[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611142503.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-12
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（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(hào): G05D27/02
• 分類號(hào): G05D27/02
• 代理公司: 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 康珉

本發(fā)明公開一種基于單片機(jī)控制的種子發(fā)芽試驗(yàn)輔助決策系統(tǒng)，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；發(fā)芽過程監(jiān)控模塊用于監(jiān)測(cè)發(fā)芽室的溫度、濕度，光照，水分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)將預(yù)設(shè)的發(fā)芽試驗(yàn)控制參數(shù)傳到發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器，使其對(duì)發(fā)芽室的發(fā)芽試驗(yàn)實(shí)行智能控制；發(fā)芽研究輔助決策模塊通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，不僅能輔助科研者進(jìn)行與發(fā)芽試驗(yàn)智能控制相結(jié)合的種子發(fā)芽條件參數(shù)的優(yōu)選決策與驗(yàn)證，而且還能輔助科研者對(duì)優(yōu)選發(fā)芽方案的樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析，以獲統(tǒng)計(jì)意義的檢驗(yàn)；系統(tǒng)幫助科研者脫離了繁雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程，提高了效率和縮短研發(fā)周期，完成了種子發(fā)芽研究全過程信息化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于種子發(fā)芽試驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)控制的種子發(fā)芽試驗(yàn)輔助決策系統(tǒng)。

背景技術(shù)

種子發(fā)芽試驗(yàn)過程的目的是，在發(fā)芽試驗(yàn)室內(nèi)幼苗出現(xiàn)和生長達(dá)到一定階段時(shí)，判定幼苗的主要構(gòu)造是否能在室外土壤適宜條件下進(jìn)一步生長成為正常植株；種子發(fā)芽的主要測(cè)定項(xiàng)目有發(fā)芽率、正常幼苗、不正常幼苗、未發(fā)芽的種子、新鮮不發(fā)芽種子等；在發(fā)芽過程中，溫度、光照，濕度，水分是重要的條件，它們最終決定以上重要指標(biāo)結(jié)果；種子發(fā)芽過程的試驗(yàn)研究，首先要選出具有能較好體現(xiàn)種子發(fā)芽指標(biāo)的環(huán)境因子控制條件；然后再按照優(yōu)選出的試驗(yàn)的各發(fā)芽階段重要控制條件再進(jìn)行足夠的樣本試驗(yàn)；當(dāng)樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析獲得滿意的統(tǒng)計(jì)結(jié)果后，才能進(jìn)行進(jìn)一步研究和推廣；因此，為了提高效率和縮短研究開發(fā)周期，迫切需要建立智能控制與輔助決策密切結(jié)合的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)既能支持科研者分析并且優(yōu)選出較好發(fā)芽指標(biāo)的試驗(yàn)過程控制條件，又能支持對(duì)樣本試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)還能按照試驗(yàn)的各階段光照，溫度，濕度和水分條件進(jìn)行發(fā)芽過程的智能控制；建立該系統(tǒng)是改進(jìn)研究質(zhì)量，減少研究工作量的重要措施。

目前使用的種子發(fā)芽設(shè)施有光照培養(yǎng)箱、智能種子發(fā)芽室兩大類；光照培養(yǎng)箱大多采用強(qiáng)制對(duì)流的方式來控制溫度、濕度、光照等參數(shù)，由于強(qiáng)制對(duì)流方式使發(fā)芽床的水分容易迅速喪失，加之環(huán)境密閉，造成種子發(fā)芽后幼苗生理失衡，成活率低等現(xiàn)象；智能種子發(fā)芽室可根據(jù)用戶的要求的種子發(fā)芽所需要的時(shí)間、溫度、濕度、光照值段進(jìn)行微電腦全自動(dòng)控制，控制板一體化，為種子發(fā)芽提供穩(wěn)定的環(huán)境條件，但存在著投入高，場(chǎng)地占用大的缺陷。

為了解決試驗(yàn)效果與成本問題，已經(jīng)有人自行搭建的發(fā)芽自動(dòng)控制室；謝平等(2008)以ATS單片機(jī)為核心，用C語言編寫控制軟件，建立了對(duì)培養(yǎng)箱的溫度、濕度、光照的自動(dòng)控制；岑益超(2014)設(shè)計(jì)了基于STM8S單片機(jī)和REX3U無線網(wǎng)絡(luò)，使用C語言編寫控制程序的植物組培高效智能LED光照系統(tǒng)；但這些研究?jī)H僅集中在組培苗的培養(yǎng)。

發(fā)明專利“一種網(wǎng)絡(luò)化的種子除濕控制系統(tǒng)”(CN 103955240 B)雖然對(duì)種子實(shí)現(xiàn)了較好的濕度控制，但是并沒有對(duì)發(fā)芽過程的光照，溫度等條件的實(shí)施控制。

分析以上所述，現(xiàn)有各種發(fā)芽設(shè)備和設(shè)施的共同缺陷是，僅僅提供一個(gè)發(fā)芽過程的控制或者部分條件控制，不能輔助研究者進(jìn)行與發(fā)芽過程控制相結(jié)合的“種子發(fā)芽條件參數(shù)的優(yōu)選決策”，也不能在指定優(yōu)選發(fā)芽參數(shù)下進(jìn)行樣本試驗(yàn)自動(dòng)控制及其研究的輔助決策，同時(shí)仍然離不開人工計(jì)算和有較多工作量，造成不少處理誤差，因而無法提高種子發(fā)芽全過程研究的效率、質(zhì)量和方便性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上缺陷技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于單片機(jī)控制的種子發(fā)芽試驗(yàn)輔助決策系統(tǒng)；本發(fā)明采用面向?qū)ο竽K化技術(shù)和嵌入式開發(fā)技術(shù)，在PC機(jī)上采用Python腳本文件對(duì)種子發(fā)芽過程控制及決策分析研究進(jìn)行描述，建立發(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，以此作為上位機(jī)，通過以單片機(jī)為核心的發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器，對(duì)種子發(fā)芽室內(nèi)光照、溫度、濕度、水分環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；同時(shí)將反饋來的過程結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以供研究者進(jìn)行控制條件優(yōu)選；進(jìn)一步，通過發(fā)芽試驗(yàn)智能控制器和發(fā)芽室，對(duì)優(yōu)選發(fā)芽方案再進(jìn)行樣本試驗(yàn)，然后對(duì)樣本試驗(yàn)的結(jié)果信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而幫助科研人員脫離了繁雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程，提高了效率和縮短研究開發(fā)周期，完成了種子發(fā)芽研究全過程的信息化。