一种监测天麻蜜环菌菌种质量系统的制作方法

1.本发明涉及天麻蜜环菌培植领域，具体为一种监测天麻蜜环菌菌种质量系统。


背景技术：

2.天麻为兰科植物天麻的干燥块茎，具有息风止痉，平抑肝阳，祛风通络的功效，主治肝风内动，惊痫抽搐，眩晕，头痛，肢体麻木，手足不遂，风湿痹痛等。
3.天麻蜜环菌的菌种培植对环境以及天麻与蜜环菌的结合时间要求都很高，在菌种培植过程中，现有的天麻蜜环菌菌种质量监测系统仅能够对天麻的生长环境进行监测，而无法通过天麻与蜜环菌的结合适应性对天麻生长状态进行分析，同时也无法根据天麻的生长状态对天麻生长的影响特征进行监控。
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于为了解决现有的天麻蜜环菌菌种质量监测系统无法通过天麻与蜜环菌的结合适应性对天麻生长状态进行分析的问题，而提出一种监测天麻蜜环菌菌种质量系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种监测天麻蜜环菌菌种质量系统，包括监测平台，所述监测平台通信连接有环境检测模块、生长分析模块、特征分析模块以及存储模块；
7.所述环境检测模块用于通过湿度数据sd、温度数据wd、含水数据hs以及酸碱数据sj对天麻生长环境进行检测分析并得到天麻生长的环境系数hj，将环境系数hj与环境阈值hjmax进行比较并通过比较结果对天麻生长的环境是否合格进行判定；
8.生长分析模块用于对生长环境合格的天麻进行生长状态分析，在生长环境合格的天麻中选出若干组天麻作为分析对象u，u＝1，2，
…
，m，m为正整数，每一个分析对象u均由检测对象i组成，i＝1，2，
…
，n，n为正整数，通过对检测对象的高度值、叶片长度值以及蒴果长度值进行计算得到检测对象的生长系数szi，对结合生长系数szi与结合时间对分析对象u进行结合分析并得到分析对象u的生长表现值sbu，将分析对象u的生长表现值sbu逐一与生长表现阈值sbmin进行比较并通过比较结果将分析对象u标记为生长合格对象或生长不合格对象；
9.所述特征分析模块用于对生长不合格对象的生长特征进行比对分析，将生长表现值最大的分析对象标记为正向对象，将生长表现值最小的分析对象标记为反向对象；
10.所述特征分析模块包括灰度分析单元与重量分析单元；灰度分析单元用于对正向对象与反向对象中的检测对象i的图像灰度值进行比对，所述重量分析单元用于对正向对象与反向对象中的检测对象i的重量值进行比对；通过灰度分析单元与重量分析单元的比较结果对影响特征与无关特征进行判定并将影响特征发送至监控平台，监控平台接收到影响特征后对天麻生长的影响特征进行监控。
11.作为本发明的一种优选实施方式，天麻生长环境的湿度数据sd的获取过程包括：获取天麻生长的土壤湿度值，通过存储模块获取天麻生长土壤湿度范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度标准值，将土壤湿度值与湿度标准值差值的绝对值标记为湿度数据sd；
12.天麻生长环境的温度数据wd的获取过程包括：获取天麻生长的土壤温度值，通过存储模块获取天麻生长土壤温度范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度标准值，将土壤温度值与温度标准值差值的绝对值标记为温度数据wd；
13.天麻生长环境的含水数据hs的获取过程包括：获取天麻生长的土壤含水量，通过存储模块获取天麻生长土壤含水范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤含水范围的最大值与最小值的平均值标记为含水标准值，将土壤含水量与含水标准值差值的绝对值标记为含水数据hs；
14.天麻生长环境的酸碱数据sj的获取过程包括：获取天麻生长的土壤酸碱度，通过存储模块获取天麻生长土壤酸碱范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤酸碱范围的最大值与最小值标记为酸碱标准值，将土壤酸碱度与酸碱标准值差值的绝对值标记为酸碱数据sj。
