CN116649123B - 一种蔬菜全周期自动种植的设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蔬菜全周期自动种植的设备及系统，涉及种植设备及系统技术领域，包括培育箱，所述培育箱左侧中下端安装有控制箱，所述培育箱两侧中部安装有排风扇，所述培育箱内腔两侧中部安装有摄像头，所述培育箱前端和后端两侧安装有旋转门，所述旋转门前端中部开设有放置腔，放置腔内部安装有观察窗，所述培育箱内腔底端安装有水泵，所述水泵右侧安装有输液管，所述培育箱右侧设置有搅拌箱，所述输液管右侧穿过培育箱与搅拌箱连接。本发明通过蔬菜全周期自动种植的设备对蔬菜进行监测与自动种植培养，通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜长势进行预测，将预测出长势数据与数据库原有长势数据进行匹配，从而获得更佳的处理方式。
Description
技术领域
本发明涉及一种种植设备及系统技术领域，具体为一种蔬菜全周期自动种植的设备及系统。
背景技术
目前蔬菜种植主要通过大棚或者露天种植，但是大棚或者露天种植主要利用的是阳光和人工施水施肥，很难控制光照强度、温度、营养和二氧化碳浓度，而且现有的种植方式在种植过程中要使用到大量的农药和化肥，导致土壤、水源等污染问题越发严重，对人类赖以生存的环境产生了难以逆转的危害，所以需要一种蔬菜全周期自动种植设备及系统，但是现有的自动种植设备及系统自动化的程度较低，不能够智能准确的调节种植过程中的营养液配比、光照强度和温度，使得蔬菜种植周期延长，消耗大量的电力与人工管理成本，造成了种植成本上升，经济收益降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蔬菜全周期自动种植的设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种蔬菜全周期自动种植的设备及系统，包括培育箱，所述培育箱左侧中下端安装有控制箱，所述培育箱两侧中部安装有排风扇，所述培育箱内腔两侧中部安装有摄像头，所述培育箱前端和后端两侧安装有旋转门，所述旋转门前端中部开设有放置腔，放置腔内部安装有观察窗，所述培育箱内腔底端安装有水泵，所述水泵右侧安装有输液管，所述培育箱右侧设置有搅拌箱，所述输液管右侧穿过培育箱与搅拌箱连接。
优选的，所述搅拌箱顶端通过螺栓安装有若干配液桶，所述配液桶左侧底端通过焊接安装有电磁阀，所述电磁阀的工作端设置在搅拌箱顶端，所述配液桶左侧中部通过螺栓安装有重量传感器，所述重量传感器的工作端设置在配液桶的内腔，所述17底端中部通过螺栓安装有伺服电机，所述搅拌箱底端四周通过螺栓安装有若干个搅拌箱支座，所述搅拌箱支座俯视呈矩形排列，所述培育箱两侧前后端通过螺栓安装有铰链，所述铰链的一侧均通过螺栓与旋转门连接，所述控制箱通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜全周期自动种植的设备进行控制；
优选的，所述搅拌箱内腔底端中部通过螺栓安装有旋转杆，所述旋转杆底端四周通过螺栓安装有防沉淀扇，所述搅拌箱内腔中部四周通过螺栓有隔离板，所述隔离板呈覆圆台状，所述旋转杆顶端穿过隔离板中部，所述旋转杆顶部四周通过螺栓安装有搅拌扇，所述隔离板中部右侧开设有排水槽，所述隔离板底端右侧位于排水槽的前端和后端通过螺栓安装有固定板，两个所述固定板且靠近排水槽的一侧中部均开设有滑槽，两个所述滑槽滑动安装有滑块，所述隔离板底端右侧通过螺栓安装有支撑挡板，所述支撑挡板(45)左侧上端通过螺栓安装有弹簧，所述弹簧远离支撑挡板的一端通过螺栓与滑块连接，所述支撑挡板左侧下端通过螺栓安装有滑轮,所述旋转杆中部设有牵引绳，所述牵引绳远离旋转杆穿过滑轮与滑块的右侧中部连接；
优选的，所述培育箱底端通过螺栓安装有培育槽，所述培育槽顶端四周通过螺栓安装有四个电磁阀漏斗，所述培育槽顶端四周靠近电磁阀漏斗处通过螺栓安装有成份传感器，所述培育槽顶部通过螺栓安装有若干个培育腔，所述培育腔的底端开设有排水孔，所述培育槽底端四周通过螺栓安装有培育箱支座，所述培育箱支座俯视呈矩形排列；
