[發(fā)明專利]AIPA智慧決策型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010003353.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111176238B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡建龍;郭立龍;段敦勤;趙世民;劉毅
• 申請（專利權(quán)）人: 科芯（天津）生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 天津合正知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12229
• 代理人: 李成運(yùn)

1.一種AIPA智慧決策型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：由多個(gè)生長環(huán)境因素基本環(huán)構(gòu)成的多因素耦合環(huán)，以及與多因素耦合環(huán)數(shù)據(jù)連接的大數(shù)據(jù)處理單元；每一個(gè)所述生長環(huán)境因素基本環(huán)為一個(gè)植物生長環(huán)境因素的局部閉環(huán)系統(tǒng)，包括采集該生長環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)的傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口、改善該生長環(huán)境因素的聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制接口、以及通過大數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行的邏輯處理過程；所述大數(shù)據(jù)處理單元對多因素耦合環(huán)進(jìn)行生長環(huán)境因素的耦合關(guān)系設(shè)定，以及隨時(shí)間變化調(diào)整耦合關(guān)系的變化；

所述大數(shù)據(jù)處理單元包括計(jì)算單元、連接單元、因素提取單元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元；所述連接單元用于實(shí)現(xiàn)所述傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集以及通過聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制接口進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制；所述計(jì)算單元用于采集數(shù)據(jù)的初級處理和轉(zhuǎn)存，以及送達(dá)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元并能夠根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元的結(jié)果，將聯(lián)動(dòng)執(zhí)行的命令送達(dá)連接單元；所述因素提取單元用于作物歷史數(shù)據(jù)、種植管理的人工農(nóng)事記錄數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和提取；所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元將因素提取單元以及計(jì)算單元的數(shù)據(jù)作為節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行互相聯(lián)系、遍歷、統(tǒng)計(jì)規(guī)律，得出最理想的結(jié)論數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型；

所述生長環(huán)境因素基本環(huán)包括光照環(huán)、溫度環(huán)、輻射環(huán)、病蟲環(huán)、水肥環(huán)、擴(kuò)展環(huán)；

所述大數(shù)據(jù)處理單元中對于多因素耦合關(guān)系的設(shè)定和調(diào)整，基于因素提取單元提取作物的生長環(huán)境因素的生長特性，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元得到作物不同生長時(shí)期的相互耦合的生長環(huán)境因素，以及相互耦合的數(shù)學(xué)模型，在相關(guān)的生長環(huán)境因素基本環(huán)中進(jìn)行理想?yún)?shù)設(shè)定以及預(yù)期參數(shù)設(shè)定、調(diào)整與時(shí)間之間的變化關(guān)系；各相關(guān)的生長環(huán)境因素基本環(huán)的介入時(shí)間基于計(jì)算單元給出的數(shù)值；

所述理想?yún)?shù)為作物生長階段的理論最佳因素值，來源于理論研究以及已有的試驗(yàn)結(jié)論；預(yù)期參數(shù)為多因素耦合環(huán)基于硬件設(shè)施能夠達(dá)到的、與理想值最趨近的參數(shù)值；

因素提取單元按照不同時(shí)期首先提取作物的水肥、溫度生長特性，在水肥環(huán)、溫度環(huán)中，進(jìn)行理想?yún)?shù)設(shè)定以及預(yù)期參數(shù)設(shè)定；其次調(diào)整與時(shí)間之間的變化關(guān)系，作物苗期主要是水肥環(huán)、溫度環(huán)介入，將水肥因素、溫度因素控制在恒定狀態(tài)，且溫度與水肥的耦合關(guān)系同步正比；作物花期即將來臨時(shí)，水肥環(huán)將與溫度環(huán)同步調(diào)整預(yù)期參數(shù)值設(shè)定，初期依然是溫度與水肥的耦合關(guān)系同步正比；花期中段水肥環(huán)觸發(fā)方式關(guān)聯(lián)到輻射環(huán)，以監(jiān)測作物生長環(huán)境下總太陽輻射量的累計(jì)值觸發(fā)水肥環(huán)進(jìn)行灌溉水量、特定水肥比例的動(dòng)態(tài)調(diào)整；輻射環(huán)每達(dá)到累計(jì)值，進(jìn)行水肥環(huán)的啟動(dòng)，然后輻射環(huán)預(yù)期參數(shù)清零重新累計(jì)；同期，溫度環(huán)的預(yù)期參數(shù)體現(xiàn)在積溫的數(shù)值，這一數(shù)值按日累加與輻射量觸發(fā)的水肥灌溉量、水肥比例一同決定作物發(fā)育指數(shù)，相關(guān)的運(yùn)算關(guān)系在計(jì)算單元中實(shí)現(xiàn)，達(dá)到作物生產(chǎn)結(jié)果周期、產(chǎn)量預(yù)估信息；對于種植環(huán)境不滿足的，通過溫度環(huán)、水肥環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至趨向于理想因素值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AIPA智慧決策型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光照環(huán)包括用于采集實(shí)際光照強(qiáng)度、光譜、色域的傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口，以及用于增加光照強(qiáng)度、調(diào)配光譜、色域的光源聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制接口，邏輯過程是通過連接單元實(shí)現(xiàn)傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)計(jì)算單元進(jìn)行該因素的初級處理和轉(zhuǎn)存，由連接單元進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制，形成光照因素的局部閉環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AIPA智慧決策型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度環(huán)包括用于采集實(shí)際環(huán)境空氣溫度、土壤溫度、基質(zhì)溫度的傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口，以及用于增加或降低空氣溫度、土壤溫度、基質(zhì)溫度的控溫聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制接口，邏輯過程是通過連接單元實(shí)現(xiàn)傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)計(jì)算單元進(jìn)行該因素的初級處理和轉(zhuǎn)存，由連接單元進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制，形成溫度因素的局部閉環(huán)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AIPA智慧決策型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射環(huán)包括用于采集實(shí)際太陽光輻射量的傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口，以及用于減少光輻射量的遮陽聯(lián)動(dòng)設(shè)備控制接口，邏輯過程是通過連接單元實(shí)現(xiàn)傳感硬件標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)計(jì)算單元進(jìn)行該因素的初級處理和轉(zhuǎn)存，由連接單元進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)備的控制，形成光輻射因素的局部閉環(huán)。