CN117295210B - 一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质，旨在提高农业照明装置的效能，适应不同环境条件下农作物生长需求。本方法包括以下步骤：首先，计算不同环境条件下农业照明装置的环境‑光照数据损失值。对智能电源控制参数进行自适应修正，形成智能电源参数控制的自适应修正方案。然后计算农作物适生光照损失值。最后，根据自适应修正方案和适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。本发明通过结合农作物信息、光谱数据及环境条件，实现了对农业照明装置的精准调控，提高了光照利用效率，为农业生产提供了一种智能、高效的电源控制方案。
Description
技术领域
本发明涉及农业照明控制技术领域，特别涉及一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质。
背景技术
传统农业照明系统存在着在不同环境条件下难以适应农作物生长需求的问题，导致能耗浪费和生长效率低下。为了解决这一问题，本发明基于农业照明提出了一种智能电源控制方法、系统及存储介质，以优化农业照明装置的工作参数，提高光照利用效率。
在现有技术中，农业照明装置的工作参数通常是固定的，无法根据实际环境条件和农作物生长阶段的变化进行灵活调整。这导致在不同环境条件下，农业照明装置无法提供最适宜的光照条件，影响了农作物的生长和产量。
本发明通过采用先进的图像识别技术，能够实时获取农作物生长阶段的数据。结合目标种植区域的环境光谱数据，能够精准计算农作物适生光照损失值，为后续的电源调整提供了准确的依据。
差异光谱法的引入，使得本发明能够更准确地评估农业照明装置在不同环境下的性能损失，为后续电源参数的自适应修正提供了科学依据。
综合考虑农作物信息、环境光谱数据和光照损失值，本发明的智能电源控制方法能够在实时性和准确性上取得平衡，为农业生产提供了一种先进的、高效的照明电源控制技术。这一方法在提高农业照明效能、减少能源浪费、提升农作物产量等方面具有显著的优势。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质。
本发明第一方面提供了一种基于农业照明的智能电源控制方法，包括：
获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。
本方案中，所述获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据，具体为：
根据目标种植区域的种植数据获取目标种植区域中所种植的农作物信息，所述农作物信息包括农作物种类、农作物名称。
在预设环境条件下通过光谱仪获取农业照明装置的初始工作光谱数据；
根据所述农作物信息获取农作物在不同生长阶段所需的光照信息，所述光照信息包括光照强度、光照颜色、光质、光照周期；
将所述光照信息转化为光谱数据，得到农作物在不同生长阶段的适生光谱数据。
本方案中，所述获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，具体为：
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据；
将历史不同环境条件下的实际光谱数据与初始工作光谱数据进行对比，识别出影响农业照明装置光照的环境因子；
对所述环境因子进行模拟操作，实时改变环境因子的数据变化，记录在各个环境因子的数据变化情况下，农业照明装置的实际光谱数据发生的变化，得到实际光谱变化数据集；
将所述初始工作光谱数据和实际光谱变化数据集中的每个光谱数据绘制光谱曲线图，得到初始工作光谱曲线图和每个环境因子变化的实际光谱曲线图集；
对所述初始工作光谱曲线图和实际光谱曲线图进行波形标准化操作，将标准化操作后的初始工作光谱曲线图和每个实际光谱曲线图计算曲线之间的点对点差异，得到差异光谱图；
根据所述差异光谱图计算农业照明装置初始工作光照强度、光照颜色、光质与实际光照强度、光照颜色、光质的差值，得到不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。
本方案中，所述根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案，具体为：
实时获取目标种植区域的当前环境条件和环境参数；
根据当前环境条件和环境参数与不同环境条件下的环境-光照数据损失值进行对比，得到农业照明装置的光照数据损失值；
根据农业照明装置的光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案。
本方案中，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
本方案中，所述获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值，具体为：
通过光谱仪获取当前目标种植区域的环境光谱数据；