优选的，所述培育箱顶端通过螺栓安装有控制板，所述控制板底端中部通过螺栓安装有若干个电控灯，所述控制板底端左侧通过螺栓安装有两个二氧化碳浓度传感器，所述控制板底端右侧通过螺栓安装有两个温度传感器，所述控制板底端中部通过螺栓安装有两个光照强度传感器；
优选的，所述控制箱通过无线传感分别与摄像头、成份传感器、电控灯、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器、温度传感器、伺服电机、排风扇、重量传感器、电磁阀和电磁阀漏斗连接，以上设备均通过导线与外部电源连接；通过控制箱的设置，实现了对各种电控器件的无线控制。
一种蔬菜全周期自动种植的系统包括数据采集单元、数据分析单元、数据录入单元、中央处理单元、数据显示单元、执行单元、警报发出单元和人工控制单元，所述数据采集单元用于接收外部的传感信号，并将接收到的传感信号转换为采集数据，将采集数据传送至数据分析单元中，所述数据分析单元对数据采集单元发出的采集数据进行接收，并对接收的大量采集数据进行分析，从中提取有用的数据，并将数据同时分别传输至数据录入单元和中央处理单元，所述中央处理单元对数据分析单元和数据录入单元发出的数据进行接收，并根据数据利用生长预测算法预测出蔬菜的长势数据，通过与数据库匹配发出控制数据，并将长势数据和传感数据传输至数据显示单元，将控制数据传输至执行单元，并根据预测的长势数据与数据库匹配若预测的长势数据低于数据库已有的长势数据所设置的阈值，则发送警报数据传输至警报发出单元。
优选的，所述警报发出单元对中央处理单元发出的警报数据进行接收，并根据警报数据发出警报信号，将警报信号传输至人工控制单元，所述人工控制单元对警报发出单元发出的警报信号进行接收，通过接收到的警报信号人工控制蔬菜全周期自动种植设备的运行，所述数据显示单元对中央处理单元发出的长势数据和传感数据进行接收，并将接收到的长势数据和传感数据通过显示屏展现出来，所述执行单元对中央处理单元发出的控制信号进行接收，并根据接收的控制信号控制蔬菜全周期自动种植设备的运行。
优选的，所述数据采集单元的发射端与数据分析单元的接收端电性连接，所述数据分析单元的发射端与数据录入单元的接收端电性连接，所述数据分析单元的发射端与中央处理单元的接收端电性连接，所述数据录入单元的发射端与中央处理单元的接收端电性连接，所述中央处理单元的发射端与数据显示单元的接收端电性连接，所述中央处理单元的发射端与警报发出单元的接收电性连接，所述中央处理单元的发射端与执行单元的接收端电性连接，所述警报发出单元的发射端与人工控制单元的接收端电性连接。
优选的，所述数据分析单元包括数据输入模块、数据分类模块、图像数据处理模块、传感数据处理模块、图像预处理模块、图像分割模块、特征提取模块、数据提取模块、数据整合模块和数据输出模块，数据输入模块用于接收数据采集单元发出的采集数据，并将采集数据传输至数据分类模块，数据分析模块对数据输入模块发出的采集数据进行接收，并将接收的采集数据进行分类，分为图像数据与传感数据，将图像数据传输至图像数据处理模块，将传感数据传输至传感数据处理模块，图像数据处理模块对数据分类模块发出的图像数据进行接收，并根据接收的大量图像数据进行分析，提取有用的图像数据，将有用的图像数据传输至图像预处理模块，图像预处理模块对图像数据进行灰度化、直方图均衡化和滤波去噪将图像数据变得更加容易识别，将可识别的图像数据传输至图像分割模块，图像分割模块将接收到的可识别的图像数据根据特征分割，将分割后的特征图像数据传输至特征提取模块。
优选的，所述数据分析单元的特征提取模块根据接收到的特征图像数据进行特征提取，提取出蔬菜的株高和叶片面积等特征数据，将特征数据传输数据整合模块，传感数据处理模块对数据分类模块发出的传感数据进行接收，将接收到的大量传感数据进行分析，从中提取有用的传感数据，将有用的传感数据传输至数据提取模块，数据提取模块对传感数据处理模块发出的有用的传感数据进行接收，将接收到的有用传感数据进行分类，分为营养成份数据、二氧化碳浓度数据、光照强度数据、温度数据等，将分类的传感数据传输至数据整合模块，数据整合模块对特征提取模块发出的特征数据和数据提取模块发出的分类传感数据进行接收，将接收到的数据进行整合，将整合的数据传输至数据输出模块，数据输出模块对数据整合模块发出的整合数据进行接收，并将接收到的整合数据同时分别传输至中央处理单元中和数据录入单元中。
