b11b12b13b14)
Pγ＝PMγ
PVmax＝Max(Pγ)
PVmin＝Min(Pγ)
由Vmax构成向量空间PVmax，PVmin成一个子空间B；
对集合P中的植物进行变换变换得到的最终投影矩阵如下：
Vmax＝Max(Bn*M)
Vmin＝Min(Bn*M)
其中，Max和Min函数是对向量的单个分量继续对比得到的最终值，Q为植物边框的面积，Vmaxx是Vmax在X轴向的分量，Vminx是Vmin在X轴向的分量，Vmaxy是Vmax在Y轴向的分量，Vminy是Vmin在Y轴向的分量，详细如下：
Q＝|(Vmax x-Vmin x)|*|(Vmaxy-Vminy)|
其中，所述智能化植物种植装置包括：植物生长支架、光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统，所述植物生长支架上设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有若干个种植盘，每个所述种植盘中种植有若干株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口和营养液输出口；光源系统包括若干组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方；营养液供给系统用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；所述环境监控系统包括湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、营养液液位传感器、营养液浓度传感器、酸碱度传感器，用于分别对植物生长的温度、湿度、CO2浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度进行实时监测；所述植物生长状态监控系统包括植物形态变形监控单元以及生理信息监控单元，所述植物形态变形监控单元用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。
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