[發明專利]溫室黃瓜生長環境智能監測模型及裝置

無效

• 申請號: 200910054848.1
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101793560A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 池濤;陳明;劉慧芳;陳湘芳;朱文婷
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01K7/00;G01N33/24;G01J1/00;H04W4/12;G05B19/048;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種采用無線監測方法進行溫室黃瓜生長環境的無線監測節點裝置，安裝在溫室大棚的無線測控網絡中。

背景技術

黃瓜喜溫，要求的環境條件嚴格，由于生長環境的監測不及時和不準確，所以生產中發生了大量的問題。另一方面，黃瓜有時會有苦味產生，多因環境條件、植株營養狀況、生活力強弱均可以影響苦味的產生，因此，精確控制生長環境是提高黃瓜質量的關鍵所在。目前溫室環境以人工控制為主或者以有線控制設備為主，且控制方式多以人為主觀判斷的方式為主，具有不精確、不實時的缺點。因此，針對溫室黃瓜的生長發育周期建立完整的環境模型，是實現精準作業的技術核心。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于監測溫室黃瓜生長環境的無線監測節點裝置，解決了溫室黃瓜生長環境全過程的記錄監測的難題。

為了實現以上目的，針對于鮮葉測溫，本項發明提供了利用紅外測量葉片溫度，給出了數據對應關系，解決了原位測量難題；本發明可以同時監測大棚室內溫度，土壤基質溫度、濕度，葉片溫度，光照值，實現黃瓜生長全過程環境監測；本發明嵌入了專家知識庫，可以對溫室黃瓜生長發育全過程的環境要求實現監測。

本發明的有益效果為：發明提供了一種利用葉片表面溫度、土壤溫度和大棚室內溫度建立黃瓜生長全過程的積溫量化模型，根據葉片表面溫度、土壤溫濕度、光照值建立光合參考模型。利用本裝置可以較為客觀反映出溫室黃瓜生長全過程的環境數據，為研究外部環境對黃瓜生長影響提供依據。

附圖說明

圖1為本發明的組成模塊示意圖。

圖2為本發明的硬件設計示意圖。

圖3為本發明的功能示意圖。

圖4為本發明的軟件流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實例對本發明作進一步描述。

溫室黃瓜生長環境智能裝置，其組成模塊由顯示模塊、存儲模塊、無線傳輸模塊及測量模塊構成。微處理的IO口P0.10-P0.17用來作為液晶屏的8位數據線P1.20、P1.21、P1.22、P1.23作為控制信號；P0.5、P0.6、P0.7、P0.8作為輸入信號端，連接葉片溫度、室溫、土壤溫濕度和光照強度環境信息，TX1、RX1用來與無線傳輸模塊之間進行通信；P0.2、P0.3用來實現與存儲模塊之間進行時鐘和串口數據的連接。

首先，裝置上電自檢后，進入”設置”界面，主要完成采樣周期、種植黃瓜品種、溫室類型等選項；系統會根據種植黃瓜的品種和溫室類型和季節等數據，給出黃瓜的四個生長階段的對應的天數，以及每個階段的環境要求.按下”開始”按鈕，監測系統開始監測工作，根據采樣周期進行環境監測，先進行葉片溫度的測量，如果所測得的葉片溫度在適宜范圍內，寫入數據并繼續下一個測量，否則報警；接下來，進行土壤溫濕度的測量，如果所測得的土壤溫濕度在適宜范圍內，寫入數據并繼續下一個測量，否則報警；接下來，進行室溫的測量，如果所測得的室溫在適宜范圍內，寫入數據并繼續下一個測量，否則報警；最后，進行光照強度的測量，如果所測得的光照強度在適宜范圍內，寫入數據并繼續，否則報警；然后，裝置將所測得所有的數據處理成為一條信息，通過GPRS傳送至數據中心，同時寫入屏幕并顯示，以及寫入現場存儲單元中.

在數據中心，根據專家知識，把黃瓜的生長環境劃分為非常適宜、適宜、較適宜、不適宜四個生長區域，為每一個生長模式定義一系列運行操作.為了體現生長環境是一個”整體”的概念，它與溫度、濕度、氣壓、光照強度等多種因素有關，它們之間相互耦合作用，我們引入”影響系數”來定量它們之間的相互耦合作用.我們根據專家知識，對黃瓜的各個生長時期對環境各因子要求依賴不同，確定了各個生長階段對各種環境因子的影響系數.生長環境模式是由特征向量的取值范圍所決定，采用積分進行環境信息融合.利用現場裝置將現場測量的環境參數(葉片表面溫度、室溫、土壤溫度、土壤濕度、光照強度)的值經過信息融合計算得到一個精確的結果，這個結果反映距離四個生長模式(非常適宜、適宜、較適宜、不適宜)樣本重心點的距離值，其中的最大值即表明距離該模式最近，根據這個結果就可以識別當前屬于哪一個具體的生長環境模式.

確定各參數規則：

溫室黃瓜環境參數(一般20到25天)

黃瓜的生長發育周期可分為發芽期、幼苗期、甩條期和結果期四個時期。

Day：天數；Dtmp：白天溫度(℃)；Ntmp：夜間溫度(℃)；Ttmp：土壤溫度(℃)；illum：光照(單位：萬勒克斯)；humidity：濕度(單位：土壤持水量的百分比)

發芽期：5-10天。