CN112690163A - 一种基于苗木物联网的智能养护方案方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，涉及基于物联网的苗木养护技术领域，该方法包括存储苗木基本信息以及对应养护方案的原始数据库，采集园林中苗木信息的信息采集系统，监控苗木生长环境信息的监控系统，以及关联本地气象台的气象系统，同时，信息采集系统、监控系统和气象系统均与数据库双向关联。本发明采用各苗木最佳的养护参数，辅以天气因素影响，智能配备出每一类、各种大小苗木的最佳养护方案，最大化减少苗木生长过程受到的的损害，提高苗木生长速度和质量，提升经济效益；通过大量的养护方案的实施和养护效果结合计算，可以生成养护标准数据库，也可反推计算出苗木生长中受到的不良影响，进一步精细、标准化。
Description
技术领域
本发明涉及基于物联网的苗木养护技术领域，具体为一种基于苗木物联网的智能养护方案方法。
背景技术
随着城市建设的不断发展，人们的生态意识的不断增强，园林绿化工程愈发地受到人们的关注，而园林绿化工程需要大量的优质苗木。不论是绿化工程还是苗圃基地的苗木的种植以及养护工作都将直接影响到园林绿化工程的整体质量水平，如何在短时间内养护出更多的优质苗木也逐渐引起了社会各界的思考，开始寻找科学高效的养护方法。因此苗木养护工作愈发的标准化；不同的品类、大小的苗木生长所采取的养护手段、方案和适宜的生长环境都有所不同，而苗木生长环境是一项很复杂的因素，除了养护手段的影响还有很多自然因素的影响，如大雨，干旱，大风，雷电等天气因素的影响。
传统的苗木养护手段通常都是以养护人员的经验为主，主观因素影响过大，在天气因素上的基础上辅以相应的养护手段，有一定的效果，但达不到科学，严谨，精细的养护效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，解决了园林养护手段不够科学、严谨、精细的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，该方法包括存储苗木基本信息以及对应养护方案的原始数据库，采集园林中苗木信息的信息采集系统，监控苗木生长环境信息的监控系统，以及关联本地气象台的气象系统，同时，信息采集系统、监控系统和气象系统均与数据库双向关联。
优选的，所述信息采集系统采集园林中每一棵树木的品类和生长阶段信息。
优选的，所述信息采集系统采集的树木的生长阶段信息包括苗木的高度、胸径、冠幅的具体数据。
优选的，所述监控系统包括温度监控模块和湿度监控模块，温度监控模块采集每一棵苗木栽种土壤的湿度，温度监控模块采集每一棵苗木所处环境的温度，同时判断每一棵苗木的光强信息。
优选的，所述气象系统关联本地气象系统，实时监控并记录园林所在地区的降雨信息、光照信息、风力信息和气压信息。
优选的，所述数据库根据所述信息采集系统、监控系统和气象系统收集到的信息，再结合数据库中预存的养护数据，汇总形成针对不同苗木、不同状态的养护数据。
优选的，所述数据库会记录对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据，并分析计算活动时间、次数、强度信息。
优选的，所述信息采集系统、监控系统和气象系统均根据数据库中存储的智能养护方案比照，形成最佳养护方法。
优选的，所述信息采集系统、监控系统和气象系统收集的数据均录入数据库中，逐步对数据库中原始养护方案进行修正和补充。
优选的，本方案方法包括如下步骤：
Sp1：本方法在第一阶段完成特定规格树种的常规统计，对树木生长状态评级形成集合并碰撞出标准化数据；
Sp2：第二阶段将监控系统采集温湿度数据以及气象系统采集的气象信息作为X轴数据，将数据库记录的对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据作为Y轴数据，将信息采集系统采集的树木的生长阶段信息作为Z轴数据，并将积累的标准化数据导入算法矩阵，并供算法结合X，Y，Z轴数据作回归演算；
Sp3：第三阶段中，算法矩阵结合TOPSI S法与多元回归思想，充分利用原始数据的信息，采用余弦法找出有限方案中的最优方案和最劣方案。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于苗木物联网的智能养护方案方法。具备以下有益效果：
1、本发明采用各苗木最佳的养护参数，辅以天气因素影响，智能配备出每一类、各种大小苗木的最佳养护方案，最大化的减少苗木在生长过程中受到的的损害，减小经济损失，提高苗木生长速度和素质，提升经济效益。数据库中存储有各种苗木在不同环境、条件下，对水分、光照、养分的需求，从而对照信息采集系统、监控系统和气象系统收集到的对应苗木的基础的实时数据、当地环境的温度、湿度、风力、光照和降水情况，从而对各种苗木提供最适宜的养护方案，保证对苗木的最佳养护。