根据农作物生长阶段数据获取当前农作物生长阶段，并获取当前农作物生长阶段的适生光谱数据；
将环境光谱数据和适生光谱数据绘制成环境光谱曲线图和适生光谱曲线图；
将环境光谱曲线图和适生光谱曲线图进行对比，分析光谱曲线图之间的差异性特征，得到差异性特征数据；
根据差异性特征数据分析差异光照因子，得到差异光照因子数据，所述差异光照因子包括光照强度、光照颜色、光质、光照类型；
根据差异光照因子数据分析当前环境条件下，农作物的适宜生长的光照差值，得到农作物适生光照损失值。
本方案中，所述根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案，具体为:
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值，计算出需要调整的智能电源参数值；
根据需要调整的智能电源参数值对农业照明的智能电源参数进行调整，得到智能电源参数调整方案；
实时观察农作物的生长速度，根据农作物的生长速度评估智能电源对农业照明控制的性能，得到性能评估方案；
根据性能评估方案对智能电源参数调整方案进行更新。
本发明第二方面还提供了一种基于农业照明的智能电源控制系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于农业照明的智能电源控制方法程序，所述基于农业照明的智能电源控制方法程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：
获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。
本方案中，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
本发明第三方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括基于农业照明的智能电源控制程序，所述基于农业照明的智能电源控制程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的基于农业照明的智能电源控制方法的步骤。
本发明公开了一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质，旨在提高农业照明装置的效能，适应不同环境条件下农作物生长需求。本方法包括以下步骤：首先，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。对智能电源控制参数进行自适应修正，形成智能电源参数控制的自适应修正方案。然后计算农作物适生光照损失值。最后，根据自适应修正方案和适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。本发明通过结合农作物信息、光谱数据及环境条件，实现了对农业照明装置的精准调控，提高了光照利用效率，为农业生产提供了一种智能、高效的电源控制方案。
附图说明
图1示出了本发明一种基于农业照明的智能电源控制方法的流程图；
图2示出了本发明得到农作物生长阶段数据的流程图；
图3示出了本发明得到农作物适生光照损失值的流程图；
图4示出了本发明一种基于农业照明的智能电源控制系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于农业照明的智能电源控制方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于农业照明的智能电源控制方法，包括：
S102，获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
S104，获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
S106，根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
S108，基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
S110，获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
S112，根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。
需要说明的是，由于在农作物的生长过程中，适当的光照能够促进农作物的生长，因此本发明通过对农作物生长环境中的光照进行补充，能够促进农作物的生长，增加农作物的收益率；但是由于农业照明装置是安装与一个固定位置，农业照明装置所发出的光照由于环境因素的影响可能到达农作物时会被有所减弱，因此通过农业照明装置的初始工作光谱数据与实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，然后通过环境-光照数据损失值修正农业照明装置的智能电源所控制光照参数进行自适应修正，使在农业照明装置的智能电源进行调整的光照参数，当光照到达农作物时，依然为智能电源所调正的参数，避免光照到达农作物时造成光照损失，提升的智能电源对农业照明装置控制的准确性，并且提高了光照的效能，提高光照利用率。