优选的，所述中央处理单元包括整合数据输入模块、预测处理模块、数据库匹配模块、逻辑处理模块和控制数据输出模块，所述整合数据输入模块对数据分析单元发出的数据进行接收，将接收到的数据传输至预测处理模块，所述预测处理模块根据接收到的数据利用生长预测算法进行预测，预测出蔬菜的长势数据，将预测出的长势数据及与与长势数据对应的传感数据传输至数据库匹配模块，数据库匹配模块将接收到的长势数据与数据库已有的长势数据进行匹配，若预测的长势数据低于数据库已有数据，则将数据库已有的长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据低于数据库已有数据所设置的阈值，则将发出警报数据传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据高于数据库已有数据，则将预测的长势数据和与预测的长势数据对应的传感数据传输至逻辑处理模块，逻辑处理模块根据接收到的长势数据和与长势数据对应的传感数据发出控制数据，将控制数据、警报数据、长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至控制数据输出模块，控制数据输出模块将接收到的控制数据传输至执行单元，将接收到的警报数据传输至警报发出单元，将长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至数据显示单元，生长预测算法具体为：
其中，y(t)是预测的冠层叶面积，u(t)包含温度、二氧化碳浓度、营养液成份浓度、光照强度和相对湿度，t是时间变量，e(t)是白噪声矩阵，A(z-1)是输出变量对应的参数多项式，B1(z-1)、B2(z-1)、B3(z-1)、B4(z-1)和B5(z-1)分别是5个输入变量对应的参数多项式,C(z-1)是白噪声对应的参数多项式，na是A(z-1)的阶次，和/>分别是B1(z-1)、B2(z-1)、B3(z-1)、B4(z-1)和B5(z-1)的阶次，nc是C(z-1)的阶次。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过排风扇控制二氧化碳浓度，通过电控灯控制温度与光照强度，通过测量营养液成份的重量和控制营养液成份的流出，从而控制营养液成份浓度，提高种植过程中对蔬菜培育时的准确性，从而可以实现准确的调节营养液配比、光照强度和温度，通过搅拌箱实现营养液的均匀混合并且可以防止营养液沉淀，有效的解决了很难控制光照强度、温度、营养和二氧化碳浓度的问题，降低了种植周期，从而减少了的电力与人工管理成本，造成了种植成本下降，经济收益增加；
2、本发明通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜全周期自动种植的设备进行控制可以实现智能的预测蔬菜的长势，通过与数据库匹配，从而获得更佳的处理方式，有效的解决了现有的自动种植设备及系统自动化的程度较低的问题，从而可以有效智能的控制自动种植设备的运行，降低了人工成本，增加了蔬菜种植的经济效益。
附图说明
图1为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的整体结构示意图；
图2为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的俯视截面结构图；
图3为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的控制板截面结构图；
图4为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的培育腔结构图；
图5为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的搅拌箱截面结构图。
图6为本发明的蔬菜全周期自动种植的设备的滑槽截面结构图；
图7为本发明的蔬菜全周期自动种植的系统原理框图；
图8为本发明的数据分析单元原理框图；
