[發明專利]一種智能化盆栽管家控制系統

有效

• 申請號: 201710411599.1
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107329420B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 馬從國;韓黎;孟凡輝;馬小偉;洪佳樂;金夢凡;楊嘉萌;黃德春;張維
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

本發明公開了一種智能化盆栽管家控制系統，其特征在于：所述管家控制系統由盆栽管家控制系統參數調節平臺和智能控制器?PID串級的土壤水分智能控制系統兩部分組成；本發明有效解決了現有盆栽種植的缺陷，通過智能盆栽管家控制系統內設計智能控制器?PID串級的土壤水分智能控制系統的閉環控制，提高盆栽植物生長環境土壤水分的快速響應、控制精度和魯棒性，使土壤水分迅速到達系統設定值，來滿足盆栽植物的各個生長階段對水分的需要。

技術領域

本發明涉及農業盆栽控制技術領域，具體涉及一種智能化盆栽管家控制系統。

背景技術

隨著人們生活水平的逐步提高，越來越多的家庭擺放盆栽，種植一些花草來美化辦公環境來、放松心情和陶冶情操。由于人們工作繁忙、生活節奏加快和人們對花的溫度、濕度、光照和營養元素等都不是特別了解等原因，植物要么由于疏于照顧而枯萎，要么由于錯誤的種植方式而生長不良，有時因出差或者加班等原因導致無暇顧及對花草澆水，容易導致花草枯死。

針對這些原因，本發明專利設計了一種智能化盆栽管家控制系統，根據盆栽植物生長不同階段來調節相關生長環境參數，以滿足盆栽植物在無人打理時能夠正常生長。為了解決這些問題，本發明專利設計了一種智能化盆栽管家控制系統，通過對影響盆栽植物生長環境參數的各種裝置的智能化調節給植物提供適宜的生長條件。

發明內容

本發明提供了一種智能化盆栽管家控制系統，本發明有效解決了現有盆栽種植的缺陷，通過智能盆栽管家控制系統內設計智能控制器-PID串級的土壤水分智能控制系統的閉環控制，提高盆栽植物生長環境土壤水分的快速響應、控制精度和魯棒性，使土壤水分迅速到達系統設定值，來滿足盆栽植物的各個生長階段對水分的需要。

本發明通過以下技術方案實現：

一種智能化盆栽管家控制系統，所述管家控制系統由盆栽管家控制系統參數調節平臺和智能控制器-PID串級的土壤水分智能控制系統兩部分組成。

本發明進一步技術改進方案是：

所述盆栽管家控制系統參數調節平臺包括單片機、土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、電磁閥、光照度傳感器、觸摸屏、LED補光燈、PH值傳感器、Wifi模塊以及攝像頭組成，土壤水分傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、電磁閥、光照度傳感器、觸摸屏、LED補光燈、PH值傳感器、Wifi模塊以及攝像頭均與單片機對應引腳信號連接，實現盆栽環境參數進行檢測和對土壤水分進行智能化調節。

本發明進一步技術改進方案是：

所述智能控制器-PID串級的土壤水分智能控制系統，包括參數自調整模糊控制器、土壤水分灰色預測器GM(1，1)、神經網絡PID主調節器、神經網絡PID副調節器、土壤水分傳感器組成，參數自調整模糊控制器和土壤水分灰色預測器GM(1，1)實現對土壤水分的預測控制，由神經網絡PID主調節器、神經網絡PID副調節器和土壤水分傳感器的檢測值組成土壤水分的實時控制，參數自調整模糊控制器和神經網絡PID主調節器并聯構成對土壤水分調節的實時調節和預測調節的雙?？刂疲詤嫡{整模糊控制器、神經網絡PID主調節器并聯和神經網絡PID副調節器構成對土壤水分的串級控制，智能控制器-PID串級的土壤水分智能控制系統提高盆栽土壤水分控制的魯棒性、快速性和精確性。

本發明與現有技術相比，具有以下明顯優點：

一、本發明采用的基于灰色預測土壤水分參數模型利用了灰色預測要求原始數據少、方法簡單的特點，采用等維灰數遞補方法預測土壤水分值提高了土壤水分灰色預測精度和可靠性。

二、本發明采用參數自調整模糊控制器作為土壤水分的預測控制器，該模糊控制器的參數根據土壤水分的設定值與土壤水分灰色預測值的誤差e和誤差變化率e′對進行自調整，該模糊控制器對土壤水分控制的魯棒性強、適應性高和速度快。