CN111512828A - 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置 - Google Patents

一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111512828A
CN111512828A CN202010314106.4A CN202010314106A CN111512828A CN 111512828 A CN111512828 A CN 111512828A CN 202010314106 A CN202010314106 A CN 202010314106A CN 111512828 A CN111512828 A CN 111512828A
Authority
CN
China
Prior art keywords
potted plant
water
fertilizer
potted
plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010314106.4A
Other languages
English (en)
Inventor
郭新宇
温维亮
王传宇
吴升
樊江川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Original Assignee
Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture filed Critical Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority to CN202010314106.4A priority Critical patent/CN111512828A/zh
Publication of CN111512828A publication Critical patent/CN111512828A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
    • A01G27/003—Controls for self-acting watering devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/02—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP]
    • H04L67/025—Protocols based on web technology, e.g. hypertext transfer protocol [HTTP] for remote control or remote monitoring of applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L15/00—Speech recognition
    • G10L15/22—Procedures used during a speech recognition process, e.g. man-machine dialogue
    • G10L2015/223—Execution procedure of a spoken command

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本发明涉及盆栽技术领域，公开了一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置，该盆栽植物生育动态自动监测与调控方法包括：采集盆栽植物当前的可见光图像信息与水肥参数信息，基于可见光图像信息确定盆栽植物的种类与生育阶段；将盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息输入水肥决策模型，获取水肥阈值，并将水肥参数信息与水肥阈值进行比对，生成决策指令；基于决策指令对盆栽植物进行补水与施肥提示；本发明基于盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息，通过水肥决策模型便于定量地控制对盆栽植物的自动补水与施肥，达到了对盆栽植物精细化管理的目的，确保了盆栽植物的健康成长。

Description

