基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法及系统，智能管理方法包括：传感器采集不同点位的环境数据信息；所述植物生长智能控制终端接收传感器发送的环境数据信息，并根据环境数据信息的解析结果进行数字梯度化处理；所述植物生长智能控制终端将数字梯度化处理结果与植物生长条件矩阵表比对判断，根据判断结果选择待控制的机电设备，并通过对应的信息隧道向待控制机电设备发送控制命令；待控制机电设备根据控制命令执行相应操作；该管理系统包括：中央控制单元、数据采集单元、环境调控单元和监控单元。本发明专利技术的方法避开了农作物自适应过程，能自动化、智能化、精准化地控制植物生长过程，同时该系统的伸缩性和灵活性强。

Intelligent management method and system of plant growth based on digital gradient technology

The invention discloses a gradient based on digital technology and intelligent management system for plant growth, including intelligent management methods: sensors to collect environmental data information of different points; intelligent control terminal receiving sensor transmits the data information of the plant growth environment, digital gradient processing according to the analytical results of environmental data and information; intelligent control terminal digital gradient processing result of the plant growth and the conditions for judging matrix of the plant growth, according to the judgment result to control mechanical and electrical equipment selection, and through the corresponding information to be sent to the tunnel control command to control the mechanical and electrical equipment; electrical equipment according to the control commands to perform the corresponding operation; the management system includes: the central control unit, data acquisition unit, environmental control unit and monitoring unit. The method of the invention avoids the adaptive process of crops, and can automatically, intelligently and precisely control the growth process of plants, meanwhile, the system has the advantages of flexibility and flexibility.

【技术实现步骤摘要】
基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法及系统
本专利技术涉及一种植物生长监测和控制的智能管理方法和系统，尤其涉及一种基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法及系统，属于智能农业

技术介绍
电子技术和计算机技术的迅速发展推动了农业生产向智能化方向演变，但从我国农业生产应用的现状来看，大部分农业生产还停留在机械化层面上，农业智能化技术应用的重要性和现实意义认识的不足，是农业智能化发展滞后的客观原因。如果说给农业带来巨变的农业机械化的定义就是优化农业生产劳动力，把需要手工操作的原始农业转变成只需人工设置农业机器就能自动完成农业生产作业的话，那么，农业智能化的定义就是：彻底解放农业生产劳动力，使原本需要人工操作的农业机器由专业化走向傻瓜化，即把原本需要专业人士操控的农业机器变成无需人工干预，能根据农作物的状况和其他因素自动决定如何进行某项作业的智能机器。然而，就我国目前的农业科技发展状况来看，我国的农业智能化技术发展十分缓慢，尚处于研究和试验示范阶段。农业生产应用是一个十分复杂的应用领域，需要多个学科的知识配合和应用。转型过来的科技企业在缺少农业专家和农业生产经验的情况下，只能将传感设备和控制设备安装于农田、大棚当中，仅仅达到检测植物生长的环境数据，灌溉、施肥时还需要人工操控，未起到真正的智能管理效果。与本专利技术有所区别的是：专利申请号：201110185599.7公开的基于无线传感器网络的自适应农业信息数据管理方法，它通过传感器模块和终端处理器的交互，实现农业信息数据的自适应控制和管理，同时在无线传感器网络中引入了web2.0技术，实现了用户与网络平台的交互，增加了“植物博客”模块。该“植物博客”模块根据数据库系统动态自述周围环境参数，其中，该专利技术的经验数据数据库是根据历史农业生产经验和农作物生长状况建立的，所述的经验数据库，即是根据植物生长状况不断调整和自适应的过程。该专利技术与本专利技术不同的地方在于，本专利技术是由农业专家结合多年调研经验得出的植物生长规律和植物生长环境参数，并通过矩阵表下载于植物生长智能控制终端中，再通过与梯度化处理的外部环境数据相比对，最终调控环境调控单元对植物进行作业。该方法避免了植物生长过程中的自适应过程，能够根据植物的类别、生长周期，下载相适应的植物生长条件矩阵表，避开了农作物与设备相磨合的阶段，同时能精确、精准控制植物生长的外部环境参数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法及系统，该方法用于解决当前农业科技与农业生产知识结合的不足，系统设备与农作物之间的自适应时间长以及农业管理需要人工操控的缺点，提出了梯度化处理的智能管理方法，实现了全自动化监测和调控的农作物精细化管理，同时良好的伸缩性和灵活性使其能适应多种农作物生长环境。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供一种基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法，它包括：S1：传感器采集不同点位的环境数据信息；S2：植物生长智能控制终端接收传感器发送的环境数据信息，并根据环境数据信息的解析结果进行数字梯度化处理；S3：所述植物生长智能控制终端将数字梯度化处理结果与植物生长条件矩阵表比对判断，根据判断结果选择待控制的机电设备，并通过对应的信息隧道向待控制机电设备发送控制命令；S4：所述待控制机电设备根据控制命令执行相应操作；S5：反复执行以上步骤，不断采集植物生长的环境数据信息，用以监控植物生长环境信息和再次调控机电设备做准备。具体的，在步骤S1的执行过程中，传感器采集所述的环境数据信息，它包括环境因子信息、功能标识和状态标识，所述环境因子信息包含植物生长的环境参数信息，梯度化处理后用于与植物生长条件矩阵表比对判断，功能标识用于识别设备的节点和名称，状态标识用于识别设备的连接状态、开闭状态和故障状态。具体的，在步骤S2的执行过程中，植物生长智能控制终端对采集的环境数据信息进行数据梯度化处理，它包括以下两个步骤：S21：将所述环境因子信息由非电量转换为电量，通过A/D转换后，转化成多元变量的线性方程；S22：将多元变量的线性方程实行区域分割，得出梯度区间范围，用于机电设备的定量控制管理。具体的，在步骤S3执行过程中，所述的植物生长条件矩阵表，它是由农业、生物专家多年经验得出的植物生长规律和植物生长环境参数经验数据库，植物生长条件矩阵表在与所述环境数据信息比对判断时，是以矩阵表的形式出现。根据农作物生长环境复杂的特性，在判定外界温度是否适宜于当前植物生长时，不仅仅需要参考植物的空气温度参数，同时需要参考植物的空气湿度、光照度、雨量值，甚至还需要参考植物的土壤温度、土壤湿度以及风力风向等条件，这就需要以矩阵表的形式与外部环境的线性方程做比对。所述植物生长条件矩阵表在植物种类不同、植物生长周期不同时，可由人工上传或下载进行更替。基于数字梯度化技术的植物生长智能管理系统，它包括中央控制单元、数据采集单元、环境调控单元和监控单元，所述中央控制单元包括植物生长智能控制终端和PC机，所述数据采集单元包括采集植物外部的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度、pH值、风力风向的传感器；所述环境调控单元包括改善植物生长的外部环境条件的机电设备；监控单元包括静态图像采集或视频图像采集的图像采集设备；所述植物生长智能控制终端通过总线分配器1、总线分配器2分别与数据采集单元、环境调控单元相连，植物生长智能控制终端还通过RS232数据接口与PC机相连，所述监控单元与PC机相连；中央控制单元：用于对数据采集单元传递过来的环境数据信息进行梯度化处理，并与植物生长条件矩阵表比对判断，产生针对机电设备应用部署的控制命令；数据采集单元：用于对植物生长的环境数据进行采集，并向所述中央控制单元实时反馈采集结果；环境调控单元：用于执行植物生长智能控制终端发送的控制命令，以改变植物生长的外部生长环境条件；监控单元：用于实时监控植物外部生长环境，采集静态或动态图像，以供实时或历时查证。具体的，所述采集单元包括采集空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度、pH值、水溶氧、水盐度、风力风向、水位值、雨量值在内的多种传感器。具体的，所述环境调控单元包括实现升温、降温、增湿、排气、遮阳、增氧、增二氧化碳、杀虫、施肥、补光等改善植物外部生长条件的多种机电设备。所述中央控制单元还包括手持终端，所述手持终端通过无线路由、网络、WIFI模块与植物生长智能控制终端相连。所述植物生长智能控制终端将数据采集单元采集的环境数据信息存储在植物生长智能控制终端或PC机中，并通过PC机在前台展现，展现方式包括线性图、数据值展示等，历史数据和分析数据等也可以通过PC机调出查看。所述PC机可通过植物生长智能控制终端，发送针对环境调控单元的控制命令，手动调控后，系统在五分钟内将自动恢复成智能控制模式，避免人工误操作造成对植物的影响。本专利技术的有益效果是：提供一种基于梯度化技术的植物生长智能管理方法，颠覆了传统手工种植的农业生产模式，优化了电子科技技术单独应用于农业的方法，以简单、快捷、方便的矩阵表比对方式，使植物生长的环境调控始终处于农业专家经验得出的数据调控范围内，在不需要人工参与的情况下，能智能化、自动化、精细化调控植本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法，该方法主要针对于农业生产应用，其特征在于：它包括：S1：传感器采集不同点位的环境数据信息；S2：植物生长智能控制终端接收传感器发送的环境数据信息，并根据环境数据信息的解析结果进行数字梯度化处理；S3：所述植物生长智能控制终端将数字梯度化处理结果与植物生长条件矩阵表比对判断，根据判断结果选择待控制的机电设备，并通过对应的信息隧道向待控制机电设备发送控制命令；S4：待控制机电设备根据控制命令执行相应操作；S5：重复S1～S4的步骤，持续采集植物生长环境数据信息，用以监控植物生长环境信息和再次调控机电设备做准备。

