CN114740930A - 用于温室大棚智能管控平台系统及管控处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于温室大棚智能管控平台系统及管控处理方法，属于温室大棚管控技术领域，具体步骤包括：建立农作物数据库，所述农作物数据库内存储有农作物的标准图像库，农作物不同生长阶段所需的标准环境参数；获取每株农作物的实时图像；将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数的交集；监测大棚内部的实时环境参数；将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内；本发明根据农作物的实时生长阶段，调节环境参数，满足了处于不同生长阶段的农作物的共同需求。

Description

用于温室大棚智能管控平台系统及管控处理方法
技术领域
本发明涉及温室大棚管控技术领域，具体涉及用于温室大棚智能管控平台系统及管控处理方法。
背景技术
温室，又称暖房。能透光、保温，用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供温室生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。
公开号为CN112051878A的中国发明公开了一种温室大棚智能管控平台系统及其管控处理方法，包括温室大棚管控中心层，所述温室大棚管控中心层包括大棚温度监测系统、大棚光照控制系统和大棚人员记录系统；该发明根据预设的温度和光照参数，实现了对温室大棚内部环境的智能化管控，然而对于农作物，它的每个生长阶段所需要的环境参数是存在着一定的差异，特别是对于一些体积大、价值高的经济作物来说，其生长周期长，形态变化大，所需的外界条件也要随之改变，并且由于所处位置或光照角度的问题，同一大棚内的农作物也会存在生长阶段不同的现象，这就要求大棚内的环境参数能够同时满足不同生长阶段的农作物所需，大棚内的环境参数能够根据农作物所处的状态自行调节。
发明内容
本发明的目的在于提供用于温室大棚智能管控平台系统及管控处理方法，解决以下技术问题：
现有技术通过预设的温度和光照参数对温室大棚内部环境进行智能化管控，当同时存在着不同生长阶段的农作物时，无法调节环境参数以满足不同生长阶段的农作物的共同所需。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
用于温室大棚智能管控平台系统，包括：
农作物数据库，存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
图像采集模块，用于获取每株农作物的实时图像；
数据处理模块，用于将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
环境监测模块，用于监测大棚内部的实时环境参数；
环境优化模块，将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
作为本发明进一步的方案：所述实时图像与所述图像信息的具体对比方法为：定义标准图像库中所有的图像信息与所述的实时图像的相似度为Y(0≤Y≤1)，获取任一生长阶段对应的n张图像信息的相似度Y1，Y2，…，Yn；获取Y1，Y2，…，Yn中超过所设定的阈值a的数量x，k＝x/n，当a*k≥0.6时，则判定该株农作物处于该生长阶段。
作为本发明进一步的方案：所述交集的获取方法为：将若干个标准环境参数内同类型的环境参数进行交集运算，得到若干个子交集，所述子交集的集合即为所述交集。
作为本发明进一步的方案：将大棚分为多个形状大小相等的单元格，单个所述单元格的面积为M，每个所述单元格内种植一株农作物。
作为本发明进一步的方案：将所述农作物的不同的生长阶段依次设定为幼苗期、生长期、果实期期。
作为本发明进一步的方案：在将每株农作物的实时图像与所述图像信息进行对比之前，先进行预判定，根据每株农作物的实时图像获取每株农作物的覆盖面积m，当m/M≤0.3时，初步判定为幼苗期，当0.3＜m/M＜0.7时，初步判定为生长期，当m/M≥0.7时，初步判定为果实期。
作为本发明进一步的方案：将经过预判定的实时图像与对应生长阶段的图像信息进行对比，若对比结果未达到所述具体对比方法中设定的标准，则将该实时图像与其他生长阶段的图像信息进行对比。
用于温室大棚智能管控平台管控处理方法，包括以下步骤；
建立农作物数据库，所述农作物数据库内存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
获取每株农作物的实时图像；
将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
监测大棚内部的实时环境参数；
将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
本发明的有益效果：
本发明通过获取农作物的实时图像，将其与标准图像库内农作物不同生长阶段的图像信息进行对比，判定农作物的生长阶段，再获取对应的标准环境参数，实现了根据农作物的实时生长阶段，自动调节大棚内部的环境参数，使得农作物从萌芽至结果始终处于适宜的生长环境中；对于同一大棚内处于不同生长阶段的农作物，先获取现存的生长阶段，再获取对应的若干个标准环境参数的交集，将所得到的交集定义为实际实施的系统环境参数，经过调节后，大棚环境就能够满足不同生长阶段的农作物的需求；本发明在实时图像与图像信息对比之前，通过预判定，将农作物的实时图像先归类为不同的生长阶段，再与对应的生长阶段进行对比，能够有效减少大量无效的对比运算，提高系统运行效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的系统原理流程图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为用于温室大棚智能管控平台系统，包括：
农作物数据库，存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
图像采集模块，用于获取每株农作物的实时图像；
数据处理模块，用于将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
环境监测模块，用于监测大棚内部的实时环境参数；
环境优化模块，将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
对于单种农作物，它的每个生长阶段所需要的环境参数是存在着一定的差异，特别是对于一些体积大、价值高的经济作物来说，其生长周期长，形态变化大，所需的外界条件也要随之改变，并且由于所处位置或光照角度的问题，同一大棚内的农作物也会存在生长阶段不同的现象，这就要求大棚内的环境参数能够同时满足不同生长阶段的农作物所需。
