CN108132028A - 一种农业生产过程的智能化调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业生产过程的智能化调控方法，包括：将待检测区域划分为n个目标区域；分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度；分别采集n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值；根据n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值调整n个目标区域的土壤的酸碱度以及喷药方式。本发明通过分析待检测区域内植株的实际叶面积指数来判断植株的茂盛程度，从而基于其茂盛程度来选择合适的土壤酸碱度以及调节对不同状态的植株的喷药方式，根据植株的实际生长状态能够客观、准确地获取该植株的生长环境是否优质，从而为改善土壤质量提供针对性的调节依据，同时为喷药过程选择针对性的选择依据，全面为植株提供优质的生长环境。

Description

一种农业生产过程的智能化调控方法

技术领域

本发明涉及农业物联网技术领域，尤其涉及一种农业生产过程的智能化调控方法。

背景技术

物联网作为信息产业的第三次浪潮，应用在农业领域中的解决了很多科学技术问题，例如分布在广域空间的信息获取，高效可靠的信息传输以及面向不同应用的智能决策等，将是实现传统农业向现代农业转变的助推器和加速器。农业生产过程中，土壤的实际状态、药物喷洒情况均会影响农作物的生长过程和生长效果，传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准，只能算是粗放式管理，在这种管理方式下，通过人的感知能力管理上述环境参数，无法达到准确性要求，要实现现代农业的智能化管理，建立一个实用、可靠、可长期监测并且感知功能很好的农业环境监测系统是非常必要的，通过准确实时的获取农作物生长的环境信息并对这些信息进行监测以调节植株的生长过程。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种农业生产过程的智能化调控方法。

本发明提出的农业生产过程的智能化调控方法，包括以下步骤：

S1、将待检测区域划分为n个目标区域；

S2、分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度；

S3、分别采集n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值；

S4、根据n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值调整n个目标区域的土壤的酸碱度以及喷药方式。

优选地，步骤S2中，利用n个第一采集单元分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度，n个第一采集单元与n个目标区域一一对应。

优选地，步骤S3具体包括：

分别采集n个目标区域内植株的图像信息，并对上述图像信息进行特征提取，以获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数，记为S₁、S₂、S₃……S_n，以及，最大高度值，记为H₁、H₂、H₃……H_n。

优选地，步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并将S₁、S₂、S₃……S_n中大于预设面积S₀的目标区域的序号列入第一集合；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并将H₁、H₂、H₃……H_n中大于预设高度值H₀的目标区域的序号列入第二集合；

将同时出现在第一集合内和第二集合内的序号对应的m个目标区域作为优质目标区域；

获取m个目标区域的土壤的酸碱度，并将m个目标区域的土壤的酸碱度的平均值作为优质土壤酸碱度；

调整n个目标区域的土壤的酸碱度至最佳酸碱度；

其中，0≤m≤n。

优选地，步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并根据上述实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n与预设叶面积指数S₀₀的比较结果调整对n个目标区域的喷药量；

当S_i≤aS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₁；

当aS₀₀<S_i<bS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₂；

当S_i≥bS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₃；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并根据上述最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n与预设高度值H₀₀的比较结果调整对n个目标区域喷药时的喷嘴高度；

当H_j≤cH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₁；

当cH₀₀<H_j<dH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₂；

当H_j≥cH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₃；

其中，k、a、b、c、d、W₁、W₂、W₃、G₁、G₂、G₃均为预设值，且1≤i≤n，1≤j≤n，0<a<1，b>1，0<c<1，d>1，W₁<W₂<W₃，G₁<G₂<G₃。

本发明提出的农业生产过程的智能化调控方法，通过分析待检测区域内植株的实际叶面积指数来判断植株的茂盛程度，从而基于其茂盛程度来选择合适的土壤酸碱度以及调节对不同状态的植株的喷药方式，根据植株的实际生长状态能够客观、准确地获取该植株的生长环境是否优质，从而为改善土壤质量提供针对性的调节依据，同时为喷药过程选择针对性的选择依据，全面为植株提供优质的生长环境。本发明从两个方面对植株的生长过程进行监控和调节，第一个方面是通过调节植株生长土壤的酸碱度来改善植株的生长环境，为植株生长提供优质稳定的土壤肥力，促进其生长效果；第二个方面是通过调节喷药方式来保证植株和土壤对药物的吸收效果，从而提高植株对药物的利用率，进一步促进植株的生长效果。进一步地，本发明在分析和调节过程中，将待检测区域划分为多个小区域，不仅有利于提高对植株的生长状态分析的有效性，而且能够提高对植株的生长环境调节的针对性，从而进一步保证对植株生长过程的精细化检测和有效性调节。