【技术特征摘要】
1.基于数字梯度化技术的植物生长智能管理方法，该方法主要针对于农业生产应用，其特征在于：它包括：S1：传感器采集不同点位的环境数据信息；S2：植物生长智能控制终端接收传感器发送的环境数据信息，并根据环境数据信息的解析结果进行数字梯度化处理；S3：所述植物生长智能控制终端将数字梯度化处理结果与植物生长条件矩阵表比对判断，根据判断结果选择待控制的机电设备，并通过对应的信息隧道向待控制机电设备发送控制命令；S4：待控制机电设备根据控制命令执行相应操作；S5：重复S1～S4的步骤，持续采集植物生长环境数据信息，用以监控植物生长环境信息和再次调控机电设备做准备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环境数据信息包括环境因子信息、功能标识和状态标识，所述环境因子信息包含植物生长的环境参数信息，梯度化处理后用于与植物生长条件矩阵表比对判断，功能标识用于识别设备的节点和名称，状态标识用于识别设备的连接状态、开闭状态和故障状态。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述植物生长智能控制终端接收传感器发送的环境数据信息，并根据环境数据信息的解析结果进行数字梯度化处理，具体包括：S21：将所述环境因子信息由非电量转换为电量，通过A/D转换后，转化成多元变量的线性方程；S22：将多元变量的线性方程实行区域分割，得出梯度区间范围，用于机电设备的定量控制管理。4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于：所述植物生长条件矩阵表是由农业、生物专家多年经验得出的植物生长规律和植物生长环境参数经验数据库，植物生长条件矩阵表在与所述环境数据信息比对判断时，是以矩阵表的形式出现。5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于：所述植物生长条件矩阵表在植物种类不同、植物生长周期不同时，由人工上传或下载进行更替。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄承福，
申请(专利权)人：成都猎曲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51