15.作为本发明的一种优选实施方式，环境系数hj与环境阈值hjmax的比较过程包括：
16.若环境系数hj小于环境阈值hjmax，则判定天麻的生长环境合格，环境检测模块向监测平台发送环境合格信号；
17.若环境系数hj大于等于环境阈值hjmax，则判定天麻的生长环境不合格，环境检测模块向监测平台发送环境调节信号。
18.作为本发明的一种优选实施方式，对分析对象u进行结合分析的过程包括：通过存储模块获取到检测对象i与蜜环菌结合的时间，以结合时间为横坐标、生长系数szi为纵坐标建立直角坐标系，将检测对象i按照结合时间与生长系数szi的数值在直角坐标系的第一象限内进行标点并将标出的点标记为分析点，将纵坐标数值最大的分析点标记为高点，通过存储模块获取到生长阈值szmin，对高点进行左侧连接分析：将位于高点左侧的分析点标记为左侧点，将左侧点横坐标数值与高点横坐标数值的差值的绝对值标记为左距离，将左距离数值最小的分析点标记为判断点，对判断点的纵坐标数值与生长阈值szmin进行比较：若判断点的纵坐标数值小于等于生长阈值，则将判断点标记为左极点，左侧连接分析结束；若判断点的纵坐标数值大于生长阈值，则将左距离数值第二小的分析点标记为判断点，再次对判断点的纵坐标数值与生长阈值szmin进行比较，以此类推，直至判断点的纵坐标数值小于等于生长阈值szmin并将对应的判断点标记为左极点；以左侧连接分析镜像的方式对高点进行右侧连接分析并得到右极点，将左极点与右极点以及高点进行连接得到一个三角形，将三角形的面积的数值标记为分析对象u的生长表现值sbu。
19.作为本发明的一种优选实施方式，分析对象u的生长表现值sbu与生长表现阈值sbmin的比较过程包括：若分析对象u的生长表现值sbu小于等于生长表现阈值sbmin，则将对应的分析对象u标记为生长不合格对象；若分析对象u的生长表现值sbu大于生长表现阈值sbmin，则将对应的分析对象u标记为生长合格对象。
20.作为本发明的一种优选实施方式，灰度分析单元对正向对象与反向对象中的检测
对象i的图像灰度值进行比对的过程包括：对正向对象中的检测对象i进行图像拍摄并将得到的图像标记为正向图像，通过图像处理技术获取到正向图像的平均灰度值并标记为正向灰度zhi，对反向对象中的检测对象i进行图像拍摄并将得到的图像标记为反向图像，通过图像处理技术获取到反向图像的平均灰度值并标记为反向灰度值fhi，将排列后的正向对象与反向对象逐一进行灰度差计算得到n个灰度差值hc，对n个灰度差值hc进行求和取平均数得到分析对象的灰度影响系数，通过存储模块获取到灰度影响阈值，将灰度影响系数与灰度影响阈值进行比较：若灰度影响系数大于等于灰度影响阈值，则将图像灰度值标记为影响特征；若灰度影响系数小于灰度影响阈值，则将图像灰度值标记为无关特征。
21.作为本发明的一种优选实施方式，重量分析单元对正向对象与反向对象中的检测对象i的重量值进行比对的过程包括：将正向对象中检测对象i的重量值标记为正向重量zzi，将反向对象中检测对象i的重量值标记为反向重量fzi，将排列后的正向对象与反向对象逐一进行重量差计算得到n个重量差值zc，对n个重量差值zc进行求和取平均数得到分析对象的重量影响系数，通过存储模块获取到重量影响阈值，将重量影响系数与重量影响阈值进行比较：若重量影响系数大于等于重量影响阈值，则将重量值标记为影响特征，若重量影响系数小于重量影响阈值，则将重量值标记为无关特征。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、通过环境检测模块对天麻生长的环境进行监控分析，环境系数的数值对天麻生长环境与适宜环境的偏差程度，从而在天麻生长环境异常时可以及时对环境进行调节，避免天麻长时间在异常环境下生长，影响天麻的生长进度。