一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置
技术领域
本发明涉及盆栽技术领域，特别是涉及一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置。
背景技术
随着社会经济的不断的发展及社会消费水平不断的提高，人们的生活质量也随着不断的提高，人们对居家绿化的需求也越来越大，很多人喜欢在家里或者办公室种植盆栽花卉。通过种植花卉可以放松心情、陶冶情操、净化室内空气、美化家庭环境。
当前，在对盆栽植物的栽培过程中，通常基于对盆栽实时监测的温湿度信息与光照信息，进行光照和水分的自动补充，以实现对盆栽植物的自动栽培。由于不同植物在不同生育阶段所需要的水和肥力具有一定差异，而在现有技术中，在对盆栽植物进行自动栽培时，并没有基于盆栽植物的种类和生长阶段定量地对其进行相应的补水或施肥，从而难以对其实现精细化管理。
发明内容
本发明实施例提供一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置，用于解决当前在对盆栽植物进行自动栽培时，并没有基于盆栽植物的种类和生育阶段定量地对其进行相应的补水或施肥控制，从而难以对其实现精细化管理的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例一方面提供了一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，包括：S1，采集盆栽植物当前的可见光图像信息与水肥参数信息，基于所述可见光图像信息确定盆栽植物的种类与生育阶段；S2，将盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息输入水肥决策模型，所述水肥决策模型输出与所述盆栽植物的生育阶段相应的水肥阈值，并将所述水肥参数信息与所述水肥阈值进行比对，生成对所述盆栽植物进行补水与施肥的决策指令；S3，基于所述决策指令对所述盆栽植物进行补水与施肥提示；其中，基于不同种类的盆栽植物在不同生育阶段所需水肥的历史数据建立所述水肥决策模型。
其中，S1还包括：获取所述盆栽植物的单侧光照时长；S3还包括：在所述单侧光照时长达到预设时间阈值时，控制所述盆栽植物旋转预设角度。
其中，所述水肥参数信息包括所述盆栽植物的土壤温湿度信息与土壤PH值，所述水肥决策模型输出与所述盆栽植物的生育阶段相应的水肥阈值包括土壤温湿度阈值与土壤PH值阈值；所述水肥决策模型在所述盆栽植物当前的土壤温湿度信息低于所述土壤温湿度阈值时，生成对所述盆栽植物进行补水的决策指令，所述水肥决策模型在所述盆栽植物当前的土壤PH值低于所述土壤PH值阈值时，生成对所述盆栽植物进行施肥的决策指令。
其中，所述水肥决策模型包括水分模型Wk(h,r)与肥力模型Fk(h,r)，其中，k为盆栽植物的种类，h为盆栽植物的高度，r为盆栽植物的侧视图投影面积。
其中，S1还包括：以预设的时间发展节点连续采集所述盆栽植物的可见光图像信息，将采集的可见光图像信息发送至云服务器；所述云服务器基于接收到的所述可见光图像信息生成植株生长视频，并将所述植株生长视频发送至用户终端，其中，所述植株生长视频用于显示所述盆栽植物的表型随时间的动态变化，并同步显示所述盆栽植物的表型参数信息。
其中，还包括：对所述盆栽植物建立管理日志，并在对所述盆栽植物进行补水与施肥提示时，通过用户终端对用户进行信息提示，用户基于所述信息提示，通过用户终端以远程操作的方式或在现场以语音指令的方式控制对所述盆栽植物的补水动作、旋转动作及进行可见光图像信息的采集动作；其中，所述管理日志包括所述盆栽植物的编号、栽培日期、补水次数，每次补水量、施肥次数、每次施肥量、转动次数、每次转动角度及以时间发展节点连续采集的所述盆栽植物的土壤温度信息、土壤湿度信息及土壤PH值。
本发明实施例另一方面提供了基于如上所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法的装置，包括：摄像模块、温湿度采集模块、PH值检测模块、控制模块及自动补水系统；所述摄像模块、所述温湿度采集模块、所述PH值检测模块分别连接所述控制模块，所述控制模块连接所述自动补水系统；其中，所述摄像模块用于采集盆栽植物当前的可见光图像信息，所述温湿度采集模块用于采集盆栽植物的土壤温湿度信息，所述PH值检测模块用于采集盆栽植物的土壤PH值，所述控制模块用于基于所述摄像模块、所述温湿度采集模块及所述PH值检测模块所采集到的信息，确定对所述盆栽植物的补水量与施肥量，并控制所述自动补水系统对所述盆栽植物进行的自动补水动作。
