CN106942016B - 机械式自动加湿平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械式自动加湿平台，包括薄膜储存设备、机械推送设备、土壤湿度检测设备、处理设备和供电设备，薄膜储存设备设置在待加湿植物的旁边，内置有薄膜卷筒、多层薄膜和薄膜抽出口，多层薄膜卷在薄膜卷筒上，薄膜抽出口用于方便多层薄膜卷中最顶层薄膜的卷出，土壤湿度检测设备设置在待加湿植物所在的土壤内，用于实时检测当前土壤湿度，处理设备分别与机械推送设备和土壤湿度检测设备连接，用于基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方。通过本发明，能够采用机械控制的方式对待加湿植物实现不同程度的覆盖，从而保证植物的健康生长。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制领域，尤其涉及一种机械式自动加湿平台。
背景技术
生命的起源是由化学物质构成的DNA和原生浆液。植物伊始距今二十五亿年前(元古代)，地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类，其后藻类一度非常繁盛。直到四亿三千八百万年前(志留纪)，绿藻摆脱了水域环境的束缚，首次登陆大地，进化为裸蕨类植物和蕨类植物。为大地首次添上绿装。
三亿六千万年前(石炭纪)，裸蕨灭绝，蕨类植物衰落。代之而起是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类，形成沼泽森林。古生代盛产的主要植物于二亿四千八百万年前(三叠纪)几乎全部灭绝，而裸子植物开始兴起，进化出花粉管，并完全摆脱对水的依赖，形成茂密的森林。在距今1亿4千万年前白垩纪开始的时候，更新、更进步的被子植物就已经从某种裸子植物当中分化出来。
进入新生代以后，由于地球环境由中生代的全球均一性热带、亚热带气候逐渐变成在中、高纬度地区四季分明的多样化气候，蕨类植物因适应性的欠缺进一步衰落，裸子植物也因适应性的局限而开始走上了下坡路。这时，被子植物在遗传、发育的许多过程中以及茎叶等结构上的进步性、尤其是它们在花这个繁殖器官上所表现出的巨大进步性发挥了作用，使它们能够通过本身的遗传变异去适应那些变得严酷的环境条件反而发展得更快，分化出更多类型，到现代已经有了80多个目、200多个科。正是被子植物的花开花落，才把四季分明的新生代地球装点得分外美丽。
据估计，现存大约有350000个植物物种，被分类为种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类植物。其中的287655个物种已被确认，有258650种开花植物、16000种苔藓植物、11000种蕨类植物和8000种绿藻。
大多植物的成长离不开湿度环境的保持，不同植物的区别在于对湿度环境的依赖程度，因此，为了保障植物的健康生长，必须为其营造一个适宜的湿度环境，而这样的需求，如果仅仅靠人工，其结果将是费时费力且效果不佳。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种机械式自动加湿平台，对植物叶图像进行外形识别以确定其与水平方向的夹角，基于所述夹角确定并输出预处理图像的枯萎度，最为关键的是，还基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备。
根据本发明的一方面，提供了一种机械式自动加湿平台，所述平台包括薄膜储存设备、机械推送设备、土壤湿度检测设备、处理设备和供电设备，薄膜储存设备设置在待加湿植物的旁边，内置有薄膜卷筒、多层薄膜和薄膜抽出口，多层薄膜卷在薄膜卷筒上，薄膜抽出口用于方便多层薄膜卷中最顶层薄膜的卷出，供电设备用于为机械推送设备、土壤湿度检测设备和处理设备提供电力供应，土壤湿度检测设备设置在待加湿植物所在的土壤内，用于实时检测当前土壤湿度，机械推送设备设置在薄膜抽出口和待加湿植物之间，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方；
其中，处理设备分别与机械推送设备和土壤湿度检测设备连接，用于接收当前土壤湿度，并基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中：所述供电设备为锂电池或太阳能电池；
其中，所述处理设备和所述供电设备都设置在所述薄膜储存设备内，所述机械推送设备包括机械手和连接杆，所述机械手设置在所述连接杆上，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，所述连接杆用于固定所述机械手。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中，还包括：液晶显示设备，与所述处理设备连接，用于实时显示所述当前土壤湿度，还用于实时显示所述机械推送设备的操作状态。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中，还包括：