根据本发明实施例，所述获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据，具体为：
根据目标种植区域的种植数据获取目标种植区域中所种植的农作物信息，所述农作物信息包括农作物种类、农作物名称。
在预设环境条件下通过光谱仪获取农业照明装置的初始工作光谱数据；
根据所述农作物信息获取农作物在不同生长阶段所需的光照信息，所述光照信息包括光照强度、光照颜色、光质、光照周期；
将所述光照信息转化为光谱数据，得到农作物在不同生长阶段的适生光谱数据。
需要说明的是，所述预设环境条件下为黑暗的室内环境；所述初始工作光谱数据为农业照明装置的光照传播介质为空气的情况下所获取的初始工作光谱数据，获取初始工作光谱数据，避免了农业照明装置因在例如雾霾或下雨的条件下造成数据采集不准确的情况；所述光谱数据包括光照波长、光谱强度、光谱分布。
根据本发明实施例，所述获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，具体为：
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据；
将历史不同环境条件下的实际光谱数据与初始工作光谱数据进行对比，识别出影响农业照明装置光照的环境因子；
对所述环境因子进行模拟操作，实时改变环境因子的数据变化，记录在各个环境因子的数据变化情况下，农业照明装置的实际光谱数据发生的变化，得到实际光谱变化数据集；
将所述初始工作光谱数据和实际光谱变化数据集中的每个光谱数据绘制光谱曲线图，得到初始工作光谱曲线图和每个环境因子变化的实际光谱曲线图集；
对所述初始工作光谱曲线图和实际光谱曲线图进行波形标准化操作，将标准化操作后的初始工作光谱曲线图和每个实际光谱曲线图计算曲线之间的点对点差异，得到差异光谱图；
根据所述差异光谱图计算农业照明装置初始工作光照强度、光照颜色、光质与实际光照强度、光照颜色、光质的差值，得到不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。
需要说明的是，所述不同环境条件包括气象条件、光照条件、空气质量等；所述实际光谱数据为农作物所能够接收到的农业照明装置的实际光照数据，将光照数据转化为光谱数据得到的，当农业照明装置安装于一个固定位置时，光照在传播过程中会因环境条件造成影响，使农作物接收到的实际光照条件与农业照明装置所发出的光照条件有一定的削弱，因此获取实际光谱数据能够为后续有效计算光照的削弱程度；所述环境因子有多个，例如雨天、雾霾、大气污染等；所述点对点差异通过计算每个波长处的欧几里德距离完成；所述不同环境条件下的环境-光照数据损失值为在不同环境条件下不同环境参数所一一对应的光照数据的损失值，所述光照数据即为光照强度、光照颜色、光质数据。
根据本发明实施例，所述根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案，具体为：
实时获取目标种植区域的当前环境条件和环境参数；
根据当前环境条件和环境参数与不同环境条件下的环境-光照数据损失值进行对比，得到农业照明装置的光照数据损失值；
根据农业照明装置的光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案。
需要说明的是，所述智能电源控制参数为农业照明装置发出的光照数据参数，由于环境条件的影响，光照到达农作物的光照数据参数被削弱，因此导致农作物接收到的光照数据与实际发出的光照数据不一致，因此通过光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，确保智能电源控制的光照数据到达农作物时未被削弱，例如，用户在设置要补充预设数值的光照强度对农作物进行促进生长，然而大雾天气对光照强度有一定的削弱操作，但是通过智能电源参数控制的自适应修正方案能够确保到达农作物的光照强度为用户预设数值；所述智能电源参数控制的自适应修正方案能够通过环境的改变自适应修正智能电源的参数控制，并且能够准确评估农业照明装置的光照数据损失，使修正方案基于实际的、动态的环境信息，提高了对光照效能损失修正的准确度。
图2示出了本发明得到农作物生长阶段数据的流程图。
根据本发明实施例，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
S202，获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
S204，基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
S206，获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
