本發(fā)明涉及智能園藝種植，具體為基于第四代住宅的家庭種植組件及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在陽(yáng)臺(tái)功能需求方面，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，按需求人數(shù)從多到少的排序?yàn)榉N植、閱讀、飲茶、晾衣、健身、會(huì)客，而當(dāng)前陽(yáng)臺(tái)的實(shí)際功能使用情況依次為晾衣、種植、雜物收納、閱讀、飲茶、會(huì)客。由此可以看出，雖然種植是消費(fèi)者的核心需求之一，但目前多數(shù)陽(yáng)臺(tái)的功能仍以晾曬和雜物收納為主，種植功能仍停留在較基礎(chǔ)的層面，難以滿足消費(fèi)者對(duì)精細(xì)化、科技化和智能化種植的需求，尤其是在都市陽(yáng)臺(tái)環(huán)境中，受到空間、環(huán)境條件以及時(shí)間精力等限制，用戶實(shí)現(xiàn)田園化種植功能的體驗(yàn)感較差。

2、第四代住宅又稱(chēng)立體園林生態(tài)住房或城市森林花園建筑，是綠色建筑的衍生品，其核心是戶戶有花園，家家有庭院，回歸中國(guó)人傳統(tǒng)的居住方式和生活場(chǎng)景。

3、然而，有了戶戶的花園和庭院后，應(yīng)該如何利用和打造，在實(shí)際創(chuàng)建時(shí)會(huì)存在以下問(wèn)題：1、首先，這些設(shè)備功能單一，缺乏系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，難以有效整合種植相關(guān)的光照、濕度、溫度等環(huán)境調(diào)控與管理功能，市面上現(xiàn)有的種植產(chǎn)品無(wú)法滿足多樣化的種植需求，操作復(fù)雜，難于打理，不易維護(hù)；2、其次，目前的大多數(shù)智能種植設(shè)備僅能實(shí)現(xiàn)單一條件的檢測(cè)或反饋，無(wú)法根據(jù)環(huán)境變化和植物生長(zhǎng)階段動(dòng)態(tài)調(diào)整各項(xiàng)條件，種植效果仍然依賴(lài)用戶的經(jīng)驗(yàn)和操作；3、此外，現(xiàn)有的灌溉和病蟲(chóng)害防治裝置通常耗水量較大，缺乏精準(zhǔn)調(diào)控能力，導(dǎo)致資源浪費(fèi)嚴(yán)重。同時(shí)，這些設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控能力有限，用戶需要頻繁手動(dòng)管理，難以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化與智能化的種植體驗(yàn)，最為關(guān)鍵的是，當(dāng)前技術(shù)缺乏多功能一體化的設(shè)計(jì)，未能充分利用陽(yáng)臺(tái)有限的空間，導(dǎo)致種植功能與其他功能難以兼容，從而限制了陽(yáng)臺(tái)的整體利用率和舒適性。

4、所以需要基于第四代住宅的家庭種植組件及控制系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于第四代住宅的家庭種植組件及控制系統(tǒng)，解決了以上背景技術(shù)所提到的問(wèn)題。

3、技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：基于第四代住宅的家庭種植組件及控制系統(tǒng)，包括陽(yáng)臺(tái)平面、種植區(qū)和爬藤區(qū)，所述陽(yáng)臺(tái)平面內(nèi)背面的底部放置有墊臺(tái)，所述墊臺(tái)頂部的一側(cè)和中部均卡接有邊樁，所述邊樁的形狀為正方形，兩側(cè)所述邊樁之間榫卯連接有擔(dān)板，所述擔(dān)板的兩側(cè)均嵌有嵌塊，所述嵌塊的側(cè)邊開(kāi)設(shè)有卡接口，所述卡接口和邊樁相互適配，所述墊臺(tái)頂端的背面卡接有后板，所述種植區(qū)由后板和兩側(cè)的邊樁組成，所述種植區(qū)的內(nèi)部共安裝有五組擔(dān)板，所述墊臺(tái)頂部的另一側(cè)卡接有爬藤邊板，所述爬藤邊板的形狀為l形，所述爬藤區(qū)有中部的邊樁和爬藤邊板構(gòu)成，所述爬藤邊板內(nèi)的背面開(kāi)設(shè)有開(kāi)孔。

5、優(yōu)選的，所述擔(dān)板底端的中部均卡扣連接有連接底塊，所述連接底塊底端的一側(cè)設(shè)有驅(qū)蚊噴頭，所述連接底塊底端的中部設(shè)有噴淋頭，所述連接底塊底端的另一側(cè)安裝有補(bǔ)光燈，所述陽(yáng)臺(tái)平面內(nèi)靠近墊臺(tái)的一側(cè)設(shè)有下水主管，所述下水主管的頂端安裝有吸頭，所述吸頭和墻壁粘接，所述下水主管的底部連接陽(yáng)臺(tái)平面下水口，所述下水主管的一側(cè)連接有下水分管，所述下水分管共有五組，所述下水分管均位于擔(dān)板的底部，所述下水分管頂部的一側(cè)設(shè)有管頭。