24.2、生长分析模块结合天麻生长的各项指标和参数计算得到生长系数，然后结合生长系数与结合时间进行结合分析得到生长表现值，从而对分析对象u与蜜环菌的结合适应性进行分析，生长表现值用于反应天麻的生长状态和与蜜环菌结合适应性的综合能力，因此根据生长表现值的数值大小可以对天麻的实际生长状态进行分析，从而对实际生长状态异常的天麻进行特征比对。
25.3、特征分析模块可以对正向对象与反向对象的表现特征进行比对，从而根据比对结果的整体差异性进行分析得到分析对象的影响特征，影响特征是能够天麻生长异常后所表现出来的异常特征，因此针对异常特征进行监控则可以对初期对天麻的生长状态进行监控，出现异常时及时进行调节，从而保证天麻正常生长。
附图说明
26.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
27.图1为本发明实施例一的原理框图；
28.图2为本发明实施例二的原理框图。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一
31.请参阅图1所示，一种监测天麻蜜环菌菌种质量系统，包括监测平台，监测平台通信连接有环境检测模块、生长分析模块以及存储模块。
32.环境检测模块通过湿度数据sd、温度数据wd、含水数据hs以及酸碱数据sj对天麻生长环境进行检测分析：
33.获取天麻生长环境的湿度数据sd：获取天麻生长的土壤湿度值，通过存储模块获取天麻生长土壤湿度范围的最大值与最小值，湿度值取用相对湿度，天麻生长土壤湿度范围通常为70％-90％，湿度值由湿敏传感器直接采集获取，湿敏传感器是能够感受外界湿度变化，并通过器件材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号的器件，将天麻生长土壤湿度范围的最大值与最小值的平均值标记为湿度标准值，将土壤湿度值与湿度标准值差值的绝对值标记为湿度数据sd；
34.获取天麻生长环境的温度数据wd：获取天麻生长的土壤温度值，土壤温度值由温度传感器直接获取，温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器；通过存储模块获取天麻生长土壤温度范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤温度范围的最大值与最小值的平均值标记为温度标准值，将土壤温度值与温度标准值差值的绝对值标记为温度数据wd；
35.获取天麻生长环境的含水数据hs：获取天麻生长的土壤含水量，土壤含水量测定是指土壤中各种液态水分的定量确定。有时还包括冰和部分矿物结晶水，一般可分为采样法和原位测定法两大类，本技术采用采样法进行土壤含水量测定；通过存储模块获取天麻生长土壤含水范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤含水范围的最大值与最小值的平均值标记为含水标准值，将土壤含水量与含水标准值差值的绝对值标记为含水数据hs；
36.获取天麻生长环境的酸碱数据sj：获取天麻生长的土壤酸碱度，土壤酸碱度由ph计直接采集获取，ph计是指用来测定溶液酸碱度值的仪器，ph计是利用原电池的原理工作的，原电池的两个电极间的电动势依据能斯特定律，既与电极的自身属性有关，还与溶液里的氢离子浓度有关；土壤层的ph值宜在5.3～6之间，通过存储模块获取天麻生长土壤酸碱范围的最大值与最小值，将天麻生长土壤酸碱范围的最大值与最小值标记为酸碱标准值，将土壤酸碱度与酸碱标准值差值的绝对值标记为酸碱数据sj；
37.通过公式得到天麻生长的环境系数hj，其中α1、α2、α3以及α4均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞α4＞1，环境系数hj是一个反应天麻生长的整体环境与标准生长环境的偏离程度的数值，环境系数hj的数值越大，则表示对应的天麻生长环境与标准环境偏离程度越大，其环境也就越不适宜天麻生长；