2、本方法通过大量的养护方案的实施和养护效果结合计算，可以生成养护标准数据库，可以用以反推计算出苗木生长过程中受到的不良影响因素，进一步精细化，标准化。信息采集系统、监控系统和气象系统收集到的实时养护数据，以及最终的养护效果录入数据库中，与预期的养护效果进行对比，从而修改、补充数据库中的养护方案数据；另一方面，可以得出苗木生长过程中可能受到的不良影响，使得苗木未按照预期生长数据进行生长，从而添加补足更多限定条件，使得养护方案更加具体、细致。
3、本方法通过收集驱动苗木生长的因素、人工干预数据和苗木的生长表现数据，将三组数据进行回归演算，同时，算法矩阵结合TOPSI S法与多元回归思想，充分利用原始数据的信息，其结果能精确地反映各评级之间的差距。基于归一化后的原始数据矩阵,采用余弦法便能够找出有限方案中的最优方案和最劣方案，然后分别计算各评级对象与最优方案和最劣方案间的距离，即可获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此便可以作为影响苗木生长的科学依据。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
附图标记：
1、数据库；2、信息采集系统；3、监控系统；31、温度监控模块；32、湿度监控模块；4、气象系统。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例一：
如图1所示，一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，该方法包括存储苗木基本信息以及对应养护方案的原始数据库1，采集园林中苗木信息的信息采集系统2，监控苗木生长环境信息的监控系统3，以及关联本地气象台的气象系统4，同时，信息采集系统2、监控系统3和气象系统4均与数据库1双向关联。
具体的，信息采集系统2采集园林中每一棵树木的品类和生长阶段信息。
具体的，信息采集系统2采集的树木的生长阶段信息包括苗木的高度、胸径、冠幅的具体数据。
具体的，监控系统3包括温度监控模块31和湿度监控模块32，温度监控模块31采集每一棵苗木栽种土壤的湿度，温度监控模块31采集每一棵苗木所处环境的温度，同时判断每一棵苗木的光强信息。
具体的，气象系统4关联本地气象系统4，实时监控并记录园林所在地区的降雨信息、光照信息、风力信息和气压信息。
具体的，数据库1根据信息采集系统2、监控系统3和气象系统4收集到的信息，再结合数据库1中预存的养护数据，汇总形成针对不同苗木、不同状态的养护数据。
具体的，数据库1会记录对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据，并分析计算活动时间、次数、强度信息。
具体的，信息采集系统2、监控系统3和气象系统4均根据数据库1中存储的智能养护方案比照，形成最佳养护方法。
具体的，信息采集系统2、监控系统3和气象系统4收集的数据均录入数据库1中，逐步对数据库1中原始养护方案进行修正和补充。
具体的，本方法包括如下步骤：
Sp1：本方法在第一阶段完成特定规格树种的常规统计，对树木生长状态评级形成集合并碰撞出标准化数据；
Sp2：第二阶段将监控系统3采集温湿度数据以及气象系统4采集的气象信息作为X轴数据，将数据库1记录的对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据作为Y轴数据，将信息采集系统2采集的树木的生长阶段信息作为Z轴数据，并将积累的标准化数据导入算法矩阵，并供算法结合X，Y，Z轴数据作回归演算；
Sp3：第三阶段中，算法矩阵结合TOPSI S法与多元回归思想，充分利用原始数据的信息，采用余弦法找出有限方案中的最优方案和最劣方案。
而TOPSI S法是根据有限个评价对象与理想化目标的接近程度进行排序的方法，是在现有的对象中进行相对优劣的评价。TOPSI S法是一种逼近于理想解的排序法，该方法只要求各效用函数具有单调递增(或递减)性就行。TOPSI S法是多目标决策分析中一种常用的有效方法，又称为优劣解距离法。其基本原理，是通过检测评价对象与最优解、最劣解的距离来进行排序，若评价对象最靠近最优解同时又最远离最劣解，则为最好；否则不为最优。其中最优解的各指标值都达到各评价指标的最优值。最劣解的各指标值都达到各评价指标的最差值。在本方法中采用TOPSI S法，可计算各评级对象与最优方案和最劣方案间的距离，可获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此便可以作为影响苗木生长的科学依据。
在本发明中，采集各苗木最佳的养护参数，辅以天气因素影响，智能配备出每一类、各种大小苗木的最佳养护方案，最大化的减少苗木在生长过程中受到的的损害，减小经济损失，提高苗木生长速度和素质，提升经济效益。数据库1中存储有各种苗木在不同环境、条件下，对水分、光照、养分的需求，从而对照信息采集系统2、监控系统3和气象系统4收集到的对应苗木的基础的实时数据、当地环境的温度、湿度、风力、光照和降水情况，从而对各种苗木提供最适宜的养护方案，保证对苗木的最佳养护。
实施例二：
