【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测，尤其涉及一种农业大棚环境监测系统及方法。
技术介绍
1、我国是一个农业大国，农业生产正从粗放型传统农业向现代化精细农业转变，在有限的土地资源上实现节能减排和精细耕作，是解决现在耕地作用紧张的有效办法。农业大棚内的环境情况决定了作物的生长情况，所以大棚工作人员必须时刻了解大棚内的环境并进行调整，保证最有利的生长环境，因此，农业大棚环境监测系统应运而生。
2、现有的农业大棚环境监测，由传感器采集农业大棚内的各项数据，然后由人工对采集的数据进行分析，效率较低，且成本高。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种农业大棚环境监测系统及方法，其能够监测农业大棚内各区域的环境数据，自动判断农业大棚内各区域的环境状态，大大提高了监测效率，成本较低。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术的一种农业大棚环境监测系统，包括监测终端和设置在农业大棚内的数据采集装置，所述数据采集装置包括并排设置在农业大棚顶部的多个数据采集机构，所述数据采集机构包括沿农业大棚长度方向设置的导轨、可沿导轨滑动的数据采集模块以及用于驱动数据采集模块沿导轨滑动的驱动机构，所述数据采集模块包括数据采集器、用于检测空气温度的传感器s 1、用于检测空气中氧气浓度的传感器s2、用于检测空气中二氧化硫浓度的传感器s3、用于检测空气中二氧化碳浓度的传感器s4、用于检测空气湿度的传感器s5，所述数据采集器分别与传感器s1、传感
4、在本方案中，农业大棚内的区域被划分成多个检测区域，每个检测区域只有一个导轨穿过，监测终端通过数据采集装置对每个检测区域进行检测，得到每个检测区域的环境状态。要监测某个检测区域的环境状态时，监测终端控制穿过该检测区域的导轨上的数据采集模块移动到该检测区域进行检测，传感器s 1、传感器s2、传感器s3、传感器s4、传感器s5检测所在检测区域的数据，并由数据采集器发送给监测终端，监测终端对数据采集器发送的数据进行综合分析处理，判断该检测区域的环境状态是否健康。
5、作为优选，所述导轨等间距设置。
6、本专利技术的一种农业大棚环境监测方法，用于上述的一种农业大棚环境监测系统，包括以下步骤：
7、监测终端将农业大棚内的区域划分为多个检测区域，每个检测区域只有一个导轨穿过，监测终端通过数据采集装置对每个检测区域进行检测，得到每个检测区域的环境状态；
8、所述监测终端通过数据采集装置对某个检测区域进行检测，得到该检测区域的环境状态的方法包括以下步骤：
9、s1：监测终端控制穿过该检测区域的导轨上的数据采集模块移动到该检测区域进行检测；
10、s2：该数据采集模块将传感器s1输出的检测数据ds1(t)、传感器s2输出的检测数据ds2(t)、传感器s3输出的检测数据ds3(t)、传感器s4输出的检测数据ds4(t)、传感器s5输出的检测数据ds5(t)发送到到监测终端，t为时间；
11、s3：监测终端将检测数据ds1(t)、ds2(t)、ds3(t)、ds4(t)、ds5(t)分别进行归一化处理，得到对应的归一化数据ls1(t)、ls2(t)、ls3(t)、ls4(t)、ls5(t)；
12、s4：监测终端根据归一化数据ls1(t)、ls2(t)、ls3(t)、ls4(t)、ls5(t)计算出对应的环境评价参数k；
13、s5：监测终端根据环境评价参数k判断该检测区域的环境状态。
14、作为优选，所述步骤s4包括以下步骤：
15、s41：对归一化数据ls1(t)、ls2(t)、ls3(t)、ls4(t)、ls5(t)分别进行二次样条插值，得到对应的曲线gs1(t)、gs2(t)、gs3(t)、gs4(t)、gs5(t)；
16、s42：对曲线gs1(t)、gs2(t)、gs3(t)、gs4(t)、gs5(t)进行处理，得到对应的特征值ps1、ps2、ps3、ps4、ps5；
17、s43：建立xy直角坐标系，在x轴上从左至右等间距标出传感器s1、传感器s2、传感器s3、传感器s4、传感器s5，传感器s1位于原点，y轴为传感器对应的特征值，根据传感器s1、传感器s2、传感器s3、传感器s4、传感器s5对应的特征值ps1、ps2、ps3、ps4、ps5在xy直角坐标系上标出相应的特征点，将这些特征点线性拟合得到对应的拟合直线，将拟合直线的斜率q作为环境评价参数k。
18、农业大棚内的温度越高、氧气浓度越高，越不利于植物生长；湿度越大、二氧化碳浓度越大，对植物生长有促进作用；二氧化硫植物吸收以后会产生急性危害，在植物叶片表面产生斑病，植物的生长机能受到影响，或直接使植物叶片枯萎脱落，造成减产甚至绝收，因此，二氧化硫浓度越大，越不利于植物生长。由于温度变化比例大于氧气波动比例，氧气波动比例又大于二氧化硫波动比例，而湿度波动比例又高于二氧化碳浓度波动比例，因此采用了传感器s1、传感器s2、传感器s3、传感器s4、传感器s5的拟合顺序，有利于这些指标对拟合直线的斜率q产生一致性影响。
19、作为优选，所述步骤s42中对曲线gsi(t)进行处理，得到对应的特征值psi的方法包括以下步骤，1≤i≤5：
20、n1：对曲线gsi(t)求一阶导数，得到对应的一阶导数曲线rsi(t)；
21、n2：找出一阶导数曲线rsi(t)的所有特征峰，计算每个特征峰的面积，将所有特征峰的面积相加求和，得到的面积之和作为对应的特征值psi。
22、作为优选，所述步骤n2中找出一阶导数曲线rsi(t)的所有特征峰的方法包括以下步骤：
23、绘制出一阶导数曲线rsi(t)，找出一阶导数曲线rsi(t)的所有波峰，依次判断每个波峰是否为特征峰；
24、所述判断波峰是否为特征峰的方法如下：
25、将波峰的开始点a与结束点b相连得到直线ab，从波峰顶点c向直线ab做垂线cd，如果垂线cd的长度大于或等于直线ab长度的三分之一，则判断该波峰是特征峰，否则判断该波峰不是特征峰。
26、作为优选，所述特征峰的面积为特征峰曲线与其对应直线ab围成的封闭区域的面积。
27、作为优选，所述步骤s5包括以下步骤：
28、监测终端将环境评价参数k与参数a1、a2比较大小；
29、如果a1≤k≤a2，则监测终端判断该检测区域环境健康；
30、如果k＜a1或k＞a2，则监测终端判断该检测区域环境不健康。
31、本专利技术的有益效果是：能够监测农业大棚内各区域的环境数据，自动判断农业大棚内各区域的环境状态，大大提高了监测效率，成本较低。
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1.一种农业大棚环境监测系统，其特征在于，包括监测终端和设置在农业大棚(1)内的数据采集装置，所述数据采集装置包括并排设置在农业大棚(1)顶部的多个数据采集机构，所述数据采集机构包括沿农业大棚(1)长度方向设置的导轨(2)、可沿导轨(2)滑动的数据采集模块(3)以及用于驱动数据采集模块(3)沿导轨(2)滑动的驱动机构，所述数据采集模块(3)包括数据采集器、用于检测空气温度的传感器S1、用于检测空气中氧气浓度的传感器S2、用于检测空气中二氧化硫浓度的传感器S3、用于检测空气中二氧化碳浓度的传感器S4、用于检测空气湿度的传感器S5，所述数据采集器分别与传感器S1、传感器S2、传感器S3、传感器S4、传感器S5电连接，所述数据采集器通过无线网络与监测终端无线连接，所述驱动机构与监测终端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种农业大棚环境监测系统，其特征在于，所述导轨(2)等间距设置。
3.一种农业大棚环境监测方法，用于权利要求1所述的一种农业大棚环境监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种农业大棚环境监测方法，其特征在于，所述
5.根据权利要求4所述的一种农业大棚环境监测方法，其特征在于，所述步骤S42中对曲线Gsi(t)进行处理，得到对应的特征值Psi的方法包括以下步骤，1≤i≤5：
6.根据权利要求5所述的一种农业大棚环境监测方法，其特征在于，所述步骤N2中找出一阶导数曲线Rsi(t)的所有特征峰的方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种农业大棚环境监测方法，其特征在于，所述特征峰的面积为特征峰曲线与其对应直线ab围成的封闭区域的面积。
8.根据权利要求3或4或5或6或7所述的一种农业大棚环境监测方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种农业大棚环境监测系统，其特征在于，包括监测终端和设置在农业大棚(1)内的数据采集装置，所述数据采集装置包括并排设置在农业大棚(1)顶部的多个数据采集机构，所述数据采集机构包括沿农业大棚(1)长度方向设置的导轨(2)、可沿导轨(2)滑动的数据采集模块(3)以及用于驱动数据采集模块(3)沿导轨(2)滑动的驱动机构，所述数据采集模块(3)包括数据采集器、用于检测空气温度的传感器s1、用于检测空气中氧气浓度的传感器s2、用于检测空气中二氧化硫浓度的传感器s3、用于检测空气中二氧化碳浓度的传感器s4、用于检测空气湿度的传感器s5，所述数据采集器分别与传感器s1、传感器s2、传感器s3、传感器s4、传感器s5电连接，所述数据采集器通过无线网络与监测终端无线连接，所述驱动机构与监测终端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种农业大棚环境监测系统，其特征在于，所述导轨(2)等间距设置。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓艳军，惠国华，张显飞，逯鑫淼，王金鹏，赵治栋，赵丽艳，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学平湖数字技术创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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