38.通过存储模块获取到环境阈值hjmax，将环境系数hj与环境阈值hjmax进行比较：若环境系数hj小于环境阈值hjmax，则判定天麻的生长环境合格，对应的环境适宜天麻生长，环境检测模块向监测平台发送环境合格信号；若环境系数hj大于等于环境阈值hjmax，则判定天麻的生长环境不合格，对应的环境不适宜天麻生长，环境检测模块向监测平台发送环境调节信号。
39.生长分析模块用于对生长环境合格的天麻进行生长状态分析，生长状态分析过程包括：在生长环境合格的天麻中选出若干组天麻作为分析对象u，u＝1，2，
…
，m，m为正整数，
每一个分析对象u均由检测对象i组成，i＝1，2，
…
，n，n为正整数，获取检测对象i的高度并标记为gdi，获取检测对象i的叶片长度并标记为yci，获取检测对象i的蒴果长度值并标记为sci，通过公式szi＝β1
×
gd β2
×
yci β3
×
sci得到检测对象的生长系数szi，其中β1、β2以及β3均为比例系数，且β3＞β2＞β1＞1；通过存储模块获取到检测对象i与蜜环菌结合的时间；对分析对象u进行结合分析，结合分析的目的在于对天麻的生长系数与结合适应性进行综合分析，结合分析的过程包括：以结合时间为横坐标、生长系数szi为纵坐标建立直角坐标系，将检测对象i按照结合时间与生长系数szi的数值在直角坐标系的第一象限内进行标点并将标出的点标记为分析点，将纵坐标数值最大的分析点标记为高点，位于高点的检测对象的生长状态最好，通过存储模块获取到生长阈值szmin，对高点进行左侧连接分析：将位于高点左侧的分析点标记为左侧点，将左侧点横坐标数值与高点横坐标数值的差值的绝对值标记为左距离，将左距离数值最小的分析点标记为判断点，对判断点的纵坐标数值与生长阈值szmin进行比较：若判断点的纵坐标数值小于等于生长阈值，则将判断点标记为左极点，左侧连接分析结束；若判断点的纵坐标数值大于生长阈值，则将左距离数值第二小的分析点标记为判断点，再次对判断点的纵坐标数值与生长阈值szmin进行比较，以此类推，直至判断点的纵坐标数值小于等于生长阈值szmin并将对应的判断点标记为左极点，左侧连接分析的目的在于对位于生长阈值临界处的分析点进行筛查；以左侧连接分析镜像的方式对高点进行右侧连接分析并得到右极点，左极点与右极点的横坐标形成的时间区间即为分析对象u与蜜环菌结合的适配区间，因此左极点与右极点的横坐标差值的绝对值越大，则表示天麻与蜜环菌相结合的适应性越好，将左极点与右极点以及高点进行连接得到一个三角形，将三角形的面积的数值标记为分析对象u的生长表现值sbu，生长表现值sbu是一个反应天麻生长状态与蜜环菌结合适应性的综合反馈数值，生长表现值sbu的数值越大，则表示天麻的实际生长状态越好，通过存储模块获取到生长表现阈值sbmin，将分析对象u的生长表现值sbu逐一与生长表现阈值sbmin进行比较：若分析对象u的生长表现值sbu小于等于生长表现阈值sbmin，则将对应的分析对象u标记为生长不合格对象；若分析对象u的生长表现值sbu大于生长表现阈值sbmin，则将对应的分析对象u标记为生长合格对象。
40.实施例二
41.请参阅图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：监测平台还通信连接由特征分析模块；在实施例一当中，根据分析对象的生长表现值sbu的数值大小对生长合格与生长不合格的分析对象进行了判定，但是对应分析过程仅对应结果分析；在本实施例当中，特征分析模块通过生长状态检测结果对生长异常的表现因素进行倒推与比对，从而筛选出天麻在生长异常时的表现特征，从而可以针对表现特征对天麻的生长进行全过程监控。
42.特征分析模块对生长不合格对象的生长特征进行比对分析，将生长表现值最大的分析对象标记为正向对象，将生长表现值最小的分析对象标记为反向对象，将正向对象与反向对象中的检测对象i均按照结合时间由小到大的顺序进行排列，排列完成后对正向对象与反向对象中的检测对象进行一对一匹配，匹配后的两个检测对象的结合时间相似，因此针对匹配后的两个检测对象进行特征对比，根据特征对比的结果可以对特征是否为影响特征进行判定。