附图说明

图1为一种农业生产过程的智能化调控方法的步骤示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种农业生产过程的智能化调控方法。

参照图1，本发明提出的农业生产过程的智能化调控方法，包括以下步骤：

S1、将待检测区域划分为n个目标区域；

通过将待检测区域进行划分为多个小区域，使得在后续操作过程中对每一块小区域进行针对性的检测和分析，一方面能够提高检测结果的精确性，避免不同区域的土地特征不同而影响检测结果，另一方面能够提高对小区域土地进行调整的针对性，保证每一个小区域内土地的高质量，从而为植株提供稳定优质的生长环境。

S2、分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度；

本实施方式中，步骤S2中，利用n个第一采集单元分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度，n个第一采集单元与n个目标区域一一对应；设置n个第一采集单元对每一个目标区域内土壤的酸碱度进行针对性的检测，有利于为后续步骤中分析和调节每一个目标区域土壤酸碱度提供准确有效地参考依据。。

S3、分别采集n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值；

本实施方式中，步骤S3具体包括：

分别采集n个目标区域内植株的图像信息，并对上述图像信息进行特征提取，以获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数，记为S₁、S₂、S₃……S_n，以及，最大高度值，记为H₁、H₂、H₃……H_n；其中叶面积指数是指单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的的倍数，在田间试验中，叶面积指数是反映植物群体生长状况的一个重要指标，其大小直接与最终产量高低密切相关；因此，通过采集n个目标区域内植株的实际叶面积指数有利于精确的对每一个目标区域内植株的实际生长状态进行分析和判断。

S4、根据n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值调整n个目标区域的土壤的酸碱度以及喷药方式。

本实施方式中，步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并将S₁、S₂、S₃……S_n中大于预设面积S₀的目标区域的序号列入第一集合；以统计长势茂盛的植株所处的目标区域，便于后续步骤中对第一集合内的优质区域的土地质量进行分析；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并将H₁、H₂、H₃……H_n中大于预设高度值H₀的目标区域的序号列入第二集合；以统计长势快速的植株所处的目标区域，为后续步骤中分析优质区域的土地质量提供准确的参考依据；

将同时出现在第一集合内和第二集合内的序号对应的m个目标区域作为优质目标区域；

获取m个目标区域的土壤的酸碱度，并将m个目标区域的土壤的酸碱度的平均值作为优质土壤酸碱度，有利于为种植用户提供有效的植株生长影响参数；

调整n个目标区域的土壤的酸碱度至最佳酸碱度，使每一个目标区域内土壤的酸碱度保持在最佳范围之内，从而促使种植区域内的植株保持优质长势，帮助提高种植区域内植株的生长效果和产量；

其中，0≤m≤n。

步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并根据上述实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n与预设叶面积指数S₀₀的比较结果调整对n个目标区域的喷药量；通过统计每一个目标区域内植株的实际叶面积指数，有利于对每一个目标区域内植株的生长状态进行判断，从而根据植株的不同生长状态为其选择喷药量，使得每一个区域内的喷药量能够满足该区域内植株的需求，为其提供充足的生长能源补给，保持植株的优良长势；

当S_i≤aS₀₀时，表明第i个目标区域的实际叶面积指数较低，即该区域内植株的没有那么茂盛，为了减少药品的浪费，调整对第i个目标区域的喷药量为W₁；

当aS₀₀<S_i<bS₀₀时，明第i个目标区域的实际叶面积指数适中，为了给该目标区域没的植株提供充足的药水供给，调整对第i个目标区域的喷药量为W₂；通过加大喷药量来满足该区域较茂盛的植株对生长能源的需求，促进植株稳定快速的生长；

当S_i≥bS₀₀时，表明第i个目标区域的实际叶面积指数较大，即该区域内植株生长很茂盛，则为避免少量的药品不能满足该区域内植株的需求，调整对第i个目标区域的喷药量为W₃；通过加大喷药量来满足植株的生长需求；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并根据上述最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n与预设高度值H₀₀的比较结果调整对n个目标区域喷药时的喷嘴高度；通过采集每一个目标区域内植株的最大高度，再根据其最大高度调节喷嘴高度，能够确保植株的每一个部位均被喷洒到药品，从而提高喷药效率和效果；

