一种多阶段控温的培育系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多阶段控温的培育系统及方法，系统至少包括中心控制单元、生长监测单元送风单元和出风单元，响应于生长监测单元发送的植株的准生长阶段信息，所述中心控制单元调节所述送风单元的送风方式以实现植株的生长环境的温度调节，其中，中心控制单元基于植株的株高、植物覆盖面和/或顶部温度与底部温度之间的温差的变化来调节所述送风单元的送风方式。本发明专利技术通过调节送风单元的高度、送风方式以及通风率来调节植物的生长环境的温度，以减少植物所处位置的温度差异，使得植物的生长趋势趋于一致。长趋势趋于一致。长趋势趋于一致。

【技术实现步骤摘要】
一种多阶段控温的培育系统及方法


[0001]本专利技术涉及植物培育
，尤其涉及一种多阶段控温的培育系统及方法。

技术介绍

[0002]小麦属于禾本科植物，当前常见的小麦为六倍体小麦，其余还可以分为二倍体小麦、四倍体小麦和八倍体小麦。在世界范围中，以种植六倍体普通小麦为主，占据世界小麦总种植量的90％以上。在现在的种植环境下，小麦的生育周期长达160～180天，种植周期长导致农民减收，粮食减产。在小麦生产上，对小麦的生长情况、生长环境及相关变化进行检测和调控是非常重要的技术措施。
[0003]在不同的生长阶段下，小麦的所需求的光照参数是不同的。若能够根据小麦生长阶段的差异来给予对应的光照，就能够实现小麦的增收和增产，也能够提高小麦的品质。
[0004]但是，如何判断小麦的生长阶段并且及时地给予对应的光照，是当前暂时还没有完全解决的问题。
[0005]当前的现有技术中，只有针对种子的温控种植装置，还没有提出一种能够对小麦进行温控调节的种植系统。
[0006]例如，公开号为CN108169432A的中国专利公开了一种不同温度下小麦生长情况鉴定装置，包括花盆、支架、网罩、绳索、小麦植株、发热器、电热开关、土壤层、太阳能发电板、蓄电池、温度传感器、传感器支架和控制器；所述花盆内设置有土壤层，所述小麦植株种植于土壤层中央；所述支架底部设置在花盆盆口周围，支架另一端延伸出足以容纳小麦植株生长的高度；所述传感器支架底部设置于土壤层中央的小麦植株旁，使传感器支架顶端位于支架高度的中部处，传感器支架顶端设置有温度传感器。该专利技术装置只能鉴定小麦的生长情况，却无法对小麦生长环境的光照进行改变，因此也无法实现小麦的光照调节。
[0007]再例如，公开号为CN109101051A的中国专利公开了一种蔬菜幼苗培育的温控系统，包括信息录入端、控制端、后台管理端；所述信息录入端，由技术员携带，负责录入幼苗信息以及幼苗生长环境要求信息，并将信息传输至后台管理端；所述控制端，与培育室内的温控系统连接，负责接收后台管理端的指令对培育室内室温进行调节；所述后台管理端，负责接收信息录入端的信息并存储，并根据录入信息对控制端发出控制指令。该专利技术的后台管理端接收信息后可进行培育室内的温度调整以及安排工作人员去进行遮阳或释放二氧化碳等处理。但是，该温控系统只能适用于幼苗，因为幼苗的培育需要的空间较小，温度的控制难度低。然而对于非幼苗的小麦来说，需要较大的棚式空间来种植，种植面积广，棚式空间内的温度很容易出现不均匀，导致小麦的生长速度不同，进入不同的生长阶段。而当前温控系统只能统一调节温度，无法针对生长阶段不同的小麦同时提供不同的光照，也没有技术手段来使得较大的空间的温度实现近似。因此，改温控系统只能适用于幼苗培育，无法适用于大面积的、成苗的生长的温控调节。
[0008]如上所示，如何对较大种植空间的小麦进行不同生长阶段的温控调节，使得小麦能够长势相近，并且能够得到与自己生长差异对应的光照，是需要智能系统来调节的。
[0009]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0010]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种多阶段控温的培育系统，至少包括中心控制单元、生长监测单元送风单元和送风单元，响应于生长监测单元发送的植株的准生长阶段信息，所述中心控制单元调节所述送风单元的送风方式以实现植株的生长环境的温度调节，其中，中心控制单元基于植株的株高、植物覆盖面和/或顶部温度与底部温度之间温差的变化来调节所述送风单元的送风方式。
[0011]优选地，所述中心控制单元基于植株的准生长阶段的分布区域的差异调节送风单元的送风方式，其中，对于播种阶段和出苗阶段，所述中心控制单元控制送风单元以辐射流的方式调节生长环境的温度，在温度达到要求的情况下，所述中心控制单元控制送风单元以垂直流的方式调节生长环境的温度。
[0012]优选地，所述中心控制单元基于植株的准生长阶段的分布区域的差异调节送风单元的送风方式，其中，中心控制单元控制送风单元以水平射流与辐射流周期性交替送风的方式对温度调节，以通过更大的送风面来降低种植区域的边缘的网格区域与中央的网格区域的温度差异，促进位置靠近边缘的网格区域的出苗率的提高。