图9为本发明的中央处理单元原理框图。
图中：1、数据采集单元；2、数据分析单元；3、数据录入单元；4、中央处理单元；5、数据显示单元；6、执行单元；7、警报发出单元；8、人工控制单元；9、控制箱；10、排风扇；11、铰链；12、观察窗；13、电磁阀；14、培育箱；15、配液桶；16、重量传感器；17、搅拌箱；18、伺服电机；19、搅拌箱支座；20、把手；21、培育箱支座；22、废液池；23、电磁阀漏斗；24、培育腔；25、旋转门；26、光照强度传感器；27、固定板；28、水泵；29、搅拌扇；30、温度传感器；31、输液管；32、摄像头；33、培育槽；34、成份传感器；35、排水槽；36、电控灯；37、二氧化碳浓度传感器；38、控制板；39、排水孔；40、牵引绳；41、旋转杆；42、防沉淀扇；43、滑轮；44、隔离板；45、支撑挡板；46、滑块；47、弹簧；48、滑槽。
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。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种蔬菜全周期自动种植的设备及系统，包括培育箱14，培育箱14左侧中下端安装有控制箱9，培育箱14两侧中部安装有排风扇10，培育箱14内腔两侧中部安装有摄像头32，培育箱14前端和后端两侧安装有旋转门25，旋转门25前端中部开设有放置腔，旋转门25中部通过螺栓安装有把手20，放置腔内部安装有观察窗12，培育箱14内腔底端安装有水泵28，水泵28右侧安装有输液管31，培育箱14右侧设置有搅拌箱17，输液管31右侧穿过培育箱14与搅拌箱17连接。
搅拌箱17顶端通过螺栓安装有若干配液桶15，配液桶15左侧底端通过焊接安装有电磁阀13，电磁阀13的工作端设置在搅拌箱17顶端，配液桶15左侧中部通过螺栓安装有重量传感器16，重量传感器16的工作端设置在配液桶15的内腔，17底端中部通过螺栓安装有伺服电机18，搅拌箱17底端四周通过螺栓安装有若干个搅拌箱支座19，搅拌箱支座19俯视呈矩形排列，培育箱14两侧前后端通过螺栓安装有铰链11，铰链11的一侧均通过螺栓与旋转门25连接，控制箱9通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜全周期自动种植的设备进行控制；通过重量传感器16可以准确控制营养液中的成份，通过搅拌箱17可以将各种营养成份均匀混合，并且可以防止营养液沉淀。
搅拌箱17内腔底端中部通过螺栓安装有旋转杆41，旋转杆41底端四周通过螺栓安装有防沉淀扇42，搅拌箱17内腔中部四周通过螺栓有隔离板44，隔离板44呈覆圆台状，旋转杆41顶端穿过隔离板44中部，旋转杆41顶部四周通过螺栓安装有搅拌扇29，隔离板44中部右侧开设有排水槽35，隔离板44底端右侧位于排水槽35的前端和后端通过螺栓安装有固定板27，两个固定板27且靠近排水槽35的一侧中部均开设有滑槽48，两个滑槽48滑动安装有滑块46，隔离板44底端右侧通过螺栓安装有支撑挡板45，支撑挡板45左侧上端通过螺栓安装有弹簧47，弹簧47远离支撑挡板45的一端通过螺栓与滑块46连接，支撑挡板45左侧下端通过螺栓安装有滑轮43,旋转杆41中部设有牵引绳40，牵引绳40远离旋转杆41穿过滑轮43与滑块46的右侧中部连接；通过伺服电机18带动旋转杆41转动，将牵引绳40缠绕在旋转杆41的杆壁上，当牵引绳40的一端被拉紧，则牵引绳40的另一端将带动滑块46向远离排水槽35的方向移动，从而实现了营养液的下落。
培育箱14底端通过螺栓安装有培育槽33，培育槽33顶端四周通过螺栓安装有四个电磁阀漏斗23，四个电磁阀漏斗23下方放置有废料池22，培育槽33顶端四周靠近电磁阀漏斗23处通过螺栓安装有成份传感器34，培育槽33顶部通过螺栓安装有若干个培育腔24，培育腔24的底端开设有排水孔39，培育槽33底端四周通过螺栓安装有培育箱支座21，培育箱支座21俯视呈矩形排列；通过培育槽33的设置，实现了蔬菜的培育与营养液成份浓度的数据的采集。
