一种生长环境智能控制系统及苗圃智能管理平台技术方案

本发明专利技术公开了一种生长环境智能控制系统及苗圃智能管理平台，基于土壤的实际湿度值来控制是否进行浇水灌溉；若土壤湿度值小于湿度下限值，苗圃需要进行浇水灌溉，则控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；且当水泵启动后，因持续进行浇水，会导致土壤立即变得湿润，且土壤湿度值会持续上升，最终会大于湿度上限值，则服务器会计算土壤湿度大于湿度上限值所对应的时长，并标记为第一超限时长；当第一超限时长等于第一耐受时长时，控制水泵关闭以停止对苗圃土壤进行灌溉；这样不但能够保证给与苗圃土壤足够的水量，还能够避免土壤湿度过于湿润而对苗圃植物造成不利的影响；本发明专利技术有利于通过智能控制系统对苗圃生长环境智能控制。通过智能控制系统对苗圃生长环境智能控制。通过智能控制系统对苗圃生长环境智能控制。

【技术实现步骤摘要】
一种生长环境智能控制系统及苗圃智能管理平台


[0001]本专利技术涉及苗圃生长环境控制
，具体涉及一种生长环境智能控制系统及苗圃智能管理平台。

技术介绍

[0002]智能控制系统就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。
[0003]控制理论是工程学与数学的跨领域分支，主要处理在有输入信号的动力系统的行为。系统的外部输入称为“参考值”，系统中的一个或多个变量需随着参考值变化，控制器处理系统的输入，使系统输出得到预期的效果。
[0004]控制理论一般的目的是借由控制器的动作让系统稳定，也就是系统维持在设定值，而且不会在设定值附近晃动。
[0005]随着时代和经济的发展，智能控制系统的应用范围越来越广泛，应用范围包括：机器人控制、智能家居控制、消防控制、停车控制等。
[0006]而苗圃的种植智能化较低，所以需要将智能控制系统应用于苗圃种植的领域，以通过智能控制系统对生长环境的智能控制。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提供一种生长环境智能控制系统及苗圃智能管理平台，旨在将智能控制系统应用于苗圃种植的领域，以通过智能控制系统对生长环境的智能控制。
[0008]本专利技术提出的技术方案为：
[0009]一种生长环境智能控制系统，包括土壤墒情监测传感器、滴漏管、水泵、蓄水池和服务器；所述水泵的进口端连通于所述蓄水池，所述水泵的出口端连通于所述滴漏管；所述滴漏管设置于苗圃土壤；所述水泵与所述服务器电性连接；所述土壤墒情监测传感器与所述服务器通信连接；所述土壤墒情监测传感器用于：实时采集土壤湿度值，并发送至所述服务器；所述服务器用于：获取苗圃土壤对应的湿度下限值、湿度上限值，以及与湿度上限值对应的第一耐受时长；判断土壤湿度值是否小于湿度下限值；若土壤湿度值小于湿度下限值，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；当水泵启动后，计算土壤湿度大于湿度上限值所对应的时长，并标记为第一超限时长；当第一超限时长等于所述第一耐受时长时，控制水泵关闭以停止对苗圃土壤进行灌溉。
[0010]优选的，所述系统还包括与所述服务器通信连接的气象传感器；所述服务器还用于：获取与所述湿度下限值对应的第二耐受时长；联网以获取气象预报信息；判断土壤湿度值是否小于湿度下限值；若土壤湿度值小于湿度下限值，基于所述气象预报信息获取当前时刻起第一预设时长内各时间点的实时降水概率，并判断当前时刻的降水概率是否大于预设概率；若是，对各时间点的实时降水概率进行时间加权处理，以得到各时间点的加权降水
概率；当加权降水概率低于所述预设概率时，将低于所述预设概率时所对应的时刻标记为目标时刻；基于所述气象传感器判断目标时刻是否降雨；若降雨，基于截止目标时刻为止本次降雨的降水量计算得到第二预设时长，控制水泵在第二预设时长内不动作；若未降雨，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；若否，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；其中，所述第一预设时长等于所述第二耐受时长。
[0011]优选的，所述对各时间点的实时降水概率进行时间加权处理，以得到各时间点的加权降水概率的计算公式为：
[0012][0013]式中，G
i
为各时间点的加权降水概率，i表示各时间点，即当前时刻起的第i分钟；T1为第一预设时长，单位为分钟；g
i
为当前时刻起第一预设时长内各时间点(即第i分钟)所对应的实时降水概率。
[0014]优选的，服务器用于基于截止目标时刻为止本次降雨的降水量计算得到第二预设时长，包括：
[0015]服务器用于：获取苗圃对应的多组历史降水湿度变化数据，其中，所述历史降水湿度变化数据包括每次降水所对应的降水量，以及每次降水停止后土壤湿度大于湿度下限值时所对应的持续时长；将降水停止后土壤湿度大于湿度下限值时所对应的持续时长标记为合格时长；基于历史降水湿度变化数据得到降水量
‑
合格时长二维数组；根据最小二乘法对降水量
‑
合格时长二维数组进行拟合，以得到降水量
‑
合格时长拟合函数；将截止目标时刻为止本次降雨的降水量代入所述降水量
‑
合格时长拟合函数以得到本次降雨对应的合格时长，并作为所述第二预设时长。
[0016]优选的，所述降水量
‑
合格时长二维数组为：P[T
J
,J]，所述降水量
‑
合格时长拟合函数为：T
J
＝a0+a1J+a2J2，其中，J为每次降水所对应的降水量，T
J
为合格时长；a0、a1和a2分别为多项式系数。