6、優(yōu)選的，所述擔(dān)板底部的一側(cè)開(kāi)設(shè)有下水孔位，所述擔(dān)板底部的另一側(cè)開(kāi)設(shè)有上水孔位，所述管頭的端部貫穿下水孔位，且和擔(dān)板上的盆栽底部進(jìn)行連接，所述墊臺(tái)的正面卡接有蓋板，所述墊臺(tái)內(nèi)的一側(cè)放置有驅(qū)蚊裝置，所述墊臺(tái)內(nèi)的另一側(cè)放置有儲(chǔ)存箱，所述陽(yáng)臺(tái)平面內(nèi)頂部的一側(cè)安裝有吹風(fēng)扇機(jī)，所述陽(yáng)臺(tái)平面內(nèi)頂部的另一側(cè)安裝有監(jiān)控裝置，所述陽(yáng)臺(tái)平面內(nèi)靠近監(jiān)控裝置正面安裝有數(shù)據(jù)采集器。

7、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中包含有數(shù)據(jù)采集模塊、環(huán)境調(diào)控模塊、灌溉管理模塊、光照優(yōu)化模塊、蟲(chóng)害防治模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和電源支持模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器實(shí)時(shí)采集種植區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境調(diào)控模塊采用智能溫度流體優(yōu)化算法itfoa調(diào)節(jié)種植區(qū)溫度，灌溉管理模塊基于動(dòng)態(tài)多目標(biāo)灌溉控制算法dmo-ica控制儲(chǔ)存箱內(nèi)水泵的運(yùn)行，并通過(guò)噴淋頭精準(zhǔn)灌溉盆栽，光照優(yōu)化模塊采用多維動(dòng)態(tài)光照優(yōu)化算法mdl-oa動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)補(bǔ)光燈的光照強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)，從而提供適宜的光照條件，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

8、智能溫度流體優(yōu)化算法?(itfoa)公式為：

9、

10、參數(shù)說(shuō)明：

11、:環(huán)境的最優(yōu)溫度，輸出結(jié)果，用于調(diào)控風(fēng)扇速度或開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)；種植區(qū)域的控制體積；空氣的導(dǎo)熱系數(shù)，用于計(jì)算熱傳導(dǎo)；溫度梯度的拉普拉斯算子，表示傳熱擴(kuò)散的空間分布；空氣的密度，描述單位體積內(nèi)的質(zhì)量分布；空氣的比熱容，表示單位質(zhì)量空氣吸收熱量的能力；對(duì)流項(xiàng)，描述空氣流動(dòng)對(duì)溫度場(chǎng)的影響，其中為速度向量場(chǎng)；溫度調(diào)節(jié)系數(shù)，決定外部控制的重要性；:權(quán)重因子，與各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)的精度相關(guān)；每個(gè)傳感器測(cè)得的溫差，表示當(dāng)前溫度偏離目標(biāo)溫度的程度。

12、優(yōu)選的，所述蟲(chóng)害防治模塊采用多模式害蟲(chóng)屏障生成算法mm-pga，通過(guò)驅(qū)蚊裝置內(nèi)的高效水泵將驅(qū)蚊藥液輸送至驅(qū)蚊噴頭，利用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)gan模擬蟲(chóng)害侵襲行為，結(jié)合梯度提升決策樹(shù)gbdt預(yù)測(cè)蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法優(yōu)化藥液噴灑范圍和濃度，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性蟲(chóng)害防治，保護(hù)植物健康生長(zhǎng)。

13、優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊通過(guò)監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)采集種植區(qū)圖像數(shù)據(jù)，采用動(dòng)態(tài)多模態(tài)視覺(jué)分析算法dmva進(jìn)行植物狀態(tài)識(shí)別，利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)cnn提取葉片形態(tài)特征，結(jié)合注意力機(jī)制模型分析關(guān)鍵區(qū)域，并通過(guò)蒙特卡洛樹(shù)搜索mcts生成異常狀態(tài)如葉片變黃的處理建議；用戶可通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程控制補(bǔ)光燈、噴淋頭等設(shè)備調(diào)整種植環(huán)境。

14、優(yōu)選的，所述電源支持模塊包括電源設(shè)備，電源設(shè)備為控制系統(tǒng)及所有電子器件提供電力支持；電源設(shè)備具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、防水處理和漏電保護(hù)功能，確保種植組件的安全運(yùn)行；所述電源支持模塊還配備有多模塊聯(lián)合自學(xué)習(xí)優(yōu)化算法mm-jsla，通過(guò)變分自編碼器vae對(duì)電力使用模式進(jìn)行建模，結(jié)合自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)anfis優(yōu)化電力分配策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性與節(jié)能性。