43.特征分析模块包括灰度分析单元与重量分析单元；灰度分析单元对正向对象与反向对象中的检测对象i的图像灰度值进行比对：对正向对象中的检测对象i进行图像拍摄并
将得到的图像标记为正向图像，通过图像处理技术获取到正向图像的平均灰度值并标记为正向灰度zhi，图像处理技术是用计算机对图像信息进行处理的技术，主要包括图像数字化、图像增强和复原、图像数据编码、图像分割和图像识别等，对反向对象中的检测对象i进行图像拍摄并将得到的图像标记为反向图像，通过图像处理技术获取到反向图像的平均灰度值并标记为反向灰度值fhi，将排列后的正向对象与反向对象逐一进行灰度差计算得到n个灰度差值hc，灰度差表示生长状态差异最大的两个检测对象之间的色泽差异，在这里的特征分析中，以生长状态的差异为结果反推导致生长异常的监测因素，因此灰度差的数值越大则表示生长状态不同的两个检测对象的色泽差异越大，检测对象的色泽也就成为了在生长过程中对天麻进行质量监测的主要特征，对n个灰度差值hc进行求和取平均数得到分析对象的灰度影响系数，通过存储模块获取到灰度影响阈值，将灰度影响系数与灰度影响阈值进行比较：若灰度影响系数大于等于灰度影响阈值，则将图像灰度值标记为影响特征；若灰度影响系数小于灰度影响阈值，则将图像灰度值标记为无关特征。
44.重量分析单元用于对正向对象与反向对象中的检测对象i的重量值进行比对：将正向对象中检测对象i的重量值标记为正向重量zzi，将反向对象中检测对象i的重量值标记为反向重量fzi，将排列后的正向对象与反向对象逐一进行重量差计算得到n个重量差值zc，重量差表示生长状态差异最大的两个检测对象之间的重量差异，在这里的特征分析中，以生长状态的差异为结果反推导致生长异常的监测因素，因此重量差的数值越大则表示生长状态不同的两个检测对象的重量差异越大，检测对象的重量也就成为了在生长过程中对天麻进行质量监测的主要特征，对n个重量差值zc进行求和取平均数得到分析对象的重量影响系数，通过存储模块获取到重量影响阈值，将重量影响系数与重量影响阈值进行比较：若重量影响系数大于等于重量影响阈值，则将重量值标记为影响特征，若重量影响系数小于重量影响阈值，则将重量值标记为无关特征。
45.特征分析模块将影响特征发送至监测平台，监测平台接收到影响特征后对天麻生长的影响特征进行实时监测，需要说明的是，在天麻的实际生长监测中，可根据实际情况添加或更换所需要对比的特征。
46.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环境系数；将设定的环境系数和采集的样本数据代入公式，任意四个公式构成四元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2、α3以及α4的取值分别为3.85、2.58、2.31和1.42；
47.系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环境系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环境系数与温度数据的数值成正比；
48.本发明在使用时，环境检测模块用于通过湿度数据sd、温度数据wd、含水数据hs以及酸碱数据sj对天麻生长环境进行检测分析并得到天麻生长的环境系数hj，通过环境系数的数值对天麻生长环境是否合格进行判定，针对生长环境合格的天麻，采用生长分析模块对其生长状态进行分析，结合生长系数与结合时间进行结合分析并得到生长表现值，通过生长表现值的数值大小对天麻的实际生长状态进行分析；针对于生长状态差异最大的两组
检测对象进行特征分析。
49.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。