S208，将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
需要说明的是，通过图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，能够准确监测和识别农作物的生长阶段，为后续的光照调整提供准确的数据基础，确保农作物在不同生长阶段获得最适宜的光照条件。
图3示出了本发明得到农作物适生光照损失值的流程图。
根据本发明实施例，所述获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值，具体为：
S302，通过光谱仪获取当前目标种植区域的环境光谱数据；
S304，根据农作物生长阶段数据获取当前农作物生长阶段，并获取当前农作物生长阶段的适生光谱数据；
S306，将环境光谱数据和适生光谱数据绘制成环境光谱曲线图和适生光谱曲线图；
S308，将环境光谱曲线图和适生光谱曲线图进行对比，分析光谱曲线图之间的差异性特征，得到差异性特征数据；
S310，根据差异性特征数据分析差异光照因子，得到差异光照因子数据，所述差异光照因子包括光照强度、光照颜色、光质、光照类型；
S312，根据差异光照因子数据分析当前环境条件下，农作物的适宜生长的光照差值，得到农作物适生光照损失值。
需要说明的是，通过获取当前目标种植区域的环境光谱数据与适生光谱数据进行对比，判断农作物在当前生长阶段中，环境光照与农作物最佳生长所需光照的农作物适生光照损失值，能够量化当前环境条件下，农作物适宜生长光照的损失情况，有助于精准调整农业照明系统，以最大化植物生长效益；将环境光谱数据和适生光谱数据转化为光谱曲线图，通过对比这两个曲线图的差异性特征，能够精准分析环境中各个波长的光的差异，从而深入了解当前环境与适生光谱的不同。
根据本发明实施例，所述根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案，具体为:
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值，计算出需要调整的智能电源参数值；
根据需要调整的智能电源参数值对农业照明的智能电源参数进行调整，得到智能电源参数调整方案；
实时观察农作物的生长速度，根据农作物的生长速度评估智能电源对农业照明控制的性能，得到性能评估方案；
根据性能评估方案对智能电源参数调整方案进行更新。
需要说明的是，通过计算出需要调整的智能电源参数值，能够实现对电源参数的动态调整，使得农业照明装置能够根据实时环境和农作物需求灵活地调整工作参数，以提供最适宜的光照条件；通过不断更新电源参数，本发明实施例能够逐步优化照明控制，以适应不断变化的环境条件和农作物生长状态，提高农业照明装置的智能电源控制的智能化程度。
根据本发明实施例，还包括：
将目标种植区域划分为N个子区域，获取每个子区域的农作物图像数据；
根据所述每个子区域的农作物图像数据进行分析，判断每个子区域的农作物生长状况；
基于K-Means聚类算法对每个子区域的农作物生长状况进行聚类操作，得到每个子区域根据农作物生长状况的聚类结果；
根据聚类聚类结果对每个子区域进行赋予聚类标签，所述聚类标签包括生长状况优、良、差区域，得到每个子区域的聚类标识；
根据聚类标识分析每组聚类结果的子区域中的农作物生长状况的与预期生长状况进行差异分析，得到每组子区域的农作物生长状况与预期生长状况的差异度；
根据所述差异度对智能电源参数调整方案的农业照明装置的光照调节效果进行评估，得到效果评估结果；
根据效果评估结果分析出通过光照促进农作物生长的适宜区域和非适宜区域。
需要说明的是，在目标种植区域范围较大的情况下，通过将目标种植区域分为N个子区域，对每个子区域的农作物生长状况进行聚类分析，将相同生长状况的区域聚为一类，将每一类子区域中的农作物的生长状况与预期生长状况进行对比，分析智能电源参数调整方案对农业照明装置的光照调节效果进行评估，能够实现对每个子区域的智能电源参数调节方案的精细化评估，评估智能电源参数调整方案对光照调节的每个子区域的效果；通过对子区域进行聚类操作，能够分析出子区域中什么区域适宜进行光照促进农作物生长，什么区域则不适宜，有效的为后续研究影响农作物的因素奠定基础；所述调节效果评估结果包括对子区域中的农作物调节效果优、良、差，并对每个调节效果的子区域进行数字标识。
根据本发明实施例，还包括：
对实施智能电源参数调整方案后，按预设时间周期的目标种植区域的农作物的图像数据和光照数据；
根据农作物的周期性图像数据进行分析，判断每个时间周期的农作物生长速度；
获取目标种植区域的农作物的历史生长速度，将每个时间周期的农作物生长速度与所述历史生长速度进行对比，判断光照数据对农作物生长速度的促进程度；
基于线性回归算法构建农作物生长预测模型，将每个时间周期的农作物生长速度和光照数据对农作物生长速度的促进程度导入农作物生长预测模型中进行学习和训练；
获取当前时间周期的农作物的情况导入农作物生长预测模型中，对农作物的生长态势进行预测，得到农作物生长态势预测结果；