剩余薄膜检测设备，设置在薄膜储存设备内，包括力度检测单元和剩余薄膜判断单元，力度检测单元与薄膜卷筒连接，用于检测薄膜卷筒接收到的卷动力度以作为实时卷动力度输出，剩余薄膜判断单元与力度检测单元连接，用于接收实时卷动力度，并在实时卷动力度大于等于预设力度阈值时，发出薄膜用尽信号，在实时卷动力度小于预设力度阈值时，发出存在薄膜信号；
数据存储设备，设置在薄膜储存设备内，分别与剩余薄膜判断单元和处理设备连接，用于预先存储预设力度阈值、预设移动终端号码；
无线通信接口，设置在薄膜储存设备的外壳上，与剩余薄膜判断单元连接，用于在接收到薄膜用尽信号时，将薄膜用尽信号通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人；
枯萎度检测设备，设置在待加湿植物的上端，用于对待加湿植物进行实时图像采集、图像预处理和实时图像分析，实时图像采集用于拍摄待加湿植物的高清图像，图像预处理用于对待加湿植物的高清图像顺序进行自适应白平滑、基于图像内容的自适应滤波以及对比度增强处理，获得预处理图像，实时图像分析用于对预处理图像进行叶形识别并分割出对应的叶子图案，对叶子图像进行外形识别以确定其与水平方向的夹角，并基于所述夹角确定并输出预处理图像的枯萎度，其中，所述夹角越小，输出的枯萎度越高；
所述处理设备还分别与所述枯萎度检测设备和所述无线通信接口连接，用于基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定需要时，基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备；
其中，所述机械推送设备在接收到所述目标推送长度后，基于所述目标推送长度将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方以实现对待加湿植物所在的土壤的、与所述目标推送长度对应的覆盖度；
其中，所述无线通信接口还与所述处理设备连接，用于将当前土壤湿度、枯萎度以及与所述目标推送长度对应的覆盖度通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中：在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：当前土壤湿度越大，目标推送长度越小，枯萎度越低，目标推送长度越小。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中：在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：枯萎度越低，目标推送长度越小。
更具体地，在所述机械式自动加湿平台中：所述机械手为平推机械手；
其中，在所述处理设备基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定不需要时，所述机械手不执行任何操作。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的机械式自动加湿平台的结构方框图。
附图标记：1薄膜储存设备；2机械推送设备；3土壤湿度检测设备；4处理设备；5供电设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的机械式自动加湿平台的实施方案进行详细说明。
植物共有六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子。茎是植物体中轴部分。直立或匍匐于水中，茎上生有分枝，分枝顶端具有分生细胞，进行顶端生长。茎一般分化成短的节和长的节间两部分。茎具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间的作用。有的茎还具有光合作用、贮藏营养物质和繁殖的功能。叶是维管植物营养器官之一。功能为进行光合作用合成有机物，并有蒸腾作用提供根系从外界吸收水和矿质营养的动力。花是具有繁殖功能的变态短枝。果实主要是作为传播种子的媒介。种子具有繁殖和传播的作用，种子还有种种适于传播或抵抗不良条件的结构，为植物的种族延续创造了良好的条件。
对植物的培养重点在于浇水以保持其周围环境的湿度上，当前，这项工作由人工来完成，靠人们的经验来判断保湿工作的启动时机，其效果达不到植物健康生长的需求。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种机械式自动加湿平台，通过对植物枯萎度和土壤湿度的精确检测，实现对机械推送设备推送薄膜长度的精确控制，推送薄膜越长，保持湿度的效果越好，维持植物健康状态的时间越长，从而避免植物过快进入枯萎状态。
图1为根据本发明实施方案示出的机械式自动加湿平台的结构方框图，所述平台包括薄膜储存设备、机械推送设备、土壤湿度检测设备、处理设备和供电设备，薄膜储存设备设置在待加湿植物的旁边，内置有薄膜卷筒、多层薄膜和薄膜抽出口，多层薄膜卷在薄膜卷筒上，薄膜抽出口用于方便多层薄膜卷中最顶层薄膜的卷出，供电设备用于为机械推送设备、土壤湿度检测设备和处理设备提供电力供应，土壤湿度检测设备设置在待加湿植物所在的土壤内，用于实时检测当前土壤湿度，机械推送设备设置在薄膜抽出口和待加湿植物之间，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方；
