CN117357928B - 一种基于物联网的植物提取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物提取技术领域,具体公开了基于物联网的植物提取方法及系统,包括:控制图像采集器对植物采集第一图像,基于第一图像识别植物得到所述植物的品种信息以及确定品种信息关联的运行参数,在提取的过程中,控制成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制光线传感器采集液体的光学参数以及通过图像采集器对植物采集第二图像,基于成分含量、光学参数以及第二图像确定提取进度,在运行参数中查找与提取进度匹配的目标运行参数,控制容器以目标运行参数运行以对植物提取目标物质,本发明无需人工观察提取进度对运行参数调节,能够保证在不同提取进度下采用准确的运行参数,提高了植物提取的质量和智能化程度,降低了人力成本。
Description
技术领域
本发明属于植物提取技术领域,尤其涉及一种基于物联网的植物提取方法及系统。
背景技术
在生物、制药、化学等领域通常需要对植物进行提取,以获取到所需的物质,植物提取通常包括提取、浓缩、醇沉等工段。
现有技术中,提取工段是在设置有搅拌机和温度调节装置的容器内注入提取液后放入植物,然后在预置的温度范围内搅拌液体,使得植物中的物质释放到提取液中,然而,在提取工段中,温度调节装置和搅拌机转速主要靠人工观察植物的提取进度进行调节,植物提取的质量依赖人工经验,植物提取质量难以保证,并且需要人工实时观察提取进度,人力成本高,自动化程度低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于物联网的植物提取方法及系统,旨在解决通过人工观察植物提取进度对温度和搅拌机转速进行调节,导致植物提取的质量低,人力成本高以及智能化程度低的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
一种基于物联网的植物提取方法,应用于基于物联网的植物提取系统,所述基于物联网的植物提取系统包括控制器、以及通过物联网与所述控制器连接的成分测试仪、光线传感器、图像采集器以及容器,所述成分测试仪、光线传感器设置于灌注有提取液的容器内,所述图像采集器设置于所述容器的顶部,具体包括以下步骤:
在待提取的植物上料到所述容器之前,控制所述图像采集器对所述植物采集第一图像;
基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的运行参数;
在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像;
基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度;
在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数;
控制所述容器以所述目标运行参数运行,以对所述植物提取目标物质。
作为本发明的进一步限定,所述基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的多个运行参数,具体包括以下步骤:
将所述第一图像输入预置的植物识别模型中,得到所述待提取的植物的品种信息;
在预置的运行参数数据库中查找所述品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,所述温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,所述搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
作为本发明的进一步限定,所述在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像,具体包括以下步骤:
按照预设周期控制所述成分测试仪测量容器内液体中的预设物质的成分含量;
在所述成分含量小于或等于第一成分含量阈值时,控制所述容器中的滤网上升以将所述植物提升至液体之上;
控制所述图像采集器对所述植物采集第二图像以及控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数。
作为本发明的进一步限定,所述基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度,具体包括以下步骤:
判断所述成分含量是否小于或等于第二成分含量阈值;
若是,根据所述第二图像和所述品种信息确定提取进度;
若否,根据所述成分含量和所述光学参数确定提取进度。
作为本发明的进一步限定,所述根据所述第二图像和所述品种信息确定提取进度,具体包括以下步骤:
将所述第二图像和所述品种信息输入提取进度检测模型中,在所述提取进度检测模型中提取所述植物的颜色特征和形状特征,并依据所述品种信息确定所述颜色特征和形状特征的权重,根据所述权重对所述颜色特征和形状特征进行融合,并依据融合后的特征识别所述植物的提取进度。
作为本发明的进一步限定,所述根据所述成分含量和所述光学参数确定提取进度,具体包括以下步骤:
在光学参数与提取进度的对照表中查找与所述光学参数匹配的第一提取进度,以及在成分含量与提取进度的对照表中查找与所述成分含量匹配的第二提取进度;
在所述成分含量小于或等于第三成分含量阈值时,基于所述成分含量确定所述光学参数的第一权重,并计算1与所述第一权重的差值作为所述成分含量的第二权重,所述第一权重与所述成分含量负相关;
计算所述第一提取进度与所述第二权重的第一乘积,以及计算所述第二提取进度与所述第一权重的第二乘积;
计算所述第一乘积与所述第二乘积的和值,得到提取进度。
作为本发明的进一步限定,所述根据所述成分含量和所述光学参数确定提取进度,具体还包括以下步骤:
在所述成分含量大于第三成分含量阈值,计算所述第一提取进度和所述第二提取进度的平均值,得到提取进度。
作为本发明的进一步限定,在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数,具体包括以下步骤:
在预设的温度曲线中查找与所述提取进度匹配的目标温度;
在预设的搅拌机转速曲线中查找与所述提取进度匹配的目标转速。
一种基于物联网的植物提取系统,包括控制器、以及通过物联网与所述控制器连接的成分测试仪、光线传感器、图像采集器以及容器,所述成分测试仪、光线传感器设置于灌注有提取液的容器内,所述图像采集器设置于所述容器的顶部,所述控制器具体包括以下单元:
第一图像采集控制单元,用于在待提取的植物上料到所述容器之前,控制所述图像采集器对所述植物采集第一图像;
运行参数获取单元,用于基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的多个运行参数;
数据采集控制单元,用于在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像;
提取进度确定单元,用于基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度;
目标运行参数确定单元,用于在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数;
设备运行控制单元,用于控制所述容器以所述目标运行参数运行,以对所述植物提取目标物质。
作为本发明的进一步限定,所述运行参数获取单元包括:
植物识别模块,用于将所述第一图像输入预置的植物识别模型中,得到所述待提取的植物的品种信息;
温度和转速曲线查找模块,用于在预置的运行参数数据库中查找所述品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,所述温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,所述搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明实施例在待提取的植物上料到容器之前,控制图像采集器对植物采集第一图像,基于第一图像识别植物得到植物的品种信息,以及确定品种信息关联的运行参数,在植物放置于容器内进行提取的过程中,控制成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制光线传感器采集液体的光学参数以及通过图像采集器对液体采集第二图像,基于成分含量、光学参数以及第二图像确定提取进度,在运行参数中查找与提取进度匹配的目标运行参数,控制容器以目标运行参数运行,以对植物提取目标物质。实现了自动化识别待提取的植物的品质信息并获取运行参数,以及在提取过程中通过成分含量、光学参数以及图像确定提取进度,并从运行参数中获取提取进度对应的目标运行参数,控制容器以目标运行参数运行以从植物中提取目标物质,无需人工观察提取进度对温度、搅拌机转速等运行参数调节,能够保证在不同提取进度下采用准确的运行参数,提高了植物提取的质量,并且无需人工干预,降低了人力成本,提高了智能化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1示出了本发明一个实施例提供的基于物联网的植物提取方法的流程图。