其中，还包括：电动旋转装置与光照传感器；所述电动旋转装置上用于放置盆栽植物，所述光照传感器连接所述控制模块，所述光照传感器设置在所述电动旋转装置的一侧，并用于对所述盆栽植物一侧的光照强度进行采集。
其中，所述摄像模块设置在盆栽植物的一侧，所述摄像模块包括摄像头、自动折叠杆和收纳盒，所述摄像头与所述自动折叠杆分别连接所述控制模块，所述摄像头在所述自动折叠杆处于折叠状态时位于所述收纳盒内。
其中，所述控制模块连接语音控制模块与云服务器，所述云服务器连接用户终端。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本发明实施例提供的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置，通过获取盆栽植物的可见光图像信息来确定其种类与生育阶段，并基于盆栽植物土壤的水肥参数信息，可根据水肥决策模型获得盆栽植物生育阶段相应的水肥阈值，从而通过将盆栽植物的水肥参数信息与水肥阈值进行比对，可生成对盆栽植物进行补水的补水量与进行施肥的施肥量的决策指令，并基于决策指令对盆栽植物进行补水与施肥提示。
由此可见，本发明基于盆栽植物的种类和生育阶段及水肥参数信息，通过水肥决策模型便于定量地控制对盆栽植物的自动补水与施肥，达到了对盆栽植物精细化管理的目的，确保了盆栽植物的健康成长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所示的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法的流程图；
图2为本发明实施例所示的对盆栽植物的生育动态进行自动模式与手动模式控制的流程图；
图3为本发明实施例所示的基于盆栽植物生育动态自动监测与调控方法的装置的控制结构框图；
图4为本发明实施例所示的盆栽植物在电动旋转装置上的安装结构示意图。
图中：1、摄像模块；2、温湿度采集模块；3、PH值检测模块；4、控制模块；5、自动补水系统；6、电动旋转装置；7、光照传感器；8、语音控制模块；9、云服务器；10、用户终端。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1，本实施例提供了一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，包括：S1，采集盆栽植物当前的可见光图像信息与水肥参数信息，基于可见光图像信息确定盆栽植物的种类与生育阶段；S2，将盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息输入水肥决策模型，水肥决策模型输出与盆栽植物的生育阶段相应的水肥阈值，并将水肥参数信息与水肥阈值进行比对，生成对盆栽植物进行补水与施肥的决策指令；S3，基于决策指令对盆栽植物进行补水与施肥提示；其中，基于不同种类的盆栽植物在不同生育阶段所需水肥的历史数据建立水肥决策模型。
具体的，本实施例提供的如上所示的方法，可基于本领域所公知的摄像模块获取盆栽植物的可见光图像信息，通过对可见光图像信息中的植株进行图像识别与高度识别，以此来确定盆栽植物的种类及其生育阶段，并可基于本领域所公知的PH值检测模块获取盆栽植物土壤的水肥参数信息，从而在将盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息输入水肥决策模型后，可根据水肥决策模型获得盆栽植物生育阶段相应的水肥阈值，进而通过将盆栽植物的水肥参数信息与水肥阈值进行比对，可生成对盆栽植物进行补水的补水量与进行施肥的施肥量的决策指令，并基于决策指令对盆栽植物进行补水与施肥提示。
由此可见，本实施例基于盆栽植物的种类和生育阶段及水肥参数信息，通过水肥决策模型便于自动且定量地控制对盆栽植物的补水与施肥，达到了对盆栽植物精细化管理的目的，确保了盆栽植物的健康成长。
在此应指出的是，在对盆栽植物进行栽培之前，可预先针对不同盆栽植物，开展多组试验，以通过大数据分析建立水肥决策模型，获取各个种类的盆栽植物在其相应生育阶段的水肥阈值。具体而言，水肥决策模型包括水分模型Wk(h,r)与肥力模型Fk(h,r)，其中，k为盆栽植物的种类，h为盆栽植物的高度，r为盆栽植物的侧视图投影面积，并且，盆栽植物的种类k、高度h及侧视图投影面积r均可对可见光图像信息的处理来获取。
