一种智能花卉灌溉系统及其种植花卉识别方法技术方案

本发明专利技术提供一种智能花卉灌溉系统，包括供电模块、主控制模块、种植环境数据采集模块、植物类别识别模块和自动浇灌模块，植物类别识别模块用于采集种植的花卉状态图片并将数据反馈到主控制模块，通过主控制模块进行对比判断种植的花卉品种并自动设定种植花卉所需的生长习性和/或灌溉方式，种植环境数据采集模块用于对种植的生长环境和/或灌溉方式进行采集并将采集到的数据反馈到主控制模块与设定的物质环境要求数据进行对比，以判断是否需要浇灌，自动浇灌模块的浇灌方式通过主控制模块进行控制实现自动控制。既可以用于大型花卉果蔬培育灌溉也可用作家庭浇灌，既减少水的资源浪费，保护了生态环境，也可以让培育养植花卉变得更加简单智能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能花卉灌溉系统及其种植花卉识别方法
本专利技术涉及灌溉作业领域，具体为一种智能花卉灌溉系统及其种植花卉识别方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，现代生活中喜爱花卉的人越来越多，花卉市场也越来越景气，不仅城市公共区域绿化需要大量花卉植物，一般居民都会在阳台上种植一些观赏类花草植物，一些漂亮兼具小巧可爱的花卉更是得到了各个年龄段人群的青睐。于是如何更加方便智能的花卉的养植，特别是养植中的灌溉问题就成了现在一个值得发掘与研究的方向。大家都知道，大多数植物对于生存环境所必须的水分含量极为敏感，水分含量过少会影响植物的生长甚至会引起枯萎死亡，过多则会引起植物根部缺氧而溃烂，也会造成水资源的浪费，特别的水资源短缺是我国基本国情，节水措施是今后技术发展中必须考虑的方面。在灌溉技术方面，目前的滴灌技术和定时灌溉，虽然节省人力但浪费水，而且不易控制洒水量，洒水过多会造成花卉的烂根现象。目前市场上的灌溉装置还不能实现智能灌溉，不能够针对不同花卉对水分含量的不同需求，进行合理的灌溉。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的某种或某些技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种智能花卉灌溉系统，既可以用于大型花卉果蔬培育灌溉也可用作家庭浇灌，既减少水的资源浪费，保护了生态环境，也可以让培育养植花卉变得更加简单智能。为解决上述现有的技术问题，本专利技术采用如下方案：一种智能花卉灌溉系统，包括供电模块、主控制模块、种植环境数据采集模块、植物类别识别模块和自动浇灌模块，各模块之间均与所述主控制模块连接，所述植物类别识别模块用于采集种植的花卉状态图片并将数据反馈到所述主控制模块，通过所述主控制模块的内部存储数据库进行对比判断种植的花卉品种并自动设定种植花卉所需的生长习性和/或灌溉方式，所述种植环境数据采集模块用于对种植的生长环境和/或灌溉方式进行采集并将采集到的数据反馈到所述主控制模块与设定的物质环境要求数据进行对比，以判断是否需要浇灌，所述自动浇灌模块的浇灌方式通过所述主控制模块进行控制实现自动控制。进一步地，所述主控制模块包括单片机、对所述植物类别识别模块采集的数据进行处理并识别出图片中花卉类别的物体识别模块、对种植花卉所需的生长习性和灌溉方式进行自动调取并设置的数据库索引模块，所述数据库索引模块和所述种植环境数据采集模块输出的数据通过所述单片机进行对比分析，所述自动浇灌模块通过所述单片机的对比分析结果进行灌溉控制。进一步地，所述种植环境数据采集模块包括土壤湿度传感器、温度传感器或光照强度传感器中的一种或多种。进一步地，所述土壤湿度传感器插在所需养植的花卉土壤中，实时采集土壤的湿度值，所述温度传感器与所述光照强度传感器分别采集当前温度和光照信息，所述种植环境数据采集模块采集的土壤湿度、当前温度和光照信息均反馈给所述单片机与系统设定值相对比。进一步地，所述自动浇灌模块包括营养液箱、与所述营养液箱连接的输水管、设在所述输送管一端的出水口及对所述营养液想内的液体进行输出的电池阀，所述出水口是否喷洒液体通过所述单片机对所述电池阀进行自动控制。进一步地，所述出水口灌溉方式包括喷洒式和滴灌式，所述出水口与所述输水管之间通过螺纹连接。进一步地，所述供电模块包括电源接线和继电器，所述主控制模块和所述植物类别识别模块通过所述供电模块供电。进一步地，还包括报警模块，所述报警模块采用蜂鸣器，所述植物类别识别模块为摄像头。为了解决现有技术中存在的某种或某些技术问题，本专利技术的目的之二在于提供一种种植花卉识别方法。为解决上述现有的技术问题，本专利技术采用如下方案：一种种植花卉识别方法，其特征在于：包括步骤一：将种植的花卉区域与背景图像分离，以减少背景的干扰；步骤二：通过所述植物类别识别模块采集种植的植物图片并传输到所述物体识别模块中，所述物体识别模块基于显著性检测GrabCut分割算法提取花卉图像特征；步骤三：提取花卉图像特征包括颜色特征和形状特征，并在处理过程中对图像进行增强和压缩以提取其纹理特征，然后使用SVM内核分类器融合多种底层视觉特征信息，进行基于综合特征的自然花卉种类识别分类，以得到精确的品种识别。进一步地，所述花卉图像特征中所使用的底层特征分别是颜色直方图、SIFT特征以及基于图像增强的纹理特征。