当H_j≤cH₀₀时，表明j个目标区域内植株较矮，此时选择较低的喷药高度即可，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₁；避免喷嘴高度较高时药物喷洒效果差的情况发生；

当cH₀₀<H_j<dH₀₀时，表明第j个目标区域内植株的高度适中，为满足植株高度与药物喷洒高度的匹配性，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₂；避免喷嘴高度较低时造成药物喷洒不全面的情况；

当H_j≥cH₀₀时，表明第j个目标区域内植株的高度较高，此时调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₃；通过提升喷嘴高度来提高药物喷洒的全面性和有效性；且将该高度作为最高高度，能够避免喷嘴高度过高时药物喷洒位置易受影响的情况，提高药物的喷洒效果；

其中，k、a、b、c、d、W₁、W₂、W₃、G₁、G₂、G₃均为预设值，且1≤i≤n，1≤j≤n，0<a<1，b>1，0<c<1，d>1，W₁<W₂<W₃，G₁<G₂<G₃。

本实施方式提出的农业生产过程的智能化调控方法，通过分析待检测区域内植株的实际叶面积指数来判断植株的茂盛程度，从而基于其茂盛程度来选择合适的土壤酸碱度以及调节对不同状态的植株的喷药方式，根据植株的实际生长状态能够客观、准确地获取该植株的生长环境是否优质，从而为改善土壤质量提供针对性的调节依据，同时为喷药过程选择针对性的选择依据，全面为植株提供优质的生长环境。本实施方式从两个方面对植株的生长过程进行监控和调节，第一个方面是通过调节植株生长土壤的酸碱度来改善植株的生长环境，为植株生长提供优质稳定的土壤肥力，促进其生长效果；第二个方面是通过调节喷药方式来保证植株和土壤对药物的吸收效果，从而提高植株对药物的利用率，进一步促进植株的生长效果。进一步地，本实施方式在分析和调节过程中，将待检测区域划分为多个小区域，不仅有利于提高对植株的生长状态分析的有效性，而且能够提高对植株的生长环境调节的针对性，从而进一步保证对植株生长过程的精细化检测和有效性调节。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种农业生产过程的智能化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待检测区域划分为n个目标区域；

S2、分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度；

S3、分别采集n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值；

S4、根据n个目标区域内植株的实际叶面积指数和最大高度值调整n个目标区域的土壤的酸碱度以及喷药方式。

2.根据权利要求1所述的农业生产过程的智能化调控方法，其特征在于，步骤S2中，利用n个第一采集单元分别采集n个目标区域的土壤的酸碱度，n个第一采集单元与n个目标区域一一对应。

3.根据权利要求2所述的农业生产过程的智能化调控方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

分别采集n个目标区域内植株的图像信息，并对上述图像信息进行特征提取，以获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数，记为S₁、S₂、S₃……S_n，以及，最大高度值，记为H₁、H₂、H₃……H_n。

4.根据权利要求3所述的农业生产过程的智能化调控方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并将S₁、S₂、S₃……S_n中大于预设面积S₀的目标区域的序号列入第一集合；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并将H₁、H₂、H₃……H_n中大于预设高度值H₀的目标区域的序号列入第二集合；

将同时出现在第一集合内和第二集合内的序号对应的m个目标区域作为优质目标区域；

获取m个目标区域的土壤的酸碱度，并将m个目标区域的土壤的酸碱度的平均值作为优质土壤酸碱度；

调整n个目标区域的土壤的酸碱度至最佳酸碱度；

其中，0≤m≤n。

5.根据权利要求3所述的农业生产过程的智能化调控方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

获取n个目标区域内植株的实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n，并根据上述实际叶面积指数S₁、S₂、S₃……S_n与预设叶面积指数S₀₀的比较结果调整对n个目标区域的喷药量；

当S_i≤aS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₁；

当aS₀₀<S_i<bS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₂；

当S_i≥bS₀₀时，调整对第i个目标区域的喷药量为W₃；

获取n个目标区域内植株的最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n，并根据上述最大高度值H₁、H₂、H₃……H_n与预设高度值H₀₀的比较结果调整对n个目标区域喷药时的喷嘴高度；

当H_j≤cH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₁；

当cH₀₀<H_j<dH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₂；

当H_j≥cH₀₀时，调整对第j个目标区域喷药时的喷嘴高度为G₃；

其中，k、a、b、c、d、W₁、W₂、W₃、G₁、G₂、G₃均为预设值，且1≤i≤n，1≤j≤n，0<a<1，b>1，0<c<1，d>1，W₁<W₂<W₃，G₁<G₂<G₃。