由此，在水肥参数信息为盆栽植物的土壤温湿度信息与土壤PH值时，基于水分模型Wk(h,r)与肥力模型Fk(h,r)，可对应获取盆栽植物的生育阶段相应的土壤温湿度阈值与土壤PH值阈值，从而水分模型Wk(h,r)在盆栽植物当前的土壤温湿度信息低于土壤温湿度阈值时，生成对盆栽植物进行补水的决策指令，以便通过自动补水系统对盆栽植物进行定量地补水；相应地，肥力模型Fk(h,r)在盆栽植物当前的土壤PH值低于土壤PH值阈值时，生成对盆栽植物进行施肥的决策指令，以便用户对盆栽植物进行定量地追肥。反之，水分模型Wk(h,r)在盆栽植物当前的土壤温湿度信息高于土壤温湿度阈值时，或者，肥力模型Fk(h,r)在盆栽植物当前的土壤PH值高于土壤PH值阈值时，均无需干预。
优选地，本实施例中S1还包括：获取盆栽植物的单侧光照时长；相应地，S3还包括：在单侧光照时长达到预设时间阈值时，控制盆栽植物旋转预设角度。
具体的，盆栽植物在长时间单面受光时，会因向光性而发生形态偏移或生长不均衡的现象，为了确保盆栽植物各个侧面光照的均匀性，以便直立地向上生长，本实施例可采用本领域所公知的光照传感器采集盆栽植物某一单侧的光照强度，在单侧光照时长达到预设时间阈值时，控制盆栽植物以预设角度旋转，比如：可将盆栽植物放置于电动旋转装置上，在单侧光照时长达到设置的时间阈值为2小时，可以此控制盆栽植物以45°或90°的预设角度旋转，如此通过控制盆栽植物的旋转来控制其受光面，确保了盆栽植物的各个方位受光的一致性。
优选地，本实施例中S1还包括：以预设的时间发展节点连续采集盆栽植物的可见光图像信息，将采集的可见光图像信息发送至云服务器；云服务器基于接收到的可见光图像信息生成植株生长视频，并将植株生长视频发送至用户终端，其中，植株生长视频用于显示盆栽植物的表型随时间的动态变化，并同步显示盆栽植物的表型参数信息。
具体的，在获取盆栽植物的植株生长视频时，可通过本领域所公知的摄像模块具体获取对盆栽植物以预设的时间发展节点连续采集其侧视图像与顶视图像，将采集到的这些可见光图像信息通过互联网、4G或5G网络发送至云服务器，云服务器以此提取盆栽植物的二维表型参数信息，并基于对盆栽植物连续获取的二维表型参数信息处理得到盆栽植物的生长速率，然后，将以预设的时间发展节点连续采集的图像合成植株生长视频，并将对应的二维表型参数信息放入对应的视频帧中，由此实现对盆栽植物生长的直播，其中，摄像模块对盆栽植物的连续采集可以天为单位，二维表型参数信息包括盆栽植物的垂直投影面积、侧视投影面积、株高等。
与此同时，云服务器处理得到的植株生长视频可通过互联网、4G或5G网络发送至盆栽植物相应的控制模块或者用户终端，以便用户浏览观看，该用户终端包括电脑、手机等。
优选地，本实施例中还包括：对盆栽植物建立管理日志，并在对盆栽植物进行补水与施肥提示时，通过用户终端对用户进行信息提示，用户基于该信息提示，通过用户终端以远程操作的方式或在现场以语音指令的方式控制对盆栽植物的补水动作、旋转动作及进行可见光图像信息的采集动作；其中，管理日志包括盆栽植物的编号、栽培日期、补水次数，每次补水量、施肥次数、每次施肥量、转动次数、每次转动角度及以时间发展节点连续采集的盆栽植物的土壤温度信息、土壤湿度信息及土壤PH值。
具体的，通过对盆栽植物建立管理日志，便于用户通过用户终端远程查看相关的历史日志，实现对盆栽植物长相长势的可视化直播，达到远程监视的目的；与此同时，在对盆栽植物进行定量补水与定量施肥指示的基础上，还可便于用户通过用户终端以远程操作的方式或在现场以语音指令的方式对盆栽植物的栽培进行人工干预，大大提高了盆栽植物种养的趣味性和交互性。
与此同时，在基于语音控制模块在现场发送语音指令时，语音控制模块的核心部件为语音芯片，经麦克风阵列收集到语音，通过语音芯片进行噪声滤除、混响处理、修复衰减，与系统引擎中内置的指令进行匹配，当语音匹配满足一致性要求时，即认为是有效指令，以此实现对语音指令的识别，从而可通过相应的控制模块基于自动补水系统对盆栽植物进行定量地补水，并控制摄像模块采集盆栽植物的可见光图像信息，并进一步获取盆栽植物的表型等。
如图2所示，图2为本实施例对盆栽植物的栽培进行自动模式与手动模式的控制流程图。在自动模式下，基于自动采集盆栽植物的土壤温湿度、土壤PH值及单侧光照时长进行判断，在这三类指标达到相应的阈值时，可相应地自动控制对盆栽植物进行定量地补水，提示用户进行定量地施肥，并且还直接以默认的预设角度控制盆栽植物进行旋转。