信息采集系统2、监控系统3和气象系统4收集的数据均可录入数据库1中，逐步对数据库1中原始养护方案进行修正和补充，通过大量的养护方案的实施和养护效果结合计算，可以生成养护标准数据库1，可以用以反推计算出苗木生长过程中受到的不良影响因素，进一步精细化，标准化。信息采集系统2、监控系统3和气象系统4收集到的实时养护数据，以及最终的养护效果录入数据库1中，与预期的养护效果进行对比，从而修改、补充数据库1中的养护方案数据；另一方面，可以得出苗木生长过程中可能受到的不良影响，使得苗木未按照预期生长数据进行生长，从而添加补足更多限定条件，使得养护方案更加具体、细致。
如10公分的香樟在某地区6月的最佳成长土壤温度是22～25摄氏度，最佳湿度是55～65％，如检测设备采集到该苗木当时的环境数据在此范围内，本发明方法会判断出今天不需要人为进行特殊的环境干预养护；如当时处于干旱状态，但气象显示今日会有大雨，本发明方法则可以判断得出今日暂不需要浇水，避免掉无效的养护工作，节省出人力物力成本；如当时温度湿度适宜，但今天显示有大雨，本发明方法则会预警有泡水风险，同时从本发明数据库1里可以得到该大小的苗木品类在泡水环境下的极限生成时长，超出该时长的泡水将会有死亡风险，本方法会提示泡水预警做好排水准备；如当时处于干旱状态，本发明会自动关联的气象，气象显示近期无雨，本发明会通过数据库1得到该大小苗木品类在干旱环境下的极限生成时长，超出该时长的干旱状态会有死亡风险；若气象显示有大风，本发明会通过关联气象数据得出风力等级，并关联数据库1查询出该大小该苗木品类极限抗风等级，并做出预警。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：该方法包括存储苗木基本信息以及对应养护方案的原始数据库(1)，采集园林中苗木信息的信息采集系统(2)，监控苗木生长环境信息的监控系统(3)，以及关联本地气象台的气象系统(4)，同时，信息采集系统(2)、监控系统(3)和气象系统(4)均与数据库(1)双向关联。
2.根据权利要求1所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述信息采集系统(2)采集园林中每一棵树木的品类和生长阶段信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述信息采集系统(2)采集的树木的生长阶段信息包括苗木的高度、胸径、冠幅的具体数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述监控系统(3)包括温度监控模块(31)和湿度监控模块(32)，温度监控模块(31)采集每一棵苗木栽种土壤的湿度，温度监控模块(31)采集每一棵苗木所处环境的温度，同时判断每一棵苗木的光强信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述气象系统(4)关联本地气象系统，实时监控并记录园林所在地区的降雨信息、光照信息、风力信息和气压信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述数据库(1)根据所述信息采集系统(2)、监控系统(3)和气象系统(4)收集到的信息，再结合数据库(1)中预存的养护数据，汇总形成针对不同苗木、不同状态的养护数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述数据库(1)会记录对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据，并分析计算活动时间、次数、强度信息。
8.根据权利要求1-7任一条所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述信息采集系统(2)、监控系统(3)和气象系统(4)均根据数据库(1)中存储的智能养护方案比照，形成最佳养护方法。
9.根据权利要求1-7任一条所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：所述信息采集系统(2)、监控系统(3)和气象系统(4)收集的数据均录入数据库(1)中，逐步对数据库(1)中原始养护方案进行修正和补充。
10.根据权利要求1-7任一条所述的一种基于苗木物联网的智能养护方案方法，其特征在于：包括如下步骤：
Sp1：本方法在第一阶段完成特定规格树种的常规统计，对树木生长状态评级形成集合并碰撞出标准化数据；
Sp2：第二阶段将监控系统(3)采集温湿度数据以及气象系统(4)采集的气象信息作为X轴数据，将数据库(1)记录的对每一棵苗木人工施肥、浇水、喷农药的行为数据作为Y轴数据，将信息采集系统(2)采集的树木的生长阶段信息作为Z轴数据，并将积累的标准化数据导入算法矩阵，并供算法结合X，Y，Z轴数据作回归演算；
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