根据所述农作物生长态势预测结果对农作物的收益周期进行评估，得到收益周期评估结果。
需要说明的是，通过对实施智能电源参数调整方案后的目标种植区域的农作物的生长速度进行分析，判断光照数据对农作物的生长的促进程度，并基于线性回归算法对农作物的生长态势进行预测，评估农作物的收周期，能够有效对农作物的成熟时期进行预测，为目标种植区域的种植管理人员为后续的农作物种植提供决策基础，能够使种植管理人员有足够的时间为下一种植农作物做准备，为科学种植提供基础。
图4示出了本发明一种基于农业照明的智能电源控制系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种基于农业照明的智能电源控制系统4，该系统包括：存储器41、处理器42，所述存储器中包括基于农业照明的智能电源控制方法程序，所述基于农业照明的智能电源控制方法程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：
获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。
需要说明的是，由于在农作物的生长过程中，适当的光照能够促进农作物的生长，因此本发明通过对农作物生长环境中的光照进行补充，能够促进农作物的生长，增加农作物的收益率；但是由于农业照明装置是安装与一个固定位置，农业照明装置所发出的光照由于环境因素的影响可能到达农作物时会被有所减弱，因此通过农业照明装置的初始工作光谱数据与实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，然后通过环境-光照数据损失值修正农业照明装置的智能电源所控制光照参数进行自适应修正，使在农业照明装置的智能电源进行调整的光照参数，当光照到达农作物时，依然为智能电源所调正的参数，避免光照到达农作物时造成光照损失，提升的智能电源对农业照明装置控制的准确性，并且提高了光照的效能，提高光照利用率。
根据本发明实施例，所述获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据，具体为：
根据目标种植区域的种植数据获取目标种植区域中所种植的农作物信息，所述农作物信息包括农作物种类、农作物名称。
在预设环境条件下通过光谱仪获取农业照明装置的初始工作光谱数据；
根据所述农作物信息获取农作物在不同生长阶段所需的光照信息，所述光照信息包括光照强度、光照颜色、光质、光照周期；
将所述光照信息转化为光谱数据，得到农作物在不同生长阶段的适生光谱数据。
需要说明的是，所述预设环境条件下为黑暗的室内环境；所述初始工作光谱数据为农业照明装置的光照传播介质为空气的情况下所获取的初始工作光谱数据，获取初始工作光谱数据，避免了农业照明装置因在例如雾霾或下雨的条件下造成数据采集不准确的情况；所述光谱数据包括光照波长、光谱强度、光谱分布。
根据本发明实施例，所述获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，具体为：
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据；
将历史不同环境条件下的实际光谱数据与初始工作光谱数据进行对比，识别出影响农业照明装置光照的环境因子；
对所述环境因子进行模拟操作，实时改变环境因子的数据变化，记录在各个环境因子的数据变化情况下，农业照明装置的实际光谱数据发生的变化，得到实际光谱变化数据集；
将所述初始工作光谱数据和实际光谱变化数据集中的每个光谱数据绘制光谱曲线图，得到初始工作光谱曲线图和每个环境因子变化的实际光谱曲线图集；
对所述初始工作光谱曲线图和实际光谱曲线图进行波形标准化操作，将标准化操作后的初始工作光谱曲线图和每个实际光谱曲线图计算曲线之间的点对点差异，得到差异光谱图；
根据所述差异光谱图计算农业照明装置初始工作光照强度、光照颜色、光质与实际光照强度、光照颜色、光质的差值，得到不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。
需要说明的是，所述不同环境条件包括气象条件、光照条件、空气质量等；所述实际光谱数据为农作物所能够接收到的农业照明装置的实际光照数据，将光照数据转化为光谱数据得到的，当农业照明装置安装于一个固定位置时，光照在传播过程中会因环境条件造成影响，使农作物接收到的实际光照条件与农业照明装置所发出的光照条件有一定的削弱，因此获取实际光谱数据能够为后续有效计算光照的削弱程度；所述环境因子有多个，例如雨天、雾霾、大气污染等；所述点对点差异通过计算每个波长处的欧几里德距离完成；所述不同环境条件下的环境-光照数据损失值为在不同环境条件下不同环境参数所一一对应的光照数据的损失值，所述光照数据即为光照强度、光照颜色、光质数据。
根据本发明实施例，所述根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案，具体为：
实时获取目标种植区域的当前环境条件和环境参数；