与此同时，在手动模式下，基于自动采集盆栽植物的土壤温湿度、土壤PH值及单侧光照时长进行判断，在这三类指标达到相应的阈值时，向用户终端发送提醒，用户基于用户终端可控制摄像模块对盆栽植物进行观察，然后，由用户设定对盆栽植物是否需要补水，并控制补水量，并由用户设定对盆栽植物是否需要施肥，并控制施肥量，同时由用户设定对盆栽植物是否需要旋转，并控制旋转量。
优选地，如图3所示，本实施例还提供了基于如上所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法的装置，包括：摄像模块1、温湿度采集模块2、PH值检测模块3、控制模块4及自动补水系统5；摄像模块1、温湿度采集模块2、PH值检测模块3分别连接控制模块4，控制模块4连接自动补水系统5；其中，摄像模块1用于采集盆栽植物当前的可见光图像信息，温湿度采集模块2用于采集盆栽植物的土壤温湿度信息，PH值检测模块3用于采集盆栽植物的土壤PH值，控制模块4用于基于摄像模块1、温湿度采集模块2及PH值检测模块3所采集到的信息，确定对盆栽植物的补水量与施肥量，并控制自动补水系统5对盆栽植物进行的自动补水动作。
具体的，本实施例所示的装置可通过可见光图像信息识别盆栽植物的种类和当前的生育阶段，并通过温湿度采集模块2与PH值检测模块3采集到的信息获取盆栽植物的水肥参数信息，从而基于盆栽植物的种类和生育阶段及水肥参数信息，可通过上述实施例所示的水肥决策模型获取对盆栽植物进行补水的补水量与进行施肥的施肥量，以此自动且定量地控制对盆栽植物的补水与施肥，达到了对盆栽植物精细化管理的目的，确保了盆栽植物的健康成长
在此应指出的是，温湿度采集模块2可以为本领域所公知的温度传感器与湿度传感器，PH值检测模块3可以为本领域所公知的PH值传感器，其中，温湿度采集模块2与PH值检测模块3预埋于盆栽植物的花盆内，用于盆栽植物栽培土壤的温湿度及PH值数据的采集。与此同时，控制模块4可以为本领域所公知的PLC控制器。
如图4所示，自动补水系统5包括供水管路与水泵，水泵安装在供水管路上，供水管路的出水端伸向盆栽植物，但不插入至盆栽植物相应的花盆内，其中，在盆栽植物为多个时，供水管路可由一根主管和多根支管组成，水泵安装在主管上，每根支管的出水端对应伸向一个盆栽植物，且在每根支管上装有电控阀，由此，控制模块4可通过控制水泵的启停来控制对各个盆栽植物的补水动作，并进一步通过对各个支管上电控阀开启时间的控制，来实现对各个盆栽植物补水量的定量控制。
与此同时，摄像模块1设置在盆栽植物的一侧，摄像模块1包括摄像头、自动折叠杆和收纳盒，摄像头与自动折叠杆分别连接控制模块4，其中，自动折叠杆可以理解为本领域所公知的多自由度的机械臂，如：三轴机械臂。控制模块4可基于控制指令对自动折叠杆的折叠与伸展状态进行控制，摄像头在自动折叠杆处于折叠状态时位于收纳盒内，而自动折叠杆在处于展开状态时，可对摄像头的高度及其镜头的角度进行控制，以便采集盆栽植物当前的可见光图像信息，并进一步获取盆栽植物的表型。
优选地，如图3与图4所示，本实施例中还包括：电动旋转装置6与光照传感器7；电动旋转装置6上用于放置盆栽植物，光照传感器7连接控制模块4，光照传感器7设置在电动旋转装置6的一侧，并用于对盆栽植物一侧的光照强度进行采集。
具体的，电动旋转装置6可以连接为本领域所公知的由旋转电机驱动的水平转台，在水平转台上放置盆栽植物。由于盆栽植物在长时间单面受光时，会因向光性而发生形态偏移或生长不均衡的现象，为了确保盆栽植物各个侧面光照的均匀性，以便直立地向上生长，本实施例可采用本领域所公知的光照传感器7采集盆栽植物某一单侧的光照强度，控制模块4可以通过内置的时钟统计盆栽植物的单侧光照时长，在单侧光照时长达到预设时间阈值时，向电动旋转装置6相应的旋转电机发送控制指令，以控制盆栽植物以预设角度旋转，比如：可将盆栽植物放置于电动旋转装置6上，在单侧光照时间达到设置的时间阈值为2小时时，可以此控制盆栽植物以45°或90°的预设角度旋转，如此通过控制盆栽植物的旋转来控制其受光面，确保了盆栽植物的各个方位受光的一致性。
优选地，本实施例中控制模块4连接语音控制模块8与云服务器9，云服务器9连接用户终端10。