其中，处理设备分别与机械推送设备和土壤湿度检测设备连接，用于接收当前土壤湿度，并基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方。
接着，继续对本发明的机械式自动加湿平台的具体结构进行进一步的说明。
另外，所述机械式自动加湿平台中：所述供电设备为锂电池或太阳能电池；
其中，所述处理设备和所述供电设备都设置在所述薄膜储存设备内，所述机械推送设备包括机械手和连接杆，所述机械手设置在所述连接杆上，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，所述连接杆用于固定所述机械手。
所述的机械式自动加湿平台中还可以包括：液晶显示设备，与所述处理设备连接，用于实时显示所述当前土壤湿度，还用于实时显示所述机械推送设备的操作状态。
所述机械式自动加湿平台中还可以包括：
剩余薄膜检测设备，设置在薄膜储存设备内，包括力度检测单元和剩余薄膜判断单元，力度检测单元与薄膜卷筒连接，用于检测薄膜卷筒接收到的卷动力度以作为实时卷动力度输出，剩余薄膜判断单元与力度检测单元连接，用于接收实时卷动力度，并在实时卷动力度大于等于预设力度阈值时，发出薄膜用尽信号，在实时卷动力度小于预设力度阈值时，发出存在薄膜信号；
数据存储设备，设置在薄膜储存设备内，分别与剩余薄膜判断单元和处理设备连接，用于预先存储预设力度阈值、预设移动终端号码；
无线通信接口，设置在薄膜储存设备的外壳上，与剩余薄膜判断单元连接，用于在接收到薄膜用尽信号时，将薄膜用尽信号通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人；
枯萎度检测设备，设置在待加湿植物的上端，用于对待加湿植物进行实时图像采集、图像预处理和实时图像分析，实时图像采集用于拍摄待加湿植物的高清图像，图像预处理用于对待加湿植物的高清图像顺序进行自适应白平滑、基于图像内容的自适应滤波以及对比度增强处理，获得预处理图像，实时图像分析用于对预处理图像进行叶形识别并分割出对应的叶子图案，对叶子图像进行外形识别以确定其与水平方向的夹角，并基于所述夹角确定并输出预处理图像的枯萎度，其中，所述夹角越小，输出的枯萎度越高；
所述处理设备还分别与所述枯萎度检测设备和所述无线通信接口连接，用于基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定需要时，基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备；
其中，所述机械推送设备在接收到所述目标推送长度后，基于所述目标推送长度将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方以实现对待加湿植物所在的土壤的、与所述目标推送长度对应的覆盖度；
其中，所述无线通信接口还与所述处理设备连接，用于将当前土壤湿度、枯萎度以及与所述目标推送长度对应的覆盖度通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人。
另外，所述机械式自动加湿平台中在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：当前土壤湿度越大，目标推送长度越小，枯萎度越低，目标推送长度越小。
另外，所述机械式自动加湿平台中：在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：枯萎度越低，目标推送长度越小。
另外，所述机械式自动加湿平台中：所述机械手为平推机械手；
其中，在所述处理设备基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定不需要时，所述机械手不执行任何操作。
另外，无线通信接口采用4G通信接口。4G LTE是一个全球通用的标准，包括两种网络模式FDD和TDD，分别用于成对频谱和非成对频谱。运营商最初在两个模式之间的取舍纯粹出于对频谱可用性的考虑。大多运营商将会同时部署两种网络，以便充分利用其拥有的所有频谱资源。FDD和TDD在技术上区别其实很小，主要区别就在于采用不同的双工方式，频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。
FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。
TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。