根据当前环境条件和环境参数与不同环境条件下的环境-光照数据损失值进行对比，得到农业照明装置的光照数据损失值；
根据农业照明装置的光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案。
需要说明的是，所述智能电源控制参数为农业照明装置发出的光照数据参数，由于环境条件的影响，光照到达农作物的光照数据参数被削弱，因此导致农作物接收到的光照数据与实际发出的光照数据不一致，因此通过光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，确保智能电源控制的光照数据到达农作物时未被削弱，例如，用户在设置要补充预设数值的光照强度对农作物进行促进生长，然而大雾天气对光照强度有一定的削弱操作，但是通过智能电源参数控制的自适应修正方案能够确保到达农作物的光照强度为用户预设数值；所述智能电源参数控制的自适应修正方案能够通过环境的改变自适应修正智能电源的参数控制，并且能够准确评估农业照明装置的光照数据损失，使修正方案基于实际的、动态的环境信息，提高了对光照效能损失修正的准确度。
根据本发明实施例，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
需要说明的是，通过图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，能够准确监测和识别农作物的生长阶段，为后续的光照调整提供准确的数据基础，确保农作物在不同生长阶段获得最适宜的光照条件。
根据本发明实施例，所述获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值，具体为：
通过光谱仪获取当前目标种植区域的环境光谱数据；
根据农作物生长阶段数据获取当前农作物生长阶段，并获取当前农作物生长阶段的适生光谱数据；
将环境光谱数据和适生光谱数据绘制成环境光谱曲线图和适生光谱曲线图；
将环境光谱曲线图和适生光谱曲线图进行对比，分析光谱曲线图之间的差异性特征，得到差异性特征数据；
根据差异性特征数据分析差异光照因子，得到差异光照因子数据，所述差异光照因子包括光照强度、光照颜色、光质、光照类型；
根据差异光照因子数据分析当前环境条件下，农作物的适宜生长的光照差值，得到农作物适生光照损失值。
需要说明的是，通过获取当前目标种植区域的环境光谱数据与适生光谱数据进行对比，判断农作物在当前生长阶段中，环境光照与农作物最佳生长所需光照的农作物适生光照损失值，能够量化当前环境条件下，农作物适宜生长光照的损失情况，有助于精准调整农业照明系统，以最大化植物生长效益；将环境光谱数据和适生光谱数据转化为光谱曲线图，通过对比这两个曲线图的差异性特征，能够精准分析环境中各个波长的光的差异，从而深入了解当前环境与适生光谱的不同。
根据本发明实施例，所述根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案，具体为:
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值，计算出需要调整的智能电源参数值；
根据需要调整的智能电源参数值对农业照明的智能电源参数进行调整，得到智能电源参数调整方案；
实时观察农作物的生长速度，根据农作物的生长速度评估智能电源对农业照明控制的性能，得到性能评估方案；
根据性能评估方案对智能电源参数调整方案进行更新。
需要说明的是，通过计算出需要调整的智能电源参数值，能够实现对电源参数的动态调整，使得农业照明装置能够根据实时环境和农作物需求灵活地调整工作参数，以提供最适宜的光照条件；通过不断更新电源参数，本发明实施例能够逐步优化照明控制，以适应不断变化的环境条件和农作物生长状态，提高农业照明装置的智能电源控制的智能化程度。
根据本发明实施例，还包括：
将目标种植区域划分为N个子区域，获取每个子区域的农作物图像数据；
根据所述每个子区域的农作物图像数据进行分析，判断每个子区域的农作物生长状况；
基于K-Means聚类算法对每个子区域的农作物生长状况进行聚类操作，得到每个子区域根据农作物生长状况的聚类结果；
根据聚类聚类结果对每个子区域进行赋予聚类标签，所述聚类标签包括生长状况优、良、差区域，得到每个子区域的聚类标识；
根据聚类标识分析每组聚类结果的子区域中的农作物生长状况的与预期生长状况进行差异分析，得到每组子区域的农作物生长状况与预期生长状况的差异度；
根据所述差异度对智能电源参数调整方案的农业照明装置的光照调节效果进行评估，得到效果评估结果；
根据效果评估结果分析出通过光照促进农作物生长的适宜区域和非适宜区域。
需要说明的是，在目标种植区域范围较大的情况下，通过将目标种植区域分为N个子区域，对每个子区域的农作物生长状况进行聚类分析，将相同生长状况的区域聚为一类，将每一类子区域中的农作物的生长状况与预期生长状况进行对比，分析智能电源参数调整方案对农业照明装置的光照调节效果进行评估，能够实现对每个子区域的智能电源参数调节方案的精细化评估，评估智能电源参数调整方案对光照调节的每个子区域的效果；通过对子区域进行聚类操作，能够分析出子区域中什么区域适宜进行光照促进农作物生长，什么区域则不适宜，有效的为后续研究影响农作物的因素奠定基础；所述调节效果评估结果包括对子区域中的农作物调节效果优、良、差，并对每个调节效果的子区域进行数字标识。