具体的，语音控制模块8可以为本领域所公知的型号为LD3320的语音识别模块，在用户给予的语音信号与语音控制模块8内置的相应语音指令相匹配时，语音控制模块8即可对用户给予的语音信号进行有效识别，并通过控制模块4控制相应的执行部件完成相应的动作，例如：通过控制模块4基于自动补水系统5对盆栽植物进行定量地补水控制，并控制摄像模块1采集盆栽植物的可见光图像信息，并进一步获取盆栽植物的表型等。与此同时，控制模块4还可以将实时接收到的信息与处理获得的数据信息通过互联网、4G或5G网络发送至云服务器9，云服务器9也可将相应的信息通过互联网、4G或5G网络发送至用户终端10，以便用户对盆栽植物的相应信息进行远程观看，该用户终端10包括电脑、手机等；相应地，用户也可基于用户终端10对盆栽植物实施相应的决策指令，如：远程控制盆栽植物的补水、旋转等，如此大大提高了盆栽植物种养的趣味性和交互性，同时也为长期无法近距离照顾盆栽植物的用户提供了远程管理的手段。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，包括：S1，采集盆栽植物当前的可见光图像信息与水肥参数信息，基于所述可见光图像信息确定盆栽植物的种类与生育阶段；
S2，将盆栽植物的种类、生育阶段及水肥参数信息输入水肥决策模型，所述水肥决策模型输出与所述盆栽植物的生育阶段相应的水肥阈值，并将所述水肥参数信息与所述水肥阈值进行比对，生成对所述盆栽植物进行补水与施肥的决策指令；
S3，基于所述决策指令对所述盆栽植物进行补水与施肥提示；
其中，基于不同种类的盆栽植物在不同生育阶段所需水肥的历史数据建立所述水肥决策模型。
2.根据权利要求1所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，S1还包括：获取所述盆栽植物的单侧光照时长；
S3还包括：在所述单侧光照时长达到预设时间阈值时，控制所述盆栽植物旋转预设角度。
3.根据权利要求1所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，所述水肥参数信息包括所述盆栽植物的土壤温湿度信息与土壤PH值，所述水肥决策模型输出与所述盆栽植物的生育阶段相应的水肥阈值包括土壤温湿度阈值与土壤PH值阈值；
所述水肥决策模型在所述盆栽植物当前的土壤温湿度信息低于所述土壤温湿度阈值时，生成对所述盆栽植物进行补水的决策指令，所述水肥决策模型在所述盆栽植物当前的土壤PH值低于所述土壤PH值阈值时，生成对所述盆栽植物进行施肥的决策指令。
4.根据权利要求1至3任一所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，所述水肥决策模型包括水分模型Wk(h,r)与肥力模型Fk(h,r)，其中，k为盆栽植物的种类，h为盆栽植物的高度，r为盆栽植物的侧视图投影面积。
5.根据权利要求2所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，S1还包括：以预设的时间发展节点连续采集所述盆栽植物的可见光图像信息，将采集的可见光图像信息发送至云服务器；
所述云服务器基于接收到的所述可见光图像信息生成植株生长视频，并将所述植株生长视频发送至用户终端，其中，所述植株生长视频用于显示所述盆栽植物的表型随时间的动态变化，并同步显示所述盆栽植物的表型参数信息。
6.根据权利要求5所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法，其特征在于，还包括：对所述盆栽植物建立管理日志，并在对所述盆栽植物进行补水与施肥提示时，通过用户终端对用户进行信息提示，用户基于所述信息提示，通过用户终端以远程操作的方式或在现场以语音指令的方式控制对所述盆栽植物的补水动作、旋转动作及进行可见光图像信息的采集动作；
其中，所述管理日志包括所述盆栽植物的编号、栽培日期、补水次数，每次补水量、施肥次数、每次施肥量、转动次数、每次转动角度及以时间发展节点连续采集的所述盆栽植物的土壤温度信息、土壤湿度信息及土壤PH值。
7.一种基于权利要求1至6任一所述的盆栽植物生育动态自动监测与调控方法的装置，其特征在于，包括：摄像模块、温湿度采集模块、PH值检测模块、控制模块及自动补水系统；所述摄像模块、所述温湿度采集模块、所述PH值检测模块分别连接所述控制模块，所述控制模块连接所述自动补水系统；
其中，所述摄像模块用于采集盆栽植物当前的可见光图像信息，所述温湿度采集模块用于采集盆栽植物的土壤温湿度信息，所述PH值检测模块用于采集盆栽植物的土壤PH值，所述控制模块用于基于所述摄像模块、所述温湿度采集模块及所述PH值检测模块所采集到的信息，确定对所述盆栽植物的补水量与施肥量，并控制所述自动补水系统对所述盆栽植物进行的自动补水动作。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