本发明为应对上述问题，通过获取农作物的实时图像，将其与标准图像库内农作物不同生长阶段的图像信息进行对比，判定农作物的生长阶段，再获取对应的标准环境参数，实现了根据农作物的实时生长阶段，自动调节大棚内部的环境参数，使得农作物从萌芽至结果始终处于适宜的生长环境中；对于同一大棚内处于不同生长阶段的农作物，先获取现存的生长阶段，再获取对应的若干个标准环境参数的交集，将所得到的交集定义为实际实施的系统环境参数，经过调节后，大棚环境就能够满足不同生长阶段的农作物的需求。
在本发明的一个优选的实施例中，所述实时图像与所述图像信息的具体对比方法为：定义所述标准图像库中所有的图像信息与所述的实时图像的相似度为Y(0≤Y≤1)，获取任一生长阶段对应的n张图像信息的相似度Y1，Y2，…，Yn；获取Y1，Y2，…，Yn中超过所设定的阈值a的数量x，k＝x/n，则当a*k≥0.6时，判定该株农作物处于该生长阶段。
通过该种方法，先获取任一生长阶段对应的n张图像信息与实时图像的相似度，然后获取任一相似度a，然后统计相似度超过该数值a的图像信息的数量x，计算比例x与n的比例k，获取a与k的乘积，只有在乘积超过设定条件时才能确定该实时图像所属的农作物处于该生长阶段。
在本发明的另一个优选的实施例中，所述交集的获取方法为：将若干个标准环境参数内同类型的环境参数进行交集运算，得到若干个子交集，所述子交集的集合即为所述交集。
一个标准环境参数内包括有多种类型的环境参数，所以要获取若干个标准环境参数的交集时，需先对相同类型的环境参数进行交集运算。
在本发明的另一个优选的实施例中，将大棚分为多个形状大小相等的单元格，单个所述单元格的面积为M，每个所述单元格内种植一株农作物。
在本实施例中，将所述农作物的不同的生长阶段依次设定为幼苗期、生长期、果实期期。
值得注意的是，在将每株农作物的实时图像与所述图像信息进行对比之前，先进行预判定，根据每株农作物的实时图像获取每株农作物的覆盖面积m，当m/M≤0.3时，初步判定为幼苗期，当0.3＜m/M＜0.7时，初步判定为生长期，当m/M≥0.7时，初步判定为果实期。
通过预判定，将农作物的实时图像先归类为不同的生长阶段，再与对应的生长阶段进行对比，能够有效减少大量无效的对比运算，提高系统运行效率。
在本发明另一个优选的实施例中，将经过预判定的实时图像与对应生长阶段的图像信息进行对比，若对比结果未达到所述具体对比方法中设定的标准，则将该实时图像与其他生长阶段的图像信息进行对比。
对于某些生长状态特殊的农作物，通过覆盖面积判定其生长阶段并不准确，只能将其实时图像与标准图像库内所有图像信息对比之后，才能获取其实际生长阶段。
用于温室大棚智能管控平台管控处理方法，包括以下步骤；
建立农作物数据库，所述农作物数据库内存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
获取每株农作物的实时图像；
将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
监测大棚内部的实时环境参数；
将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，包括：
农作物数据库，存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
图像采集模块，用于获取每株农作物的实时图像；
数据处理模块，用于将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
环境监测模块，用于监测大棚内部的实时环境参数；
环境优化模块，将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
2.根据权利要求1所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，所述实时图像与所述图像信息的具体对比方法为：定义所述标准图像库中所有的图像信息与所述的实时图像的相似度为Y(0≤Y≤1)，获取任一生长阶段对应的n张图像信息的相似度Y1，Y2，…，Yn；获取Y1，Y2，…，Yn中超过所设定的阈值a的数量x，k＝x/n，则当a*k≥0.6时，判定该株农作物处于该生长阶段。
3.根据权利要求1所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，所述交集的获取方法为：将若干个标准环境参数内同类型的环境参数进行交集运算，得到若干个子交集，所述子交集的集合即为所述交集。
4.根据权利要求1所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，将大棚分为多个形状大小相等的单元格，单个所述单元格的面积为M，每个所述单元格内种植一株农作物。
5.根据权利要求4所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，将所述农作物的不同的生长阶段依次设定为幼苗期、生长期、果实期期。
6.根据权利要求5所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，在将每株农作物的实时图像与所述图像信息进行对比之前，先进行预判定，根据每株农作物的实时图像获取每株农作物的覆盖面积m，当m/M≤0.3时，初步判定为幼苗期，当0.3＜m/M＜0.7时，初步判定为生长期，当m/M≥0.7时，初步判定为果实期。
7.根据权利要求2或6所述的用于温室大棚智能管控平台系统，其特征在于，将经过预判定的实时图像与对应生长阶段的图像信息进行对比，若对比结果未达到所述具体对比方法中设定的标准，则将该实时图像与其他生长阶段的图像信息进行对比。
8.用于温室大棚智能管控平台管控处理方法，其特征在于，包括以下步骤；
建立农作物数据库，所述农作物数据库内存储有农作物的标准图像库，所述标准图像库包括农作物不同生长阶段的图像信息；存储有农作物不同生长阶段所需的标准环境参数，所述标准环境参数包括温度区间、湿度区间、光照强度区间、二氧化碳浓度区间和土壤养分含量区间；
获取每株农作物的实时图像；
将所述实时图像与所述图像信息进行对比，判定每株农作物所处的生长阶段，根据判定结果获取对应的标准环境参数，并获取所述标准环境参数中同类别的参数的交集，定义所述交集为系统环境参数；
监测大棚内部的实时环境参数；
将所述实时环境参数与所述系统环境参数进行对比，判定实时环境参数是否在系统环境参数范围内，若是，则保持实时环境参数不变；若否，则调节实时环境参数至系统环境参数范围内。
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