采用本发明的机械式自动加湿平台，针对现有技术中植物如果无人照顾则干枯过快的技术问题，通过搭建推送薄膜的机械推送设备控制植物上方覆盖薄膜的长度，通过植物枯萎度和土壤湿度确定上述薄膜长度，尤为关键的是，基于高精度的图像识别，确定植物叶子图像中叶子的相应角度，以准确判断出植物枯萎度，以参与薄膜长度的确定，从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (1)
1.一种机械式自动加湿平台，包括：薄膜储存设备、机械推送设备、土壤湿度检测设备、处理设备和供电设备，薄膜储存设备设置在待加湿植物的旁边，内置有薄膜卷筒、多层薄膜和薄膜抽出口，多层薄膜卷在薄膜卷筒上，薄膜抽出口用于方便多层薄膜卷中最顶层薄膜的卷出，供电设备用于为机械推送设备、土壤湿度检测设备和处理设备提供电力供应，土壤湿度检测设备设置在待加湿植物所在的土壤内，用于实时检测当前土壤湿度，机械推送设备设置在薄膜抽出口和待加湿植物之间，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方；
其中，处理设备分别与机械推送设备和土壤湿度检测设备连接，用于接收当前土壤湿度，并基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方；
所述供电设备为锂电池或太阳能电池；
其中，所述处理设备和所述供电设备都设置在所述薄膜储存设备内，所述机械推送设备包括机械手和连接杆，所述机械手设置在所述连接杆上，用于将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，所述连接杆用于固定所述机械手；
液晶显示设备，与所述处理设备连接，用于实时显示所述当前土壤湿度，还用于实时显示所述机械推送设备的操作状态；
其特征在于，还包括：
剩余薄膜检测设备，设置在薄膜储存设备内，包括力度检测单元和剩余薄膜判断单元，力度检测单元与薄膜卷筒连接，用于检测薄膜卷筒接收到的卷动力度以作为实时卷动力度输出，剩余薄膜判断单元与力度检测单元连接，用于接收实时卷动力度，并在实时卷动力度大于等于预设力度阈值时，发出薄膜用尽信号，在实时卷动力度小于预设力度阈值时，发出存在薄膜信号；
数据存储设备，设置在薄膜储存设备内，分别与剩余薄膜判断单元和处理设备连接，用于预先存储预设力度阈值、预设移动终端号码；
无线通信接口，设置在薄膜储存设备的外壳上，与剩余薄膜判断单元连接，用于在接收到薄膜用尽信号时，将薄膜用尽信号通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人；
枯萎度检测设备，设置在待加湿植物的上端，用于对待加湿植物进行实时图像采集、图像预处理和实时图像分析，实时图像采集用于拍摄待加湿植物的高清图像，图像预处理用于对待加湿植物的高清图像顺序进行自适应白平滑、基于图像内容的自适应滤波以及对比度增强处理，获得预处理图像，实时图像分析用于对预处理图像进行叶形识别并分割出对应的叶子图案，对叶子图像进行外形识别以确定其与水平方向的夹角，并基于所述夹角确定并输出预处理图像的枯萎度，其中，所述夹角越小，输出的枯萎度越高；
所述处理设备还分别与所述枯萎度检测设备和所述无线通信接口连接，用于基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定需要时，基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备；
其中，所述机械推送设备在接收到所述目标推送长度后，基于所述目标推送长度将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方以实现对待加湿植物所在的土壤的、与所述目标推送长度对应的覆盖度；
其中，所述无线通信接口还与所述处理设备连接，用于将当前土壤湿度、枯萎度以及与所述目标推送长度对应的覆盖度通过预设移动终端号码无线转发给待加湿植物的持有人；
在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：当前土壤湿度越大，目标推送长度越小，枯萎度越低，目标推送长度越小；
在所述处理设备基于当前土壤湿度和枯萎度确定机械推送设备推送的薄膜长度以作为目标推送长度发送给机械推送设备中：枯萎度越低，目标推送长度越小；
所述机械手为平推机械手；
其中，在所述处理设备基于当前土壤湿度确定是否需要将薄膜从薄膜抽出口处推送到待加湿植物所在的土壤的上方，并在确定不需要时，所述机械手不执行任何操作；
其中，所述无线通信接口采用4G通信接口，并使用4G通信接口中的时分双工网络模式即TDD网络模式，在TDD网络模式下的，所述无线通信接口用时间来分离接收和发送信道，其所在的移动通信系统中, 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载, 其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配，在某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间协同一致才能工作。
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