图2为基于物联网的植物提取系统的示意图;
图3示出了本发明一个实施例提供的基于物联网的植物提取系统的应用架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的基于物联网的植物提取方法的流程图。具体的,本发明实施例的基于物联网的植物提取方法具体包括以下步骤:
步骤S101,在待提取的植物上料到容器之前,控制图像采集器对植物采集第一图像。
如图2所示,本发明实施例的基于物联网的植物提取系统包括控制器、与控制器连接的成分测试仪、图像采集器、光线传感器以及容器,其中,成分测试仪、图像采集器、光线传感器以及容器通过物联网与控制器连接,成分测试仪和光线传感器设置在容器内,图像采集器设置在容器顶部。
其中,容器可以是用于对植物进行提取的装置,该容器中可以设置有温度调节装置和搅拌机,温度调节装置可以对容器中的液体进行加热或冷却,搅拌机可以对容器中的液体进行搅拌。
如图2所示,成分测试仪和光线传感器设置在容器内,成分测试仪用于检测容器内的液体中的预设物质的成分含量,光线传感器可以包括光线发射端和光线接收端,光线发射端所发射的光线在液体中传输后被光线接收端所接收,以计算出容器内液体的光学参数,在植物提取过程中,随着植物中的含碳成分或者其他成分释放到液体中,液体的光学特性变化,光学参数在不同的提取进度也不相同,图像采集器可以是摄像头,通过图像采集器可以采集容器内植物的图像,示例性的,容器还可以设置有滤网,控制滤网上升可以将容器内浸泡于液体中的植物提升至脱离液体后进行拍照获得图像。
本实施例中,待提取的植物可以是各种天然植物,可以是新鲜植物也可以是干燥后的植物,本实施例对待提取的植物不作限制,在待提取的植物放置到容器中之前,可以通过图像采集器对植物拍照获得第一图像。
步骤S102,基于第一图像识别植物得到植物的品种信息,以及确定品种信息关联的运行参数。
品种信息可以是植物的名称、编号等唯一标识植物的信息,在一个实施例中,可以计算第一图像与图像库中各个图像模板的相似度,将与第一图像相似度最高的图像模板中的植物品种信息确定为待提取的植物的品种信息,并获取与该品种信息预先关联存储的运行参数,该运行参数可以是待提取的植物在不同提取进度时容器的运行参数,示例性的,运行参数可以包括温度和搅拌机转速。
在另一个实施例中,可以预先训练植物识别模型,该植物识别模型可以通过标注了植物品种的图像训练,使得植物识别模型可以识别所输入的图像中的植物的品种,可以将第一图像输入预置的植物识别模型中,得到待提取的植物的品种信息,其中,植物识别模型的训练方式可以参考现有技术中各种神经网络或模型的训练方式,在此不再详述。
在通过植物识别模型识别待提取的植物的品种后,可以在预置的运行参数数据库中查找品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
本实施例通过植物识别模型识别第一图像中的植物,以获得品种信息,进一步通过品种信息获取预先存储的运行参数,无需人工确定待提取的植物的运行参数,智能化程度高。
步骤S103,在植物放置于容器内进行提取的过程中,控制成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制光线传感器采集液体的光学参数以及通过图像采集器对植物采集第二图像。
在植物放置于容器内并且灌注水或者提取液之后,可以按照预设周期控制成分测试仪测量容器内液体中的预设物质的成分含量,在成分含量小于或等于第一成分含量阈值时,控制容器中的滤网上升以将植物提升至液体之上,控制图像采集器对液体采集第二图像以及控制光线传感器采集液体的光学参数。
如图2所示,在一个实施例例中,预设物质可以是碳,成分测试仪可以是碳浓度计,用于测量液体的碳浓度,即成分含量可以是碳浓度,当待提取的植物放置于容器内后,植物浸泡于液体中,可以控制温度调节装置将液体的温度控制在初始温度,并以初始转速控制搅拌机转动,使得待提取的植物中的成分逐渐释放到液体中,并且该成分含有碳,使得液体中的碳含量逐渐升高,由于提取初期待提取的植物中的成分释放到液体中的速度较慢,在成分含量小于第一成分含量阈值(比如小于或等于5%)时,主要以图像确定提取进度,可以控制滤网上升,以将液体中的植物提升到脱离液体表面后采用图像采集器对植物采集第二图像,同时控制成分测试仪测量容器组液体的成分含量,以及控制光线传感器的发射端发射光线,并通过接收端接收光线以获得容器中液体的光学参数,该光学参数可以是光强度、折射率、光透率等中的一项。
