[發明專利]一種無土栽培甘薯的裝置的數據處理系統及方法

有效

• 申請號: 201811364685.2
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109407732B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 吳問勝;蘭孟焦;肖滿秋;潘皓;侯隆英
• 申請（專利權）人: 江西省農業科學院作物研究所
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G05B19/04;G06K9/00
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

1.一種無土栽培甘薯的裝置的數據處理方法，其特征在于，所述無土栽培甘薯的裝置的數據處理方法包括以下步驟：

步驟一，通過溫濕度檢測模塊中溫濕度傳感器的檢測甘薯周圍的溫度、濕度數據信息；通過二氧化碳檢測模塊中二氧化碳傳感器采用二氧Levenberg-Marquardt算法檢測甘薯周圍的二氧化碳濃度數據；通過液位檢測模塊利用液位傳感器檢測培養液的液位數據；通過攝像模塊利用攝像器采集甘薯生長狀況的監控畫面；

步驟二，溫濕度檢測模塊、二氧化碳檢測模塊、液位檢測模塊和攝像模塊檢測到的數據信號傳遞給中央控制模塊，中央控制模塊調度供液模塊利用水泵給甘薯供給培養溶液；通過二氧化碳生成模塊利用二氧化碳發生器給甘薯供應二氧化碳；通過照明模塊利用照明燈提供照明操作；

步驟三，通過圖像處理模塊利用圖像處理軟件對采集的監控畫圖圖像進行增強處理操作；中央控制模塊將處理的數據信號經過信號去噪傳遞給顯示模塊，通過顯示模塊利用顯示器顯示采集的溫度、濕度、二氧化碳濃度、監控畫面等數據信息；

所述步驟三的信號去噪的算法為：

式中：η(x，λ)閾值函數，參數a、b為正常數，在振動信號去噪中可以通過調節a、b來改變閾值函數的變化規則，x為小波系數，λ為閾值，參數m(0≤m≤1)，決定了小波閾值的逼近程度，在區間(0，1)中調解參數m，使得硬閾值函數在λ處連續。

2.如權利要求1所述的無土栽培甘薯的裝置的數據處理方法，其特征在于，所述二氧化碳傳感器測量CO₂濃度采用Levenberg-Marquardt算法：

輸入向量為X＝(x₁，x₂，…，x_m)，輸出向量為Y＝(y₁，y₂，…，y_n)，期望輸出向量為O＝(o₁，o₂，…，o_n)，權值向量為期望輸出與實際誤差為e_rk＝o_rk-y_rk，其向量為e＝[e₁₁，e₂₁，…，e_1q，e_2q，…，e_nq]，誤差向量的Jacobian矩陣為：

權值調整公式為：

w_k+1＝w_k-[J^TJ+μI]^-1J^Te

其中，μ為調整因子：I為單位矩陣。

3.一種實現權利要求1所述無土栽培甘薯的裝置的數據處理方法的無土栽培甘薯的裝置的數據處理系統，其特征在于，所述無土栽培甘薯的數據處理系統包括：

溫濕度檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過溫濕度傳感器檢測甘薯周圍的溫度、濕度數據信息；

二氧化碳檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過二氧化碳傳感器檢測甘薯周圍的二氧化碳濃度數據；

液位檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過液位傳感器檢測培養液的液位數據；

攝像模塊，與中央控制模塊連接，用于通過攝像器采集甘薯生長狀況的監控畫面；

中央控制模塊，與溫濕度檢測模塊、二氧化碳檢測模塊、液位檢測模塊、攝像模塊、供液模塊、二氧化碳生成模塊、照明模塊、圖像處理模塊、顯示模塊連接，用于通過單片機控制各個模塊正常工作；

供液模塊，與中央控制模塊連接，用于通過水泵給甘薯供給培養溶液；

二氧化碳生成模塊，與中央控制模塊連接，用于通過二氧化碳發生器給甘薯供應二氧化碳；

照明模塊，與中央控制模塊連接，用于通過照明燈提供照明操作；

圖像處理模塊，與中央控制模塊連接，用于通過圖像處理軟件對采集的監控畫圖圖像進行增強處理操作；

顯示模塊，與中央控制模塊連接，用于通過顯示器顯示采集的溫度、濕度、二氧化碳濃度、監控畫面數據信息。

4.一種應用權利要求1～2任意一項所述無土栽培甘薯的裝置的數據處理方法的計算機。