15、優(yōu)選的，所述光照優(yōu)化模塊利用多維動(dòng)態(tài)光照優(yōu)化算法mdl-oa，通過(guò)粒子群優(yōu)化算法pso和自適應(yīng)遺傳算法aga對(duì)陽(yáng)臺(tái)光照條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合時(shí)間序列預(yù)測(cè)算法lstm分析光照強(qiáng)度的歷史變化趨勢(shì)，實(shí)時(shí)調(diào)整補(bǔ)光燈26的發(fā)光功率、光譜分布和照射時(shí)長(zhǎng)，使種植物處于適宜光照條件下，提升光合作用效率。

16、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊與環(huán)境調(diào)控模塊、灌溉管理模塊和蟲(chóng)害防治模塊通過(guò)高效多源數(shù)據(jù)融合與預(yù)測(cè)算法hmd-fpa協(xié)同工作，高效多源數(shù)據(jù)融合與預(yù)測(cè)算法基于多尺度深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ms-dnn對(duì)溫度、濕度、光照等多維數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，利用條件隨機(jī)場(chǎng)crf分析數(shù)據(jù)間的時(shí)間序列依賴(lài)關(guān)系，并通過(guò)量子自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)qann動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)融合策略，為系統(tǒng)運(yùn)行提供精準(zhǔn)的環(huán)境參數(shù)支持和預(yù)測(cè)結(jié)果，crf模型通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)之間的條件概率模型，挖掘溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)在時(shí)間軸上的相互影響規(guī)律，例如高溫持續(xù)一段時(shí)間后濕度通常會(huì)降低等，并通過(guò)量子自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)qann動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)融合策略，qann模型根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化情況和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，自適應(yīng)調(diào)整不同數(shù)據(jù)在融合過(guò)程中的權(quán)重分配，為系統(tǒng)運(yùn)行提供精準(zhǔn)的環(huán)境參數(shù)支持和預(yù)測(cè)結(jié)果，例如在預(yù)測(cè)蟲(chóng)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，更側(cè)重溫度和濕度數(shù)據(jù)的近期變化趨勢(shì)對(duì)蟲(chóng)害模型的影響權(quán)重調(diào)整。

17、有益效果

18、本發(fā)明提供了基于第四代住宅的家庭種植組件及控制系統(tǒng)。具備以下有益效果：

19、1、本發(fā)明提出了一種智能化、多功能陽(yáng)臺(tái)種植系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、環(huán)境調(diào)控模塊、灌溉管理模塊、光照優(yōu)化模塊、蟲(chóng)害防治模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊和電源支持模塊的有機(jī)結(jié)合，解決了現(xiàn)有技術(shù)中功能單一、缺乏系統(tǒng)性、資源浪費(fèi)和管理效率低下等問(wèn)題。

20、2、本發(fā)明數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，結(jié)合多維智能算法，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整灌溉、光照及環(huán)境調(diào)控策略，提供更加精準(zhǔn)的植物種植條件，環(huán)境調(diào)控模塊通過(guò)智能化風(fēng)扇和電加熱裝置，實(shí)現(xiàn)了種植區(qū)域的溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)需人工干預(yù)；灌溉管理模塊采用高效水泵和智能管控系統(tǒng)，在確保植物正常生長(zhǎng)所需水分的同時(shí)大幅降低水資源浪費(fèi)；光照優(yōu)化模塊通過(guò)可調(diào)節(jié)光譜和強(qiáng)度的led補(bǔ)光燈，進(jìn)一步提升了光能利用率，滿足植物不同生長(zhǎng)階段的需求；蟲(chóng)害防治模塊實(shí)現(xiàn)了低劑量、高效率的驅(qū)蟲(chóng)功能，減少了化學(xué)藥劑的使用量，保障了植物的綠色種植；遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊結(jié)合高清攝像頭和移動(dòng)端應(yīng)用，為用戶提供了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程操作的功能，極大地提升了種植體驗(yàn)的便捷性；電源支持模塊的穩(wěn)定供電和斷電保護(hù)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)在各種情況下均能穩(wěn)定運(yùn)行。

21、3、本發(fā)明通過(guò)模塊化、一體化的設(shè)計(jì)，使陽(yáng)臺(tái)種植功能與其他功能如閱讀、飲茶、健身等實(shí)現(xiàn)了兼容，有效提升了陽(yáng)臺(tái)的空間利用率和整體舒適度。整體系統(tǒng)具有功能多樣、集成度高、資源利用率高的特點(diǎn)，為用戶提供了全新的田園種植體驗(yàn)，滿足了現(xiàn)代城市人群對(duì)自然與生活平衡的需求。