在另一个实施例中,预设物质还可以是目标提取物质,目标物质可以是需要从植物中提取的物质,则成分含量还可以是需要提取的目标物质的成分含量,成分测试仪可以是用于测量目标提取物质的含量的仪器。
在又一个实施例中,指定物质还可以是随着目标物质提取而产生的伴生物质,成分含量还可以是伴生物质的成分含量,成分测试仪可以是用于测量伴生物质的含量的仪器,比如伴生物质可以是酒精,成分测试仪可以是酒精含量测试仪,本领域技术人员可以根据不同植物设置成分含量测试仪测试不同物质的成分含量。
步骤S104,基于成分含量、光学参数以及第二图像确定提取进度。
在一个实施例中,可以判断成分含量是否小于或等于第二成分含量阈值,若是,根据第二图像和品种信息确定提取进度,若否,根据成分含量和光学参数确定提取进度。其中,第二成分含量阈值大于第一成分含量阈值,在一个示例中,成分含量阈值可以为25%,具体可以根据待提取的植物中预设物质的含量确定。
在一个实施例中,当根据第二图像和品种信息确定提取进度时,可以将第二图像和品种信息输入提取进度检测模型中,在提取进度检测模型中提取植物的颜色特征和形状特征,并依据品种信息确定颜色特征和形状特征的权重,以根据权重对颜色特征和形状特征融合后识别植物的提取进度。
其中,提取进度检测模型可以通过以下步骤训练:
S1、获取不同提取进度时的植物图像作为训练图像,在训练图像中标注第一提取进度和品种信息;
S2、构建提取进度检测模型,该提取进度检测模型包括颜色特征提取子模型、形状特征提取子模型以及提取进度预测子模型;
S3、将训练图像分别输入颜色特征提取子模型和形状特征提取子模型中,得到植物的颜色特征和形状特征;
S4、将品种信息、颜色特征和形状特征输入提取进度预测子模型中,在提取进度预测子模型中确定品种信息对应的颜色特征的权重和形状特征的权重,以根据权重融合颜色特征和形状特征得到融合特征,依据融合特征预测第二提取进度;
S5、通过第一提取进度和第二提取进度计算损失率,并在损失率小于阈值时采用损失率更新提取进度检测模型的参数,返回S3,知道损失率小于阈值为止。其中损失率可以通过均方差、交叉熵等损失函数计算。
本实施例的提取进度检测模型可以提取植物的颜色特征和形状特征,并可以根据品种信息确定颜色特征和形状特征的权重,示例性的,若植物提取过程中颜色变化小形状变化大,可以为颜色特征设置较小的权重,为形状特征设置较大的权重,即主要以形状特征检测植物的提取进度,实现了根据不同品种的植物在提取过程中颜色不变或形状不变的特性设置对应的权重,提高植物提取进度的准确度。
在另一个实施例中,当根据第二图像和品种信息确定提取进度时,可以获取与品种信息匹配的植物在不同提取进度下的图像模板,将与第二图像相似度最高的图像模板的提取进度确定为第二图像对应的植物的提取进度。
在根据成分含量和光学参数确定提取进度时,可以在光学参数与提取进度的对照表中查找与光学参数匹配的第一提取进度,以及在成分含量与提取进度的对照表中查找与成分含量匹配的第二提取进度,在成分含量小于或等于第三成分含量阈值时,基于成分含量确定光学参数的第一权重,并计算1与第一权重的差值作为成分含量的第二权重,第一权重与成分含量负相关,计算第一提取进度与第二权重的第一乘积,以及计算第二提取进度与第一权重的第二乘积,计算第一乘积与第二乘积的和值,得到提取进度。
示例性的,第三成分含量阈值大于第二成分含量阈值,比如,第三成分含量阈值为80%,假设成分含量为A0,光学参数为B0,第一提取进度为C1,第二提取进度为C2,则确定光学参数B0对应的第一提取进度C1的第一权重为1-A0,即光学参数B0对应的第一提取进度C1的权重与成分含量A0负相关,成分含量A0对应的第二提取进度C2的第二权重为1-(1-A0)=A0,最终的提取进度C= C1×(1-A0)+C2×A0。
在成分含量大于第三成分含量阈值,计算第一提取进度C1和第二提取进度C2的平均值,得到提取进度。
本实施例在成分含量小于或等于第二成分含量阈值时,通过第二图像确定提取进度,可以避免提取初期溶解到液体中的植物的成分过少,导致成分含量过小时成分测试仪测量准确度低或无法测量,以及液体光学特效变化小,采用第二图像确定提取进度,准确度更高。
