[發(fā)明專利]一種溫室環(huán)境綜測(cè)儀及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710425492.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106990769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭秀媛;關(guān)守平;盧闖;盧海波;王博;趙云青;白冰;王洪海;王春萌;侯曉雷;王蓮花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G01D21/02;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫室環(huán)境綜測(cè)儀及方法。

背景技術(shù)

溫室環(huán)境的控制屬于智慧農(nóng)業(yè)的一部分，在滿足城市消費(fèi)群需求、減輕種植業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、充分利用自然光源、推廣農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù)方面具有重要的作用。為了保證溫室環(huán)境滿足作物生長(zhǎng)的要求，對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行在線或離線檢測(cè)，并根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行溫室環(huán)境質(zhì)量評(píng)估，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就具有非常重要的意義。

目前市場(chǎng)的儀器普遍存在以下缺點(diǎn)：

(1)現(xiàn)有的溫室環(huán)境綜合測(cè)試儀，不能同時(shí)對(duì)多種環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行同步測(cè)量，更缺少根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)溫室環(huán)境的評(píng)估，對(duì)于使用者缺少指導(dǎo)意義；

(2)現(xiàn)有的溫室環(huán)境綜合測(cè)試儀，缺少檢測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)方傳送功能，因此檢測(cè)的數(shù)據(jù)無(wú)法長(zhǎng)期保存；同時(shí)，由于綜測(cè)儀是流動(dòng)性測(cè)量，因此缺少測(cè)量地點(diǎn)的定位功能；

(3)由于傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如果要基于這些測(cè)量的非精確數(shù)據(jù)完成溫室環(huán)境的質(zhì)量評(píng)估，就需要基于非精確數(shù)據(jù)的評(píng)估技術(shù)，而這一技術(shù)目前在理論和實(shí)際上是缺乏的。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種新型的溫室環(huán)境綜合數(shù)據(jù)測(cè)量?jī)x器，基于多種傳感器完成對(duì)溫室環(huán)境多因素的同步測(cè)量；增加GPS定位功能，完成對(duì)測(cè)量地點(diǎn)的定位和測(cè)量時(shí)間的記錄；采用區(qū)間隨機(jī)向量函數(shù)連接RVFL(Random Vector Functional Link)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，開(kāi)發(fā)基于非精確數(shù)據(jù)的溫室環(huán)境評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的質(zhì)量評(píng)估，并給出評(píng)估的可靠度，供使用者參考。目前基于區(qū)間RVFL神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型的溫室環(huán)境綜合測(cè)試儀，在國(guó)內(nèi)外的研究和應(yīng)用中尚未見(jiàn)到。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種溫室環(huán)境綜測(cè)儀及方法。

一種溫室環(huán)境綜測(cè)儀，包括：溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元、中央處理單元和服務(wù)器；

所述中央處理單元，包括：數(shù)據(jù)同步采集模塊、GPS定位模塊、人機(jī)交互模塊、GPRS遠(yuǎn)傳模塊、USB設(shè)備接口、DSP核心處理模塊；

所述溫室環(huán)境采集單元的輸出端連接數(shù)據(jù)同步采集模塊的輸入端，所述數(shù)據(jù)同步采集模塊的輸出端連接DSP核心處理模塊的輸入端，所述GPS定位模塊通過(guò)串行通信口連接DSP核心處理模塊，所述GPRS遠(yuǎn)傳模塊通過(guò)串行通信口連接DSP核心處理模塊，所述USB設(shè)備接口與DSP核心處理模塊的輸入端相連，所述人機(jī)交互模塊的輸入端連接DSP核心處理模塊的輸出端，所述GPRS遠(yuǎn)傳模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器相連；

所述溫室環(huán)境采集單元，用于實(shí)時(shí)采集溫室環(huán)境參數(shù)；

所述數(shù)據(jù)同步采集模塊，用于將同步采集的溫室環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸至DSP核心處理模塊；

所述GPS定位模塊，用于采集當(dāng)前溫室環(huán)境參數(shù)的采集時(shí)間、地點(diǎn)，并將此時(shí)間、地點(diǎn)傳輸至DSP核心處理模塊；

所述人機(jī)交互模塊，用于與DSP核心處理模塊進(jìn)行信息交互，顯示實(shí)時(shí)采集的溫室環(huán)境參數(shù)，選擇工作狀態(tài)、選定采集的溫室環(huán)境參數(shù)；所述工作狀態(tài)包括：在線狀態(tài)和離線狀態(tài)；

所述GPRS遠(yuǎn)傳模塊，用于實(shí)現(xiàn)DSP核心處理模塊與服務(wù)器之間的通訊，將實(shí)時(shí)采集的溫室環(huán)境參數(shù)傳輸至服務(wù)器；

所述USB設(shè)備接口，用于提供USB存儲(chǔ)設(shè)備接入的通道；

所述DSP核心處理模塊，用于建立區(qū)間RVFL網(wǎng)絡(luò)模型，將溫室環(huán)境參數(shù)區(qū)間值和對(duì)應(yīng)的溫室環(huán)境質(zhì)量等級(jí)的區(qū)間值作為訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練該區(qū)間RVFL網(wǎng)絡(luò)模型，確定訓(xùn)練后的區(qū)間RVFL網(wǎng)絡(luò)模型；根據(jù)實(shí)時(shí)采集當(dāng)前環(huán)境下的溫室環(huán)境參數(shù)作為訓(xùn)練后的區(qū)間RVFL網(wǎng)絡(luò)的輸入，得到當(dāng)前環(huán)境下的溫室環(huán)境質(zhì)量等級(jí)及其可信度。

所述溫室環(huán)境參數(shù)，包括：空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度。

所述溫室環(huán)境采集單元，包括：空氣溫度傳感器、土壤溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳傳感器。

采用溫室環(huán)境綜測(cè)儀進(jìn)行溫室環(huán)境綜測(cè)的方法，包括以下步驟：

步驟1：通過(guò)人機(jī)交互模塊選擇工作狀態(tài)、選定采集的溫室環(huán)境參數(shù)；

步驟2：開(kāi)啟溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行溫室環(huán)境參數(shù)的采集；

步驟3：通過(guò)數(shù)據(jù)同步采集模塊將同步采集的溫室環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸至DSP核心處理模塊；

步驟4：通過(guò)人機(jī)交互模塊顯示實(shí)時(shí)采集的溫室環(huán)境參數(shù)；

步驟5：通過(guò)GPS定位模塊采集當(dāng)前溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的采集時(shí)間、地點(diǎn)，并將此時(shí)間、地點(diǎn)傳輸至DSP核心處理模塊；