一种温室大棚环境智能调节管理系统

技术特征：
1.一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，包括摄像头、监测传感器组、环境调节模块、生长优化模块、数据获取模块、数据审核模块以及信号验证模块；所述摄像头用于实时录制农作物的图像信息并将图像信息通过zigbee无线网络传输到图像分析模块；所述图像分析模块利用图像识别技术对接收到的图像信息进行识别分析得到农作物的生长阶段信息；所述监测传感器组用于实时监测农作物的生长环境信息并将监测到的当前生长环境信息通过zigbee无线网络发送至控制器；其中，所述信号验证模块用于实时验证各个监测传感器与控制器之间的通信状态，以及时提示管理员对所述监测传感器进行检修或更换；所述控制器用于将农作物的生长阶段信息代入生长阶段与生长环境信息的关系模型，得到对应的标准生长环境信息；并将当前生长环境信息与标准生长环境信息进行比对，根据比对结果驱动控制环境调节模块进行环境调节；当农作物成熟后，所述生长优化模块用于获取农作物的品质系数并标记为pzt；当品质系数pzt超过品质系数阈值预设比例时，将品质系数pzt最大值所对应的生长环境信息标记为优化生长环境信息，并将优化生长环境信息发送至数据库进行存储。2.根据权利要求1所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，所述生长优化模块用于根据生长阶段信息对农作物的生长环境信息进行优化分析，训练得到生长阶段与生长环境信息的关系模型并发送至云平台；其中，生长优化模块分析的数据来源为数据库中存储的数据，具体分析过程为：步骤一：获取周期时间内的农作物成品的品质系数pz，以及该农作物成品的田间生产环节的可追溯信息；步骤二：获取农作物不同生长阶段对应的生长环境信息，建立生长环境信息随生长阶段变化的对照表；根据对照表构建参数优化训练样本，训练基于机器学习方法，得到生长阶段与生长环境信息的关系模型。3.根据权利要求2所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，所述数据获取模块用于获取原始生长数据，所述原始生长数据包括农作物种类和田间生产环节的可追溯信息；所述田间生产环节的可追溯信息包括农作物生长环境信息和农作物的生长情况；并将最终得到的农作物成品的品质系数pz反馈至数据获取模块。4.根据权利要求3所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，所述数据审核模块对获取的原始生长数据进行审核后，将审核通过的原始生长数据转化为显性生长数据存储在数据库中，其中数据审核模块设定有品质系数阈值，当农作物成品的品质系数pz小于品质系数阈值时，对应的原始生长数据审核不通过。5.根据权利要求3所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，所述生长环境信息包括空气温湿度信息、土壤温湿度信息、光照信息以及二氧化碳浓度信息；其中，所述监测传感器组包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、光照传感器以及二氧化碳浓度传感器。6.根据权利要求5所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，所述信号验证模块的具体验证步骤为：所述信号验证模块按照预设验证周期发送验证配置消息至各个监测传感器；其中第一验证信号携带有第一信号质量门限；
响应于接收到由信号验证模块发送的验证配置消息，所述监测传感器发送第二同步信号至控制器；响应于监听到第二同步信号，由控制器确定第二同步信号的信号质量；并将第二同步信号的信号质量与第一信号质量门限进行对比，得到对应的质量差值z1；将监测传感器发送第二同步信号的时刻与控制器接收到第二同步信号的时刻进行时间差计算得到响应时长xt；利用公式xp＝z1
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a1 xt
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a2计算得到损耗值xp，其中a1、a2为系数因子；根据损耗值xp的时空变化情况对通信偏值pl进行评估；若pl＞预设偏值阈值，则判定所述监测传感器通信问题严重，生成通信异常信号；信号验证模块用于将通信异常信号发送至控制器，控制器接收到通信异常信号后控制报警模块发出警报，并在显示模块显示对应监测传感器的位置信息。7.根据权利要求6所述的一种温室大棚环境智能调节管理系统，其特征在于，其中，通信偏值pl的具体评估过程为：建立损耗值xp随时间变化的曲线图；若xp≥预设损耗阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并进行标注，记为损耗曲线段；在预设时间段内，统计损耗曲线段的数量为p1，将损耗曲线段上对应xp与预设损耗阈值的差值对时间进行积分并进行求和得到损耗参考面积m1；利用公式pl＝p1
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a3 m1
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a4计算得到对应监测传感器的通信偏值pl，其中a3、a4均为系数因子。

技术总结
本发明公开了一种温室大棚环境智能调节管理系统，涉及农业生产自动化技术领域，其中，图像分析模块利用图像识别技术对摄像头实时录制的农作物的图像信息进行识别分析得到农作物的生长阶段信息；控制器用于将生长阶段信息代入生长阶段与生长环境信息的关系模型中，得到标准生长环境信息；并将当前生长环境信息与标准生长环境信息进行比对，根据比对结果驱动控制环境调节模块进行环境调节；当农作物成熟后，生长优化模块用于获取农作物的品质系数，当品质系数超过品质系数阈值预设比例时，将品质系数最大值所对应的生长环境信息标记为优化生长环境信息，不断对生长阶段与生长环境信息的关系模型进行迭代优化，有效提高农作物的产量和质量。物的产量和质量。物的产量和质量。


技术研发人员：周德锋 崔媛 冯馨 黄银秀 唐丽 甘胜界 蔡俊杰 周瑾萱
受保护的技术使用者：湖南化工职业技术学院（湖南工业高级技工学校）
技术研发日：2022.09.13
技术公布日：2022/11/11