培育箱14顶端通过螺栓安装有控制板38，控制板38底端中部通过螺栓安装有若干个电控灯36，控制板38底端左侧通过螺栓安装有两个二氧化碳浓度传感器37，控制板38底端右侧通过螺栓安装有两个温度传感器30，控制板38底端中部通过螺栓安装有两个光照强度传感器26；通过控制板38的设置，实现了对设备内二氧化碳浓度、温度和光照强度的数据采集，并且可以通过电控灯36实现对光照强度与温度的控制，二氧化碳浓度可通过排风扇10进行控制。
控制箱9通过无线传感分别与摄像头32、成份传感器34、电控灯36、二氧化碳浓度传感器37、光照强度传感器26、温度传感器30、伺服电机18、排风扇10、重量传感器16、电磁阀13和电磁阀漏斗23连接，以上设备均通过导线与外部电源连接；
一种蔬菜全周期自动种植的系统包括数据采集单元1、数据分析单元2、数据录入单元3、中央处理单元4、数据显示单元5、执行单元6、警报发出单元7和人工控制单元8，数据采集单元1用于接收外部的传感信号，并将接收到的传感信号转换为采集数据，将采集数据传送至数据分析单元2中，数据分析单元2对数据采集单元1发出的采集数据进行接收，并对接收的大量采集数据进行分析，从中提取有用的数据，并将数据同时分别传输至数据录入单元3和中央处理单元4，中央处理单元4对数据分析单元2和数据录入单元3发出的数据进行接收，并根据数据利用生长预测算法预测出蔬菜的长势数据，通过与数据库匹配发出控制数据，并将长势数据和传感数据传输至数据显示单元5，将控制数据传输至执行单元6，并根据预测的长势数据与数据库匹配若预测的长势数据低于数据库已有的长势数据所设置的阈值，则发送警报数据传输至警报发出单元7；
警报发出单元7对中央处理单元4发出的警报数据进行接收，并根据警报数据发出警报信号，将警报信号传输至人工控制单元8，人工控制单元8对警报发出单元7发出的警报信号进行接收，通过接收到的警报信号人工控制蔬菜全周期自动种植设备的运行，数据显示单元5对中央处理单元4发出的长势数据和传感数据进行接收，并将接收到的长势数据和传感数据通过显示屏展现出来，执行单元6对中央处理单元4发出的控制信号进行接收，并根据接收的控制信号控制蔬菜全周期自动种植设备的运行；
数据采集单元1的发射端与数据分析单元2的接收端电性连接，数据分析单元2的发射端与数据录入单元3的接收端电性连接，数据分析单元2的发射端与中央处理单元4的接收端电性连接，数据录入单元3的发射端与中央处理单元4的接收端电性连接，中央处理单元4的发射端与数据显示单元5的接收端电性连接，中央处理单元4的发射端与警报发出单元7的接收电性连接，中央处理单元4的发射端与执行单元6的接收端电性连接，警报发出单元7的发射端与人工控制单元8的接收端电性连接；
数据分析单元2包括数据输入模块、数据分类模块、图像数据处理模块、传感数据处理模块、图像预处理模块、图像分割模块、特征提取模块、数据提取模块、数据整合模块和数据输出模块，数据输入模块用于接收数据采集单元1发出的采集数据，并将采集数据传输至数据分类模块，数据分析模块对数据输入模块发出的采集数据进行接收，并将接收的采集数据进行分类，分为图像数据与传感数据，将图像数据传输至图像数据处理模块，将传感数据传输至传感数据处理模块，图像数据处理模块对数据分类模块发出的图像数据进行接收，并根据接收的大量图像数据进行分析，提取有用的图像数据，将有用的图像数据传输至图像预处理模块，图像预处理模块对图像数据进行灰度化、直方图均衡化和滤波去噪将图像数据变得更加容易识别，将可识别的图像数据传输至图像分割模块，图像分割模块将接收到的可识别的图像数据根据特征分割，将分割后的特征图像数据传输至特征提取模块；
特征提取模块根据接收到的特征图像数据进行特征提取，提取出蔬菜的株高和叶片面积等特征数据，将特征数据传输数据整合模块，传感数据处理模块对数据分类模块发出的传感数据进行接收，将接收到的大量传感数据进行分析，从中提取有用的传感数据，将有用的传感数据传输至数据提取模块，数据提取模块对传感数据处理模块发出的有用的传感数据进行接收，将接收到的有用传感数据进行分类，分为营养成份数据、二氧化碳浓度数据、光照强度数据、温度数据等，将分类的传感数据传输至数据整合模块，数据整合模块对特征提取模块发出的特征数据和数据提取模块发出的分类传感数据进行接收，将接收到的数据进行整合，将整合的数据传输至数据输出模块，数据输出模块对数据整合模块发出的整合数据进行接收，并将接收到的整合数据同时分别传输至中央处理单元4中和数据录入单元3中；