[0017]优选的，所述系统还包括大棚，以及设置于大棚的散热风扇和温度传感器；所述散热风扇与所述服务器电性连接；所述温度传感器用于：基于所述气象预报信息获取当天各时间点对应的气温预报值；实时采集大棚的内部温度值，并发送至所述服务器；所述服务器还用于：获取苗圃对应的温度上限值和温度下限值；判断内部温度值是否大于温度上限值；若是，控制所述散热风扇启动，以对大棚进行散热；当散热风扇启动后，基于气温预报值、大棚的历史温度数据和温度下限值计算得到散热风扇的目标工作时长；当散热风扇的已工作时长等于所述目标工作时长时，控制散热风扇关闭以停止对大棚进行散热。
[0018]优选的，所述服务器还用于：所述基于气温预报值、大棚的历史温度数据和温度下限值计算得到散热风扇的目标工作时长，包括：
[0019]基于大棚的历史温度数据得到散热风扇启动时所对应的大棚温度变化数据；其中，所述大棚温度变化数据包括散热风扇的启动时长，以及与启动时长对应的大棚内的温度降低值；基于大棚温度变化数据得到温度降低值
‑
启动时长二维数组；根据最小二乘法对温度降低值
‑
启动时长二维数组进行拟合以得到散热风扇温度降低曲线，所述散热风扇温
度降低曲线的横坐标为所述启动时长，所述散热风扇温度降低曲线的纵坐标为所述温度降低值；将散热风扇启动时刻作为起始时刻，并基于所述气温预报值得到自起始时刻起的气温预报曲线；基于气温预报曲线得到大棚内部气温预估曲线；将所述大棚内部气温预估曲线减去所述散热风扇温度降低曲线以得到大棚内气温预计曲线；将大棚内气温预计曲线的纵坐标值等于预设温度值时所对应的横坐标值作为所述目标工作时长，其中，所述预设温度值为温度上限值和温度下限值的平均值。
[0020]优选的，所述温度降低值
‑
启动时长二维数组为：所述温度降低值
‑
启动时长拟合曲线的表达式为：W
q
＝b0+b1t
q
，其中，t
q
为散热风扇的启动时长，单位为分钟；W
q
为温度降低值，单位为摄氏度；b0和b1分别为多项式系数。
[0021]优选的，所述散热风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生长环境智能控制系统，其特征在于，包括土壤墒情监测传感器、滴漏管、水泵、蓄水池和服务器；所述水泵的进口端连通于所述蓄水池，所述水泵的出口端连通于所述滴漏管；所述滴漏管设置于苗圃土壤；所述水泵与所述服务器电性连接；所述土壤墒情监测传感器与所述服务器通信连接；所述土壤墒情监测传感器用于：实时采集土壤湿度值，并发送至所述服务器；所述服务器用于：获取苗圃土壤对应的湿度下限值、湿度上限值，以及与湿度上限值对应的第一耐受时长；判断土壤湿度值是否小于湿度下限值；若土壤湿度值小于湿度下限值，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；当水泵启动后，计算土壤湿度大于湿度上限值所对应的时长，并标记为第一超限时长；当第一超限时长等于所述第一耐受时长时，控制水泵关闭以停止对苗圃土壤进行灌溉。2.根据权利要求1所述的一种生长环境智能控制系统，其特征在于，所述系统还包括与所述服务器通信连接的气象传感器；所述服务器还用于：获取与所述湿度下限值对应的第二耐受时长；联网以获取气象预报信息；判断土壤湿度值是否小于湿度下限值；若土壤湿度值小于湿度下限值，基于所述气象预报信息获取当前时刻起第一预设时长内各时间点的实时降水概率，并判断当前时刻的降水概率是否大于预设概率；若是，对各时间点的实时降水概率进行时间加权处理，以得到各时间点的加权降水概率；当加权降水概率低于所述预设概率时，将低于所述预设概率时所对应的时刻标记为目标时刻；基于所述气象传感器判断目标时刻是否降雨；若降雨，基于截止目标时刻为止本次降雨的降水量计算得到第二预设时长，控制水泵在第二预设时长内不动作；若未降雨，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；若否，控制水泵启动以对苗圃土壤进行灌溉；其中，所述第一预设时长等于所述第二耐受时长。3.根据权利要求2所述的一种生长环境智能控制系统，其特征在于，所述对各时间点的实时降水概率进行时间加权处理，以得到各时间点的加权降水概率的计算公式为：式中，G
i
为各时间点的加权降水概率，i表示各时间点，即当前时刻起的第i分钟；T1为第一预设时长，单位为分钟；g
i
为当前时刻起第一预设时长内各时间点所对应的实时降水概率。4.根据权利要求2所述的一种生长环境智能控制系统，其特征在于，服务器用于基于截止目标时刻为止本次降雨的降水量计算得到第二预设时长，包括：服务器用于：获取苗圃对应的多组历史降水湿度变化数据，其中，所述历史降水湿度变化数据包括每次降水所对应的降水量，以及每次降水停止后土壤湿度大于湿度下限值时所对应的持续时长；将降水停止后土壤湿度大于湿度下限值时所对应的持续时长标记为合格时长；基于历史降水湿度变化数据得到降水量
‑
合格时长二维数组；根据最小二乘法对降水量
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合格时长二维数组进行拟合，以得到降水量
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合格时长拟合函数；将截止目标时刻为止本次降雨的降水量代入所述降水量
‑
合格时长拟合函数以得到本次降雨对应的合格时长，并作为所述第二预设时长。
5.根据权利要求4所述的一种生长环境智能控制系统，其特征在于，所述降水量
‑
合格时长二维数组为：P[T
J
,J]，所述降水量
‑
合格时长拟合函数为：T
J
＝a0+a1J+a2J2，其中，J为每次降水所对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋雷，江平，张育新，
申请(专利权)人：湖南华中苗木云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：