在成分含量大于第二成分含量阈值并且小于或等于第三成分含量阈值时,处于植物提取的中期阶段,通过成分含量和光学参数确定提取进度,并且通过成分含量动态确定成分含量和光学参数的权重,其中,光学参数的权重与成分含量负相关,即成分含量较低时主要以光学参数确定提取进度,随着成分含量增加,提高成分含量在确定提取进度中的权重,提高确定提取进度的准确度。
在成分含量大于第三成分含量阈值时,处于植物提取的后期阶段,成分含量变化缓慢,计算第一提取进度和第二提取进度的平均值得到提取进度,所确定的提取进度的准确度高。
步骤S105,在运行参数中查找与提取进度匹配的目标运行参数。
本实施例可以预先设置以横坐标为提取进度,纵坐标为提取温度的温度曲线,以及横坐标为提取进度,纵坐标为转速的搅拌机转速曲线,在确定提取进度后,可以在温度曲线中查找与提取进度匹配的目标温度,在搅拌机转速曲线中查找与提取进度匹配的目标转速。
步骤S106,控制容器以目标运行参数运行,以对植物提取目标物质。
具体的,控制器可以将目标温度和目标转速发送到容器中的温度调节装置和搅拌机,使得温度调节装置将容器中的液体温度调整至目标温度,将搅拌机的转速调整至目标转速,以在目标温度和目标转速对容器中的植物提取目标成分。
本实施例在待提取的植物上料到容器之前,控制图像采集器对植物采集第一图像,基于第一图像识别植物得到植物的品种信息,以及确定品种信息关联的运行参数,在植物放置于容器内进行提取的过程中,控制成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制光线传感器采集液体的光学参数以及通过图像采集器对植物采集第二图像,基于成分含量、光学参数以及第二图像确定提取进度,在运行参数中查找与提取进度匹配的目标运行参数,控制容器以目标运行参数运行,以对植物提取目标物质。实现了自动化识别待提取的植物的品质信息并获取运行参数,以及在提取过程中通过成分含量、光学参数以及图像确定提取进度,并从运行参数中获取提取进度对应的目标运行参数,控制容器以目标运行参数运行以从植物中提取目标物质,无需人工观察提取进度对温度、搅拌机转速等运行参数调节,能够保证在不同提取进度下采用准确的运行参数,提高了植物提取的质量,并且无需人工干预,降低了人力成本,提高了智能化程度。
图3示出了本发明实施例提供的基于物联网的植物提取系统的应用架构图,本实施例的基于物联网的植物提取系统包括控制器301、以及通过物联网与控制器301连接的成分测试仪302、光线传感器303、图像采集器304以及容器,成分测试仪302、光线传感器303设置于灌注有提取液的容器内,图像采集器304设置于容器的顶部,控制器301具体包括以下单元:
第一图像采集控制单元3011,用于在待提取的植物上料到容器之前,控制图像采集器对植物采集第一图像;
运行参数获取单元3012,用于基于第一图像识别植物得到植物的品种信息,以及确定品种信息关联的多个运行参数;
数据采集控制单元3013,用于在植物放置于容器内进行提取的过程中,控制成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制光线传感器采集液体的光学参数以及通过图像采集器对植物采集第二图像;
提取进度确定单元3014,用于基于成分含量、光学参数以及第二图像确定提取进度;
目标运行参数确定单元3015,用于在运行参数中查找与提取进度匹配的目标运行参数;
设备运行控制单元3016,用于控制容器以目标运行参数运行,以对植物提取目标物质。
作为本发明实施例的进一步限定,运行参数获取单元3012包括:
植物识别模块,用于将第一图像输入预置的植物识别模型中,得到待提取的植物的品种信息;
温度和转速曲线查找模块,用于在预置的运行参数数据库中查找品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
作为本发明实施例的进一步限定,数据采集控制单元3013具体包括:
成分含量测量控制模块,用于按照预设周期控制成分测试仪测量容器内液体中的预设物质的成分含量;
滤网控制模块,用于在成分含量小于或等于第一成分含量阈值时,控制容器中的滤网上升以将植物提升至液体之上;
图像与光学参数采集控制模块,用于控制图像采集器对液体采集第二图像以及控制光线传感器采集液体的光学参数。
作为本发明实施例的进一步限定,提取进度确定单元3014具体包括:
成分含量判断模块,用于判断成分含量是否小于或等于第二成分含量阈值;