相比现有技术，本专利技术的目的之一的有益效果在于：本专利技术涉及的是一种能够智能判断花卉生长环境要求特别是水含量的要求，对花卉进行自动灌溉的一种智能花卉灌溉系统，当植物类别识别模块拍摄花卉的图片后，通过物体识别模块识别出图片中花卉类别，再去主控制模块根据花卉的种类索引出所需灌溉方式，并将其存储在单片机中，即使花卉养植者对多种花卉的生长习性和灌溉措施不了解，也能为花卉提供适宜的生长环境，自动浇灌模块可以喷洒出水或者营养液等液体，若是花卉长势不佳缺乏营养，可以根据所拍摄图片识别出来智能的对花卉进行施肥，从而使本专利技术既可以用于大型花卉果蔬培育灌溉也可用作家庭浇灌，既减少水的资源浪费，保护了生态环境，也可以让培育养植花卉变得更加简单智能。相比现有技术，本专利技术的目的之二的有益效果在于：将图像分割理论和高斯混合模型相结合，可得到更好的分割结果，且选择不同的特征来描述花的不同属性有助于花卉识别，基于综合特征的自然花卉种类识别方法，融合了多种底层视觉特征信息，利用SVM内核分类器对花卉图像进行识别分类，可以得到较高的识别率。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为本专利技术中两种出水口的结构示意图；图3为本专利技术中电池阀和输水管的组合结构示意图；图4为本专利技术中输水管和营养液箱的组合结构示意图；图中：光照强度传感器1、温度传感器2、种植环境数据采集模块3、土壤湿度传感器4、数据库索引模块5、主控制模块6、继电器7、电源接线8、供电模块9、植物类别识别模块10、电池阀11、营养液箱12、自动浇灌模块13、输水管14、出水口15、单片机16、报警模块17、物体识别模块18、喷洒式901、滴灌式902。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。实施例一如图1～4所示，一种智能花卉灌溉系统，包括供电模块9、主控制模块6、种植环境数据采集模块3、植物类别识别模块10和自动浇灌模块13，各模块之间均与所述主控制模块6连接，所述植物类别识别模块10用于采集种植的花卉状态图片并将数据反馈到所述主控制模块6，通过所述主控制模块6的内部存储数据库进行对比判断种植的花卉品种并自动设定种植花卉所需的生长习性和/或灌溉方式，所述种植环境数据采集模块3用于对种植的生长环境和/或灌溉方式进行采集并将采集到的数据反馈到所述主控制模块6与设定的物质环境要求数据进行对比，以判断是否需要浇灌，所述自动浇灌模块13的浇灌方式通过所述主控制模块6进行控制实现自动控制；所述主控制模块6包括单片机16、对所述植物类别识别模块10采集的数据进行处理并识别出图片中花卉类别的物体识别模块18、对种植花卉所需的生长习性和灌溉方式进行自动调取并设置的数据库索引模块5，所述数据库索引模块5和所述种植环境数据采集模块3输出的数据通过所述单片机16进行对比分析，所述自动浇灌模块13通过所述单片机16的对比分析结果进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能花卉灌溉系统，其特征在于：包括供电模块、主控制模块、种植环境数据采集模块、植物类别识别模块和自动浇灌模块，各模块之间均与所述主控制模块连接，所述植物类别识别模块用于采集种植的花卉状态图片并将数据反馈到所述主控制模块，通过所述主控制模块的内部存储数据库进行对比判断种植的花卉品种并自动设定种植花卉所需的生长习性和/或灌溉方式，所述种植环境数据采集模块用于对种植的生长环境和/或灌溉方式进行采集并将采集到的数据反馈到所述主控制模块与设定的物质环境要求数据进行对比，以判断是否需要浇灌，所述自动浇灌模块的浇灌方式通过所述主控制模块进行控制实现自动控制。

【技术特征摘要】
1.一种智能花卉灌溉系统，其特征在于：包括供电模块、主控制模块、种植环境数据采集模块、植物类别识别模块和自动浇灌模块，各模块之间均与所述主控制模块连接，所述植物类别识别模块用于采集种植的花卉状态图片并将数据反馈到所述主控制模块，通过所述主控制模块的内部存储数据库进行对比判断种植的花卉品种并自动设定种植花卉所需的生长习性和/或灌溉方式，所述种植环境数据采集模块用于对种植的生长环境和/或灌溉方式进行采集并将采集到的数据反馈到所述主控制模块与设定的物质环境要求数据进行对比，以判断是否需要浇灌，所述自动浇灌模块的浇灌方式通过所述主控制模块进行控制实现自动控制。2.根据权利要求1所述的一种智能花卉灌溉系统，其特征在于：所述主控制模块包括单片机、对所述植物类别识别模块采集的数据进行处理并识别出图片中花卉类别的物体识别模块、对种植花卉所需的生长习性和灌溉方式进行自动调取并设置的数据库索引模块，所述数据库索引模块和所述种植环境数据采集模块输出的数据通过所述单片机进行对比分析，所述自动浇灌模块通过所述单片机的对比分析结果进行灌溉控制。3.根据权利要求2所述的一种智能花卉灌溉系统，其特征在于：所述种植环境数据采集模块包括土壤湿度传感器、温度传感器或光照强度传感器中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种智能花卉灌溉系统，其特征在于：所述土壤湿度传感器插在所需养植的花卉土壤中，实时采集土壤的湿度值，所述温度传感器与所述光照强度传感器分别采集当前温度和光照信息，所述种植环境数据采集模块采集的土壤湿度、当前温度和光照信息均反馈给...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩然，文晓，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33