根据本发明实施例，还包括：
对实施智能电源参数调整方案后，按预设时间周期的目标种植区域的农作物的图像数据和光照数据；
根据农作物的周期性图像数据进行分析，判断每个时间周期的农作物生长速度；
获取目标种植区域的农作物的历史生长速度，将每个时间周期的农作物生长速度与所述历史生长速度进行对比，判断光照数据对农作物生长速度的促进程度；
基于线性回归算法构建农作物生长预测模型，将每个时间周期的农作物生长速度和光照数据对农作物生长速度的促进程度导入农作物生长预测模型中进行学习和训练；
获取当前时间周期的农作物的情况导入农作物生长预测模型中，对农作物的生长态势进行预测，得到农作物生长态势预测结果；
根据所述农作物生长态势预测结果对农作物的收益周期进行评估，得到收益周期评估结果。
需要说明的是，通过对实施智能电源参数调整方案后的目标种植区域的农作物的生长速度进行分析，判断光照数据对农作物的生长的促进程度，并基于线性回归算法对农作物的生长态势进行预测，评估农作物的收周期，能够有效对农作物的成熟时期进行预测，为目标种植区域的种植管理人员为后续的农作物种植提供决策基础，能够使种植管理人员有足够的时间为下一种植农作物做准备，为科学种植提供基础；所述收益周期评估结果包括种植周期时长、农作物成熟时期。
本发明第三方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括基于农业照明的智能电源控制程序，所述基于农业照明的智能电源控制程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的基于农业照明的智能电源控制方法的步骤。
本发明公开了一种基于农业照明的智能电源控制方法、系统及存储介质，旨在提高农业照明装置的效能，适应不同环境条件下农作物生长需求。本方法包括以下步骤：首先，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。对智能电源控制参数进行自适应修正，形成智能电源参数控制的自适应修正方案。然后计算农作物适生光照损失值。最后，根据自适应修正方案和适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案。本发明通过结合农作物信息、光谱数据及环境条件，实现了对农业照明装置的精准调控，提高了光照利用效率，为农业生产提供了一种智能、高效的电源控制方案。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案;
所述获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值，具体为：
通过光谱仪获取当前目标种植区域的环境光谱数据；
根据农作物生长阶段数据获取当前农作物生长阶段，并获取当前农作物生长阶段的适生光谱数据；
将环境光谱数据和适生光谱数据绘制成环境光谱曲线图和适生光谱曲线图；
将环境光谱曲线图和适生光谱曲线图进行对比，分析光谱曲线图之间的差异性特征，得到差异性特征数据；
根据差异性特征数据分析差异光照因子，得到差异光照因子数据，所述差异光照因子包括光照强度、光照颜色、光质、光照类型；
根据差异光照因子数据分析当前环境条件下，农作物的适宜生长的光照差值，得到农作物适生光照损失值。
2.根据权利要求1所述的一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，所述获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据，具体为：
根据目标种植区域的种植数据获取目标种植区域中所种植的农作物信息，所述农作物信息包括农作物种类、农作物名称；
在预设环境条件下通过光谱仪获取农业照明装置的初始工作光谱数据；
根据所述农作物信息获取农作物在不同生长阶段所需的光照信息，所述光照信息包括光照强度、光照颜色、光质、光照周期；
将所述光照信息转化为光谱数据，得到农作物在不同生长阶段的适生光谱数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，所述获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值，具体为：
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据；
将历史不同环境条件下的实际光谱数据与初始工作光谱数据进行对比，识别出影响农业照明装置光照的环境因子；
对所述环境因子进行模拟操作，实时改变环境因子的数据变化，记录在各个环境因子的数据变化情况下，农业照明装置的实际光谱数据发生的变化，得到实际光谱变化数据集；
将所述初始工作光谱数据和实际光谱变化数据集中的每个光谱数据绘制光谱曲线图，得到初始工作光谱曲线图和每个环境因子变化的实际光谱曲线图集；