第一提取进度确定模块,用于根据第二图像和品种信息确定提取进度;
第二提取进度确定模块,用于根据成分含量和光学参数确定提取进度。
作为本发明实施例的进一步限定,第一提取进度确定模块具体包括:
提取进度检测模型输入子模块,用于将所述第二图像和所述品种信息输入提取进度检测模型中,在所述提取进度检测模型中提取所述植物的颜色特征和形状特征,并依据所述品种信息确定所述颜色特征和形状特征的权重,根据所述权重对所述颜色特征和形状特征进行融合,并依据融合后的特征识别所述植物的提取进度。
作为本发明实施例的进一步限定,第二提取进度确定模块具体包括:
提取进度匹配子模块,用于在光学参数与提取进度的对照表中查找与光学参数匹配的第一提取进度,以及在成分含量与提取进度的对照表中查找与成分含量匹配的第二提取进度;
权重计算子模块,用于在成分含量小于或等于第三成分含量阈值时,基于成分含量确定光学参数的第一权重,并计算1与第一权重的差值作为成分含量的第二权重,第一权重与成分含量负相关;
乘积计算子模块,用于计算第一提取进度与第二权重的第一乘积,以及计算第二提取进度与第一权重的第二乘积;
提取进度计算子模块,用于计算第一乘积与第二乘积的和值,得到提取进度。
作为本发明实施例的进一步限定,第二提取进度确定模块具体包括:
均值计算子模块,用于在成分含量大于第三成分含量阈值,计算第一提取进度和第二提取进度的平均值,得到提取进度。
作为本发明实施例的进一步限定,目标运行参数确定单元3015具体包括:
目标温度查找模块,用于在预设的温度曲线中查找与提取进度匹配的目标温度;
目标转速查找模块,用于在预设的搅拌机转速曲线中查找与提取进度匹配的目标转速。
应该理解的是,虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于物联网的植物提取方法,其特征在于,应用于基于物联网的植物提取系统,所述基于物联网的植物提取系统包括控制器、以及通过物联网与所述控制器连接的成分测试仪、光线传感器、图像采集器以及容器,所述成分测试仪、光线传感器设置于灌注有提取液的容器内,所述图像采集器设置于所述容器的顶部,具体包括以下步骤:
在待提取的植物上料到所述容器之前,控制所述图像采集器对所述植物采集第一图像;
基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的运行参数;
在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像;
基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度;
在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数;
控制所述容器以所述目标运行参数运行,以对所述植物提取目标物质;
基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度,具体包括以下步骤:
判断所述成分含量是否小于或等于第二成分含量阈值;
若是,将所述第二图像和所述品种信息输入提取进度检测模型中,在所述提取进度检测模型中提取所述植物的颜色特征和形状特征,并依据所述品种信息确定所述颜色特征和形状特征的权重,根据所述权重对所述颜色特征和形状特征进行融合,并依据融合后的特征识别所述植物的提取进度;
若否,在光学参数与提取进度的对照表中查找与所述光学参数匹配的第一提取进度,以及在成分含量与提取进度的对照表中查找与所述成分含量匹配的第二提取进度;
在所述成分含量小于或等于第三成分含量阈值时,基于所述成分含量确定所述光学参数的第一权重,并计算1与所述第一权重的差值作为所述成分含量的第二权重,所述第一权重与所述成分含量负相关;
计算所述第一提取进度与所述第二权重的第一乘积,以及计算所述第二提取进度与所述第一权重的第二乘积;
计算所述第一乘积与所述第二乘积的和值,得到提取进度。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的植物提取方法,其特征在于,所述基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的多个运行参数,具体包括以下步骤:
将所述第一图像输入预置的植物识别模型中,得到所述待提取的植物的品种信息;