还包括：电动旋转装置与光照传感器；所述电动旋转装置上用于放置盆栽植物，所述光照传感器连接所述控制模块，所述光照传感器设置在所述电动旋转装置的一侧，并用于对所述盆栽植物一侧的光照强度进行采集。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述摄像模块设置在盆栽植物的一侧，所述摄像模块包括摄像头、自动折叠杆和收纳盒，所述摄像头与所述自动折叠杆分别连接所述控制模块，所述摄像头在所述自动折叠杆处于折叠状态时位于所述收纳盒内。
10.根据权利要求7至9任一所述的装置，其特征在于，
所述控制模块连接语音控制模块与云服务器，所述云服务器连接用户终端。
CN202010314106.4A 2020-04-20 2020-04-20 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置 Pending CN111512828A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010314106.4A CN111512828A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010314106.4A CN111512828A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111512828A true CN111512828A (zh) 2020-08-11

Family

ID=71903638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010314106.4A Pending CN111512828A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111512828A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112189550A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 中原工学院 一种基于数据驱动的智能植物培育系统及其使用方法
CN112673785A (zh) * 2020-12-09 2021-04-20 珠海格力电器股份有限公司 一种植物供养策略的生成方法、装置以及系统
CN114608130A (zh) * 2022-02-09 2022-06-10 青岛海尔空调器有限总公司 用于控制空调的方法及装置、空调、存储介质
CN114617030A (zh) * 2020-12-14 2022-06-14 中移(成都)信息通信科技有限公司 一种植株栽培方法、装置
CN115067195A (zh) * 2022-06-30 2022-09-20 电子科技大学中山学院 一种家庭绿植实时灌溉系统及控制方法
CN115829499A (zh) * 2022-11-22 2023-03-21 广州智源农业科技发展有限公司 一种基于物联网的蓝莓栽培决策系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107105062A (zh) * 2017-06-01 2017-08-29 安徽福讯信息技术有限公司 一种基于物联网的智慧农业系统
CN207927321U (zh) * 2018-02-05 2018-10-02 李红 一种可旋转自动浇水的栽种盆系统
CN109197531A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 宁波工程学院 一种基于物联网的屋顶花园智能养护系统及其控制方法
CN208538005U (zh) * 2018-05-18 2019-02-22 江南大学 一种基于app的植物自我养护的智能系统
CN109803527A (zh) * 2016-10-07 2019-05-24 斯科特·马西 植物种植设备和方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109803527A (zh) * 2016-10-07 2019-05-24 斯科特·马西 植物种植设备和方法
US20200037514A1 (en) * 2016-10-07 2020-02-06 Heliponix, Llc Plant growing apparatus and method