中央处理单元4包括整合数据输入模块、预测处理模块、数据库匹配模块、逻辑处理模块和控制数据输出模块，整合数据输入模块对数据分析单元2发出的数据进行接收，将接收到的数据传输至预测处理模块，预测处理模块根据接收到的数据利用生长预测算法进行预测，预测出蔬菜的长势数据，将预测出的长势数据及与与长势数据对应的传感数据传输至数据库匹配模块，数据库匹配模块将接收到的长势数据与数据库已有的长势数据进行匹配，若预测的长势数据低于数据库已有数据，则将数据库已有的长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据低于数据库已有数据所设置的阈值，则将发出警报数据传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据高于数据库已有数据，则将预测的长势数据和与预测的长势数据对应的传感数据传输至逻辑处理模块，逻辑处理模块根据接收到的长势数据和与长势数据对应的传感数据发出控制数据，将控制数据、警报数据、长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至控制数据输出模块，控制数据输出模块将接收到的控制数据传输至执行单元6，将接收到的警报数据传输至警报发出单元7，将长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至数据显示单元5，生长预测算法具体为：
其中，y(t)是预测的冠层叶面积，u(t)包含温度、二氧化碳浓度、营养液成份浓度、光照强度和相对湿度，t是时间变量，e(t)是白噪声矩阵，A(z-1)是输出变量对应的参数多项式，B1(z-1)、B2(z-1)、B3(z-1)、B4(z-1)和B5(z-1)分别是5个输入变量对应的参数多项式,C(z-1)是白噪声对应的参数多项式，na是A(z-1)的阶次，和/>分别是B1(z-1)、B2(z-1)、B3(z-1)、B4(z-1)和B5(z-1)的阶次，nc是C(z-1)的阶次。
工作原理：本发明通过培育箱14内腔中部安装的摄像头32对不同时期的蔬菜进行摄像，将图片数据传输至控制箱9中，通过培育槽33顶端安装的成份传感器34将营养液成份浓度数据传输控制箱9中，通过控制板38底端设置的电控灯36、二氧化碳浓度传感器37、温度传感器30和光照强度传感器26，将培育箱14内二氧化碳浓度、温度和光照强度的数据采集，将采集的数据传输至控制箱9中，并且通过电控灯36实现对光照强度与温度的控制，通过排风扇10向外排风，实现了对二氧化碳浓度的控制，通过重量传感器16测量出营养液中的成份重量，电磁阀13控制营养液成份的流出，从而控制营养液成份浓度，通过搅拌箱17实现营养液的均匀混合并且可以防止营养液沉淀，控制箱9通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜全周期自动种植的设备进行控制；
蔬菜全周期自动种植的系统通过数据采集单元1接收外部的传感信号，将接收到的传感信号转换为采集数据，将采集数据传送至数据分析单元2中，数据分析单元2对接收的大量采集数据进行分析，从中提取图像数据和传感数据，并将数据同时分别传输至数据录入单元3和中央处理单元4，中央处理单元4根据数据利用生长预测算法预测出蔬菜的长势数据，通过与数据库匹配发出控制数据，并将长势数据和传感数据传输至数据显示单元5，将控制数据传输至执行单元6，并根据预测的长势数据与数据库匹配若预测的长势数据低于数据库已有的长势数据所设置的阈值，则发送警报数据传输至警报发出单元7，警报发出单元7将警报信号传输至人工控制单元8，人工控制单元8通过接收到的警报信号人工控制蔬菜全周期自动种植设备的运行，数据显示单元5将接收到的长势数据和传感数据通过显示屏展现出来，执行单元6根据接收的控制信号控制蔬菜全周期自动种植设备的运行。
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。
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 (9)