在预置的运行参数数据库中查找所述品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,所述温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,所述搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的植物提取方法,其特征在于,在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像,具体包括以下步骤:
按照预设周期控制所述成分测试仪测量容器内液体中的预设物质的成分含量;
在所述成分含量小于或等于第一成分含量阈值时,控制所述容器中的滤网上升以将所述植物提升至液体之上;
控制所述图像采集器对所述植物采集第二图像以及控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的植物提取方法,其特征在于,所述根据所述成分含量和所述光学参数确定提取进度,具体还包括以下步骤:
在所述成分含量大于第三成分含量阈值,计算所述第一提取进度和所述第二提取进度的平均值,得到提取进度。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于物联网的植物提取方法,其特征在于,在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数,具体包括以下步骤:
在预设的温度曲线中查找与所述提取进度匹配的目标温度;
在预设的搅拌机转速曲线中查找与所述提取进度匹配的目标转速。
6.一种基于物联网的植物提取系统,其特征在于,包括控制器、以及通过物联网与所述控制器连接的成分测试仪、光线传感器、图像采集器以及容器,所述成分测试仪、光线传感器设置于灌注有提取液的容器内,所述图像采集器设置于所述容器的顶部,所述控制器具体包括以下单元:
第一图像采集控制单元,用于在待提取的植物上料到所述容器之前,控制所述图像采集器对所述植物采集第一图像;
运行参数获取单元,用于基于所述第一图像识别所述植物得到所述植物的品种信息,以及确定所述品种信息关联的多个运行参数;
数据采集控制单元,用于在所述植物放置于所述容器内进行提取的过程中,控制所述成分测试仪测量容器内液体的成分含量、控制所述光线传感器采集所述液体的光学参数以及通过所述图像采集器对所述植物采集第二图像;
提取进度确定单元,用于基于所述成分含量、光学参数以及所述第二图像确定提取进度;
目标运行参数确定单元,用于在所述运行参数中查找与所述提取进度匹配的目标运行参数;
设备运行控制单元,用于控制所述容器以所述目标运行参数运行,以对所述植物提取目标物质;
提取进度确定单元具体包括:
成分含量判断模块,用于判断成分含量是否小于或等于第二成分含量阈值;
第一提取进度确定模块,用于根据第二图像和品种信息确定提取进度;
第二提取进度确定模块,用于根据成分含量和光学参数确定提取进度;
第一提取进度确定模块具体包括:
提取进度检测模型输入子模块,用于将所述第二图像和所述品种信息输入提取进度检测模型中,在所述提取进度检测模型中提取所述植物的颜色特征和形状特征,并依据所述品种信息确定所述颜色特征和形状特征的权重,根据所述权重对所述颜色特征和形状特征进行融合,并依据融合后的特征识别所述植物的提取进度;
第二提取进度确定模块具体包括:
提取进度匹配子模块,用于在光学参数与提取进度的对照表中查找与光学参数匹配的第一提取进度,以及在成分含量与提取进度的对照表中查找与成分含量匹配的第二提取进度;
权重计算子模块,用于在成分含量小于或等于第三成分含量阈值时,基于成分含量确定光学参数的第一权重,并计算1与第一权重的差值作为成分含量的第二权重,第一权重与成分含量负相关;
乘积计算子模块,用于计算第一提取进度与第二权重的第一乘积,以及计算第二提取进度与第一权重的第二乘积;
提取进度计算子模块,用于计算第一乘积与第二乘积的和值,得到提取进度。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的植物提取系统,其特征在于,所述运行参数获取单元包括:
植物识别模块,用于将所述第一图像输入预置的植物识别模型中,得到所述待提取的植物的品种信息;
温度和转速曲线查找模块,用于在预置的运行参数数据库中查找所述品种信息关联的温度曲线和搅拌机转速曲线,所述温度曲线为不同提取进度所使用的提取温度的曲线,所述搅拌机转速曲线为不同提取进度所使用的转速曲线。
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