[0013]优选地，在小麦被转移定植后，在送风单元以辐射流的方式调节温度时，中心控制单元调节送风单元的位置高度为小麦株高的2
‑
3倍，以减少气流对植株的近距离吹风的伤害。
[0014]优选地，在送风单元以垂直流方式送风时，中心控制单元控制送风单元的高度降低，并且送风单元按照趋近于植物的方向降低高度。
[0015]优选地，至少一个温度传感器的采集高度为植株高度的2
‑
3倍，以采集植株的顶部温度；至少一个温度传感器设置在小麦的底部，以采集小麦的底部温度；当麦苗的顶部温度与底部温度的温度差大于预设温度范围时，中心控制单元响应于温度传感器发送的温度差异信息，调节送风单元的送风方式为辐射流且调节送风单元的高度升高至植株的2
‑
3倍，以避免气流对植株的叶片的直吹的损害。
[0016]优选地，所述生长监测单元至少包括图像采集单元和判断单元，
[0017]所述图像采集单元按照划分的网格区域采集网格区域内的至少两个植株以用来形成原始图像，
[0018]所述判断单元基于由原始图像分析得到的叶绿素含量与各个生长阶段的叶绿素含量特征范围进行比对，获得植株的第一维度生长阶段，
[0019]所述判断单元基于由原始图像分析的当前植株的植株覆盖面与生长模型进行比较，得到第二维度生长阶段，
[0020]所述判断单元将由原始图像识别小麦植株的植株高度、叶片、茎秆、花朵、果实和轮廓与识别模型进行对比，得到第三维度生长阶段，
[0021]所述判断单元基于第一维度生长阶段、第二维度生长阶段和第三维度生长阶段中
的至少两种来确定一株小麦的准生长阶段。
[0022]优选地，基于麦苗的高度生长的监测信息，中心控制单元周期性调节温度传感器的采集高度，以获取麦苗所处环境的真实温度范围。
[0023]本专利技术还提供一种多阶段控温的培育方法，所述方法至少包括：响应于生长监测单元发送的植株的准生长阶段信息，中心控制单元调节送风单元的送风方式以实现植株的生长环境的温度调节，其中，中心控制单元基于植株的株高、植物覆盖面和/或顶部温度与底部温度之间的温差的变化来调节所述送风单元的送风方式。
[0024]优选地，所述方法还包括：所述中心控制单元基于植株的准生长阶段的分布区域的差异调节送风单元的送风方式，其中，对于播种阶段和出苗阶段，所述中心控制单元控制送风单元以辐射流的方式调节生长环境的温度，在温度达到要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多阶段控温的培育系统，至少包括中心控制单元、生长监测单元送风单元和出风单元，其特征在于，响应于生长监测单元发送的植株的准生长阶段信息，所述中心控制单元调节所述送风单元的送风方式以实现植株的生长环境的温度调节，其中，中心控制单元基于植株的株高、植物覆盖面和/或顶部温度与底部温度之间的温差的变化来调节所述送风单元的送风方式。2.根据权利要求1所述的多阶段控温的培育系统，其特征在于，所述中心控制单元基于植株的准生长阶段的分布区域的差异调节送风单元的送风方式，其中，对于播种阶段和出苗阶段，所述中心控制单元控制送风单元以辐射流的方式调节生长环境的温度，在温度达到要求的情况下，所述中心控制单元控制送风单元以垂直流的方式调节生长环境的温度。3.根据权利要求1或2所述的多阶段控温的培育系统，其特征在于，所述中心控制单元基于植株的准生长阶段的分布区域的差异调节送风单元的送风方式，其中，中心控制单元控制送风单元以水平射流与辐射流周期性交替送风的方式对温度调节，以通过更大的送风面来降低种植区域的边缘的网格区域与中央的网格区域的温度差异，促进位置靠近边缘的网格区域的出苗率的提高。4.根据权利要求1～3任一项所述的多阶段控温的培育系统，其特征在于，在小麦株被转移定植后，在送风单元以辐射流的方式调节温度时，中心控制单元调节送风单元的位置高度为小麦株高的2
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3倍，以减少气流对植株的近距离吹风的伤害。5.根据权利要求1～4任一项所述的多阶段控温的培育系统，其特征在于，在送风单元以垂直流方式送风时，中心控制单元控制送风单元的高度降低，并且送风单元按照趋近于植物的方向降低高度。6.根据权利要求1～5任一项所述的多阶段控温的培育系统，其特征在于，至少一个温度传感器的采集高度为植株高度的2
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3倍，以采集植株的顶部温度；至少一个温度传感器设置在小麦的底部，以采集小麦的底部温度；当麦苗的顶部温度与底部温度的温度差大于预设温度范围时，中心控制单元响应于温度传感器发送的温度差异信息，调节送风单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨其长，李宗耕，卞中华，王森，周成波，
申请(专利权)人：中国农业科学院都市农业研究所，
类型：发明
国别省市：