对所述初始工作光谱曲线图和实际光谱曲线图进行波形标准化操作，将标准化操作后的初始工作光谱曲线图和每个实际光谱曲线图计算曲线之间的点对点差异，得到差异光谱图；
根据所述差异光谱图计算农业照明装置初始工作光照强度、光照颜色、光质与实际光照强度、光照颜色、光质的差值，得到不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值。
4.根据权利要求1所述的一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，所述根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案，具体为：
实时获取目标种植区域的当前环境条件和环境参数；
根据当前环境条件和环境参数与不同环境条件下的环境-光照数据损失值进行对比，得到农业照明装置的光照数据损失值；
根据农业照明装置的光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案。
5.根据权利要求1所述的一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于农业照明的智能电源控制方法，其特征在于，所述根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案，具体为:
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值，计算出需要调整的智能电源参数值；
根据需要调整的智能电源参数值对农业照明的智能电源参数进行调整，得到智能电源参数调整方案；
实时观察农作物的生长速度，根据农作物的生长速度评估智能电源对农业照明控制的性能，得到性能评估方案；
根据性能评估方案对智能电源参数调整方案进行更新。
7.一种基于农业照明的智能电源控制系统，其特征在于，所述基于农业照明的智能电源控制系统包括储存器以及处理器，所述储存器包括基于农业照明的智能电源控制方法程序，所述基于农业照明的智能电源控制方法程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：
获取目标种植区域的农作物信息、农业照明装置的初始工作光谱数据，根据所述农作物信息获取农作物的不同生长阶段的适生光谱数据；
获取历史不同环境条件下的农业照明装置的实际光谱数据，基于差异光谱法对所述初始工作光谱数据和实际光谱数据进行对比，计算不同环境条件下农业照明装置的环境-光照数据损失值；
根据环境-光照数据损失值对农业照明装置的智能电源控制参数进行自适应修正，得到智能电源参数控制的自适应修正方案；
基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据；
获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值；
根据智能电源参数控制的自适应修正方案和农作物适生光照损失值对农业照明装置的智能电源进行工作参数调整，得到智能电源控制方案;
所述获取当前目标种植区域的环境光谱数据，将环境光谱数据与当前农作物生长阶段的适生光谱数据进行对比，得到农作物适生光照损失值，具体为：
通过光谱仪获取当前目标种植区域的环境光谱数据；
根据农作物生长阶段数据获取当前农作物生长阶段，并获取当前农作物生长阶段的适生光谱数据；
将环境光谱数据和适生光谱数据绘制成环境光谱曲线图和适生光谱曲线图；
将环境光谱曲线图和适生光谱曲线图进行对比，分析光谱曲线图之间的差异性特征，得到差异性特征数据；
根据差异性特征数据分析差异光照因子，得到差异光照因子数据，所述差异光照因子包括光照强度、光照颜色、光质、光照类型；
根据差异光照因子数据分析当前环境条件下，农作物的适宜生长的光照差值，得到农作物适生光照损失值。
8.根据权利要求7所述的一种基于农业照明的智能电源控制系统，其特征在于，所述基于图像识别技术对农作物生长阶段进行识别，得到农作物生长阶段数据，具体为：
获取目标种植区域的农作物的历史不同生长阶段的图像数据；
基于所述历史不同生长阶段的图像数据对不同生长阶段的农作物的外观特征进行提取，得到不同阶段的农作物生长特征；
获取目标种植区域的农作物的当前图像数据，根据图像识别技术提取当前图像数据中农作物的当前生长特征；
将不同阶段的农作物生长特征与所述当前生长特征进行对比，对农作物生长阶段进行识别，得到农作物的生长阶段数据。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括基于农业照明的智能电源控制程序，所述基于农业照明的智能电源控制程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的基于农业照明的智能电源控制方法的步骤。
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