1.一种蔬菜全周期自动种植的设备，包括培育箱(14)，其特征在于：所述培育箱(14)左侧中下端安装有控制箱(9)，所述培育箱(14)两侧中部安装有排风扇(10)，所述培育箱(14)内腔两侧中部安装有摄像头(32)，所述培育箱(14)前端和后端两侧安装有旋转门(25)，所述旋转门(25)前端中部开设有放置腔，且放置腔内部安装有观察窗(12)，所述培育箱(14)内腔底端安装有水泵(28)，所述水泵(28)右侧安装有输液管(31)，所述培育箱(14)右侧设置有搅拌箱(17)，所述输液管(31)右端穿过培育箱(14)与搅拌箱(17)左侧底端连接；所述搅拌箱(17)内腔底端中部通过螺栓安装有旋转杆(41)，所述旋转杆(41)底端四周通过螺栓安装有防沉淀扇(42)，所述搅拌箱(17)内腔中部四周通过螺栓安装有隔离板(44)，所述隔离板(44)呈覆圆台状，所述旋转杆(41)顶端穿过隔离板(44)中部，所述旋转杆(41)顶部四周通过螺栓安装有搅拌扇(29)，所述隔离板(44)中部右侧开设有排水槽(35)，所述隔离板(44)底端右侧位于排水槽(35)的前端和后端通过螺栓安装有固定板(27)，两个所述固定板(27)且靠近排水槽(35)的一侧中部均开设有滑槽(48)，两个所述滑槽(48)滑动安装有滑块(46)，所述隔离板(44)底端右侧通过螺栓安装有支撑挡板(45)，所述支撑挡板(45)左侧上端通过螺栓安装有弹簧(47)，所述弹簧(47)远离支撑挡板(45)的一端通过螺栓与滑块(46)连接，所述支撑挡板(45)左侧下端通过螺栓安装有滑轮(43),所述旋转杆(41)中部设有牵引绳(40)，所述牵引绳(40)远离旋转杆(41)穿过滑轮(43)与滑块(46)的右侧中部连接。
2.根据权利要求1所述的一种蔬菜全周期自动种植的设备，其特征在于：所述搅拌箱(17)顶端通过螺栓安装有若干配液桶(15)，所述配液桶(15)左侧底端通过焊接安装有电磁阀(13)，所述电磁阀(13)的工作端设置在搅拌箱(17)顶端，所述配液桶(15)左侧中部通过螺栓安装有重量传感器(16)，所述重量传感器(16)的工作端设置在配液桶(15)的内腔，所述搅拌箱(17)底端中部通过螺栓安装有伺服电机(18)，所述搅拌箱(17)底端四周通过螺栓安装有若干个搅拌箱支座(19)，所述搅拌箱支座(19)俯视呈矩形排列，所述培育箱(14)两侧前后端通过螺栓安装有铰链(11)，所述铰链(11)的一侧均通过螺栓与旋转门(25)连接，所述控制箱(9)通过蔬菜全周期自动种植的系统对蔬菜全周期自动种植的设备进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种蔬菜全周期自动种植的设备，其特征在于：所述培育箱(14)底端通过螺栓安装有培育槽(33)，所述培育槽(33)顶端四周通过螺栓安装有四个电磁阀漏斗(23)，所述培育槽(33)顶端四周靠近电磁阀漏斗(23)处通过螺栓安装有成份传感器(34)，所述培育槽(33)顶部通过螺栓安装有若干个培育腔(24)，所述培育腔(24)的底端开设有排水孔(39)，所述培育槽(33)底端四周通过螺栓安装有培育箱支座(21)，所述培育箱支座(21)俯视呈矩形排列。
4.根据权利要求1所述的一种蔬菜全周期自动种植的设备，其特征在于：所述培育箱(14)顶端通过螺栓安装有控制板(38)，所述控制板(38)底端中部通过螺栓安装有若干个电控灯(36)，所述控制板(38)底端左侧通过螺栓安装有两个二氧化碳浓度传感器(37)，所述控制板(38)底端右侧通过螺栓安装有两个温度传感器(30)，所述控制板(38)底端中部通过螺栓安装有两个光照强度传感器(26)。