CN107105062A (zh) * 2017-06-01 2017-08-29 安徽福讯信息技术有限公司 一种基于物联网的智慧农业系统
CN207927321U (zh) * 2018-02-05 2018-10-02 李红 一种可旋转自动浇水的栽种盆系统
CN208538005U (zh) * 2018-05-18 2019-02-22 江南大学 一种基于app的植物自我养护的智能系统
CN109197531A (zh) * 2018-09-30 2019-01-15 宁波工程学院 一种基于物联网的屋顶花园智能养护系统及其控制方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112189550A (zh) * 2020-09-30 2021-01-08 中原工学院 一种基于数据驱动的智能植物培育系统及其使用方法
CN112673785A (zh) * 2020-12-09 2021-04-20 珠海格力电器股份有限公司 一种植物供养策略的生成方法、装置以及系统
CN112673785B (zh) * 2020-12-09 2022-05-20 珠海格力电器股份有限公司 一种植物供养策略的生成方法、装置以及系统
CN114617030A (zh) * 2020-12-14 2022-06-14 中移(成都)信息通信科技有限公司 一种植株栽培方法、装置
CN114608130A (zh) * 2022-02-09 2022-06-10 青岛海尔空调器有限总公司 用于控制空调的方法及装置、空调、存储介质
CN115067195A (zh) * 2022-06-30 2022-09-20 电子科技大学中山学院 一种家庭绿植实时灌溉系统及控制方法
CN115829499A (zh) * 2022-11-22 2023-03-21 广州智源农业科技发展有限公司 一种基于物联网的蓝莓栽培决策系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111512828A (zh) 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控方法及装置
CN212306247U (zh) 一种盆栽植物生育动态自动监测与调控装置
CN109874477B (zh) 一种农业园区施肥机托管方法及系统
CN103838144B (zh) 基于物联网土壤分析的甘蔗精细种植滴灌建模控制方法
CN107317937A (zh) 一种基于手机app的立体农业种植棚远程管理系统
CN105467959B (zh) 基于无线通讯的家用种植机系统及其控制方法
KR101870680B1 (ko) 하우스 시설재배 관리시스템
CN107318494A (zh) 一种基于立体农业的智慧农场系统
CN204837305U (zh) 一种基于互联网的智能种植装置、系统
CN207053612U (zh) 一种基于手机app的立体农业种植棚远程管理系统
JP2006333744A (ja) 植物育成情報の提供方法
CN106934724A (zh) 基于物联网的绿色蔬菜长势分析系统
CN105830809A (zh) 一种实现云端监控的智能化温室种植装置
CN111557158A (zh) 智能灌溉控制方法及系统
CN105159366A (zh) 一种温室环境监控系统与用户行为采集方法
CN111459033A (zh) 水、肥精量灌溉的灰色预测模糊pid控制方法及设备
CN114793671A (zh) 一种室内植物的养殖方法、设备及介质
CN208819102U (zh) 一种分布式智能全托植物培育系统
CN110447509A (zh) 一种植物基质栽培的营养液灌溉控制系统与方法
CN114004458A (zh) 一种多态势感知融合的植物生长管理系统
CN112470907A (zh) 一种水培施肥机
CN113491192A (zh) 大田马铃薯种植智能水肥一体化管理系统
CN109601350A (zh) 机插硬地硬盘全基质育秧水分智能管理系统和控制方法
KR20190064079A (ko) 작물에 대한 배지 및 배액 무게를 이용한 양액 제어 방법
CN108519761A (zh) 一种农业园区内的日光温室群的管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination