[發(fā)明專利]一種基于單片機(jī)控制的種子發(fā)芽試驗(yàn)輔助決策系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611142503.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106647889B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷安宇;李小林;徐雨然;汪永華;葉昌榮;鄧偉;年偉
• 申請（專利權(quán)）人: 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 康珉

1.一種基于單片機(jī)控制的種子發(fā)芽試驗(yàn)輔助決策系統(tǒng),其特征在于，包括發(fā)芽過程監(jiān)控模塊、發(fā)芽研究輔助決策模塊、發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器、發(fā)芽室和數(shù)據(jù)庫模塊，所述發(fā)芽過程監(jiān)控模塊，發(fā)芽研究輔助決策模塊和數(shù)據(jù)庫模塊均運(yùn)行于PC上位機(jī)平臺上；發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器是本系統(tǒng)的下位機(jī)，發(fā)芽室是被監(jiān)控對象；

所述發(fā)芽過程監(jiān)控模塊：用于獲取來自研究者的發(fā)芽試驗(yàn)種子基本信息；獲取研究者設(shè)置的種子發(fā)芽試驗(yàn)的溫度，濕度，光照強(qiáng)度，水分，控制誤差參數(shù)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳到發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器中以供執(zhí)行；用于獲得發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器和發(fā)芽室傳來的種子發(fā)芽過程的實(shí)時(shí)溫度，濕度，光照強(qiáng)度和水分?jǐn)?shù)據(jù)，以表格和圖形曲線界面展示，并生成按年、月、日記錄的EXCEL格式數(shù)據(jù)報(bào)表，供研究者分析使用；用于獲取研究者設(shè)置的優(yōu)選方案的樣本試驗(yàn)的樣本數(shù)，溫度，濕度，光照強(qiáng)度，水分?jǐn)?shù)據(jù)，控制誤差參數(shù)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳到發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器中,以供執(zhí)行；用于獲取來自發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器和發(fā)芽室的優(yōu)選方案的樣本試驗(yàn)的實(shí)時(shí)溫度，濕度，光照強(qiáng)度和水分?jǐn)?shù)據(jù)，以表格和圖形曲線界面展示，形成按年、月、日記錄的EXCEL格式數(shù)據(jù)報(bào)表，供以后試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析使用，并提供查詢；用于獲取來自發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器傳來的發(fā)芽室火警信息，及時(shí)發(fā)出火警圖像警告和火警報(bào)聲，同時(shí)自動傳出切斷發(fā)芽室內(nèi)除攝像頭外的電源的命令至發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器；用于獲得發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器傳來的發(fā)芽室的水分?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)水分?jǐn)?shù)據(jù)達(dá)到水分干旱臨界值時(shí)，及時(shí)發(fā)出干旱警告圖像文字和警報(bào)聲，以供研究者及時(shí)處理；以上各功能涉及的所有數(shù)據(jù)均存儲于數(shù)據(jù)庫模塊；

所述發(fā)芽研究輔助決策模塊：用于獲取來自發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器和發(fā)芽室反饋的發(fā)芽過程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且用于獲取研究者在發(fā)芽室調(diào)查后輸入的發(fā)芽信息，這些信息包括：SN，LN和ZN；其中，SN表示在發(fā)芽勢調(diào)查日所調(diào)查的發(fā)芽的種子數(shù)，所述發(fā)芽勢調(diào)查日為播種后第3-14天，LN表示在發(fā)芽率調(diào)查日所調(diào)查的正常幼苗數(shù)，所述發(fā)芽率調(diào)查日為播種后第5-35天，ZN表示試驗(yàn)播種的種子數(shù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以供研究者進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)方案的優(yōu)選；用于為研究者提供探究種子發(fā)芽的最佳發(fā)芽條件及其條件差異檢驗(yàn)的輔助決策；用于獲取來自發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器和發(fā)芽室反饋的優(yōu)選方案的樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及獲取研究者輸入的優(yōu)選方案的樣本試驗(yàn)的SN、LN和ZN數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)和分析，輔助研究者對這些樣本試驗(yàn)進(jìn)行樣本數(shù)的顯著性差異分析及決策；用于獲取研究者輸入的發(fā)芽試驗(yàn)研究成功或者失敗的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并且存儲供查詢，以上各功能涉及的所有數(shù)據(jù)均存儲于數(shù)據(jù)庫模塊；其中，發(fā)芽勢是在發(fā)芽勢調(diào)查日調(diào)查的發(fā)芽的種子數(shù)占試驗(yàn)播種的種子數(shù)的百分率，發(fā)芽率是在發(fā)芽率調(diào)查日調(diào)查的正常幼苗數(shù)占試驗(yàn)播種的種子數(shù)的百分率；

所述發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器：采用的單片機(jī)型號為STM32F407ZGT6，與上位機(jī)相連，接受來自于發(fā)芽室的濕度、溫度、水分、光照強(qiáng)度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),同時(shí)將這些數(shù)據(jù)傳到PC上位機(jī)；接受PC上位機(jī)的發(fā)芽過程監(jiān)控模塊中所設(shè)置的溫度，濕度，光照強(qiáng)度，水分，控制誤差參數(shù)數(shù)據(jù)，利用內(nèi)部的協(xié)調(diào)智能算法進(jìn)行運(yùn)算,并且通過智能接口、驅(qū)動電路和智能開關(guān)，及時(shí)地調(diào)節(jié)發(fā)芽室中的加熱器，加濕器，照明燈的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)芽室的發(fā)芽過程環(huán)境條件的閉環(huán)智能控制；

所述發(fā)芽室，包括的設(shè)備有：兩層以上架子的培養(yǎng)架、發(fā)芽盒、發(fā)芽床、加熱器、加濕器、紫外燈、照明燈、溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、土壤水分傳感器、煙霧傳感器、報(bào)警器、攝像頭；依靠發(fā)芽過程監(jiān)控模塊的試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置功能和發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器的智能控制功能，及時(shí)地調(diào)節(jié)發(fā)芽室內(nèi)加熱器、加濕器、照明燈的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)芽室內(nèi)種子發(fā)芽環(huán)境條件的自動化控制；發(fā)芽室內(nèi)的溫度傳感器，濕度傳感器，光照傳感器，土壤水分傳感器，煙霧傳感器和攝像頭，分別將溫度、濕度、光照強(qiáng)度、水分、火警信息以及影像實(shí)時(shí)信息，通過傳感器接口，不斷地反饋到發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器中；

所述數(shù)據(jù)庫模塊:由數(shù)據(jù)庫及其管理程序構(gòu)成,接收并存儲來自發(fā)芽室、發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器發(fā)送來的發(fā)芽試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),送往上位機(jī)的發(fā)芽過程監(jiān)控模塊，以供研究者查詢，并送往發(fā)芽研究輔助決策模塊進(jìn)行分析處理,提供輔助決策信息給研究者；接收并且存儲來自研究者設(shè)置或者調(diào)整的試驗(yàn)控制參數(shù)，傳送給發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器,以供其通過智能控制方法的運(yùn)算，對加熱器、加濕器和照明燈的運(yùn)行進(jìn)行自動控制調(diào)整；存儲有統(tǒng)計(jì)學(xué)的F分配表和正態(tài)分布Z值表，F(xiàn)分配表中每一個(gè)F顯著度值都對應(yīng)一個(gè)F臨界值；以上兩表用于進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及輔助決策分析。