5.一种蔬菜全周期自动种植的系统，其包含如权利要求1-4任一项所述的一种蔬菜全周期自动种植的设备，其特征在于：包括数据采集单元(1)、数据分析单元(2)、数据录入单元(3)、中央处理单元(4)、数据显示单元(5)、执行单元(6)、警报发出单元(7)和人工控制单元(8)，所述数据采集单元(1)用于接收外部的传感信号，并将接收到的传感信号转换为采集数据，将采集数据传送至数据分析单元(2)中，所述数据分析单元(2)对数据采集单元(1)发出的采集数据进行接收，并对接收的大量采集数据进行分析，从中提取有用的数据，并将数据同时分别传输至数据录入单元(3)和中央处理单元(4)，所述中央处理单元(4)对数据分析单元(2)和数据录入单元(3)发出的数据进行接收，并根据数据利用生长预测算法预测出蔬菜的长势数据，通过与数据库匹配发出控制数据，并将长势数据和传感数据传输至数据显示单元(5)，将控制数据传输至执行单元(6)，并根据预测的长势数据与数据库匹配若预测的长势数据低于数据库已有的长势数据所设置的阈值，则发送警报数据传输至警报发出单元(7)。
6.根据权利要求5所述的一种蔬菜全周期自动种植的系统，其特征在于：所述警报发出单元(7)对中央处理单元(4)发出的警报数据进行接收，并将警报信号传输至人工控制单元(8)，所述人工控制单元(8)对警报发出单元(7)发出的警报信号进行接收，通过接收到的警报信号人工控制蔬菜全周期自动种植设备的运行，所述数据显示单元(5)对中央处理单元(4)发出的长势数据和传感数据进行接收，并将接收到的长势数据和传感数据通过显示屏展现出来，所述执行单元(6)对中央处理单元(4)发出的控制信号进行接收，并根据接收的控制信号控制蔬菜全周期自动种植设备的运行。
7.根据权利要求6所述的一种蔬菜全周期自动种植的系统，其特征在于：所述数据分析单元(2)包括数据输入模块、数据分类模块、图像数据处理模块、传感数据处理模块、图像预处理模块、图像分割模块、特征提取模块、数据提取模块、数据整合模块和数据输出模块，数据输入模块用于接收数据采集单元(1)发出的采集数据，并将采集数据传输至数据分类模块，将接收的采集数据进行分类，分为图像数据与传感数据，将图像数据传输至图像数据处理模块，将传感数据传输至传感数据处理模块，图像数据处理模块将接收到的大量图像数据进行分析，提取有用的图像数据，将有用的图像数据传输至图像预处理模块，图像预处理模块对图像数据进行灰度化、直方图均衡化和滤波去噪将图像数据变得更加容易识别，将可识别的图像数据传输至图像分割模块，图像分割模块将接收到的可识别的图像数据根据特征分割，将分割后的特征图像数据传输至特征提取模块。
8.根据权利要求7所述的一种蔬菜全周期自动种植的系统，其特征在于：所述数据分析单元(2)的特征提取模块根据接收到的特征图像数据进行特征提取，提取出蔬菜的株高和叶片面积等特征数据，将特征数据传输至数据整合模块，传感数据处理模块对接收到的大量传感数据进行分析，从中提取有用的传感数据，将有用的传感数据传输至数据提取模块，数据提取模块将接收到的有用传感数据进行分类，将分类的传感数据传输至数据整合模块，数据整合模块将接收到的数据进行整合，将整合的数据传输至数据输出模块，数据输出模块将接收到的整合数据同时分别传输至中央处理单元(4)中和数据录入单元(3)中。
9.根据权利要求8所述的一种蔬菜全周期自动种植的系统，其特征在于：所述中央处理单元(4)包括整合数据输入模块、预测处理模块、数据库匹配模块、逻辑处理模块和控制数据输出模块，整合数据输入模块对数据分析单元(2)发出的数据进行接收，将接收到的数据传输至预测处理模块，预测处理模块根据接收到的数据利用生长预测算法进行预测，预测出蔬菜的长势数据，将预测出的长势数据及传输至数据库匹配模块，数据库匹配模块将接收到的长势数据与数据库已有的长势数据进行匹配，若预测的长势数据低于数据库已有数据，则将数据库已有的长势数据和传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据低于数据库已有数据所设置的阈值，则发出警报数据传输至逻辑处理模块，若预测的长势数据高于数据库已有数据，则将预测的长势数据传输至逻辑处理模块，逻辑处理模块根据接收到的长势数据和与长势数据对应的传感数据发出控制数据，将数据传输至控制数据输出模块，控制数据输出模块将接收到的控制数据传输至执行单元(6)，将接收到的警报数据传输至警报发出单元(7)，将长势数据和与长势数据对应的传感数据传输至数据显示单元(5)。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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