瓶養(yǎng)植株種植控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及瓶養(yǎng)植株種植的自動控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前蔬菜花丼的種植需要相對專業(yè)的種植技術(shù)以及大面積的種植場所，在種植期內(nèi)還需要化肥農(nóng)藥等輔助，因此城市居民很難自己種植優(yōu)質(zhì)的綠色蔬菜。市面上的種植輔助裝置僅能實(shí)現(xiàn)定時澆水，或利用液面?zhèn)鞲衅鬏o助養(yǎng)殖水培作物，無法對土培作物的生長環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和控制，作物本身的生長情況更是無法監(jiān)測，更加無法根據(jù)生長情況進(jìn)行控制和調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明提出一種瓶養(yǎng)植株自動化種植裝置及其種植控制方法。
[0004]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種瓶養(yǎng)植株種植控制方法，是對種植在種植裝置內(nèi)的植株進(jìn)行種植控制，其特征在于，包括如下步驟流程:
SI，將罐體切換為第一顏色，并進(jìn)入步驟S2 ；
S2，將罐體轉(zhuǎn)動至初始角度，并進(jìn)入步驟S3 ；
S3，罐體轉(zhuǎn)動一定角度后，利用視差攝像單元對罐體內(nèi)的植株拍攝照片，并進(jìn)入步驟
S4 ；
S4，獲取照片中最上方的非第一顏色像素點(diǎn)的位置，并進(jìn)入步驟S5 ;
S5，計(jì)算出植株高度系數(shù)，并進(jìn)入步驟S6 ；
S6，計(jì)算出照片中第二顏色像素比例值，并作為植株正常葉面系數(shù)，并進(jìn)入步驟S7 ;
S7，計(jì)算出照片中第三顏色像素比例值，并作為并作為植株非正常葉面系數(shù)，并進(jìn)入步驟
S8，判斷罐體是否轉(zhuǎn)動一周完成:如果否，返回步驟S3 ;如果是，進(jìn)入步驟S9 ;
S9，將罐體恢復(fù)回透明狀態(tài)，并進(jìn)入步驟SlO ;
S10，將每一張照片的植株高度系數(shù)、植株正常葉面系數(shù)、植株非正常葉面系數(shù)按權(quán)重匯總計(jì)算，獲得當(dāng)前植株生長總系數(shù)，并進(jìn)入步驟Sll ;
S11，將當(dāng)前植株生長總系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)植株生長系數(shù)進(jìn)行比對，并進(jìn)入步驟S12 ;
S12，判定比對結(jié)果是否是屬于系數(shù)異常范圍:如果否，則進(jìn)入步驟S13 ;如果是，則進(jìn)入步驟S14 ;
S13，保持當(dāng)前環(huán)境控制策略；
S14，查找系數(shù)異常處理方案，并進(jìn)入步驟S15或步驟S16 ;
S15，提示用戶異常處理對策，并進(jìn)入步驟S16 ;
S16，更新環(huán)境控制策略。
[0005]通過本發(fā)明的瓶養(yǎng)植株種植控制方法來對瓶養(yǎng)植株自動化種植裝置內(nèi)種植的植株的生長情況進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)其生長情況來改變環(huán)境控制策略(如自動改變光照條件、土壤濕度、環(huán)境溫度等)，從而實(shí)現(xiàn)瓶養(yǎng)植株種植的智能化控制。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的瓶養(yǎng)植株自動化種植系統(tǒng)的示意圖；
圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的種植裝置的立體圖；
圖3是本發(fā)明該實(shí)施例的種植裝置的爆炸圖；
圖4是本發(fā)明瓶養(yǎng)植株種植控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]為進(jìn)一步說明各實(shí)施例，本發(fā)明提供有附圖。這些附圖為本發(fā)明揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實(shí)施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。
[0008]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009]本發(fā)明首先提出一種瓶養(yǎng)植株自動化種植裝置，該瓶養(yǎng)植株自動化種植裝置是將傳統(tǒng)的蔬菜田地種植切割為單一的種植單元，每個單元通過罐體內(nèi)的各類傳感器實(shí)時監(jiān)控植株的生長環(huán)境和作物本身的成長狀況，并在環(huán)境不理想時自動控制罐體內(nèi)的換氣溫控給水機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)罐內(nèi)環(huán)境，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接路由器后還能與服務(wù)器通信，讓用戶能通過手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制蔬菜花丼等植株的生長環(huán)境。
[0010]參閱圖1所示，將多個種植裝置I通過放置在支架2上，支架2可以是普通支架，或者支架2也可以是具有無線充電模塊的支架，與之對應(yīng)的種植裝置I內(nèi)具有無線充電模塊，從而可以對種植裝置I的內(nèi)置電池進(jìn)行充電，支架2上布置有給水管線3，用于對支架2上的多個種植裝置I供水。從而即可實(shí)現(xiàn)在城市住宅的陽臺自動化種植蔬菜花丼等瓶養(yǎng)植株。
[0011]參閱圖2和圖3所示，種植裝置I具體結(jié)構(gòu)是:托盤100上放置一個罐體200，托盤100內(nèi)具有控制電路、與控制電路連接并提供電能的內(nèi)置電池，此外還具有轉(zhuǎn)動電機(jī)和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動電機(jī)連接于控制電路，轉(zhuǎn)動電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)可以帶動放置在托盤100上的罐體轉(zhuǎn)動方向。如果為了實(shí)現(xiàn)無線充電功能，該托盤I內(nèi)還具有無線充電模塊，并與內(nèi)置電池連接。優(yōu)選的，該罐體200是由電致變色玻璃制成，電致變色玻璃的變色控制電路連接至控制電路，可以通過托盤100內(nèi)的控制電路來控制罐體200改變顏色，從而改變進(jìn)入罐體200內(nèi)的光照量，改變種植裝置內(nèi)植株的光照條件；此外，罐體200上設(shè)有氣孔。此外，罐體200還設(shè)有多個傳感器，傳感器的信號輸出端連接至托盤100內(nèi)的控制電路，如罐體200底部設(shè)有一組溫濕度傳感器，用于檢測罐體內(nèi)土壤的溫度和濕度，如在罐體200上還設(shè)置另一組溫濕度傳感器，用于檢測罐體內(nèi)空氣的溫度和濕度，從而為種植裝置I的種植條件改變提供參考。同時，罐體200上還可設(shè)有多個攝像頭300，如罐體200上端和下端分別各設(shè)置2個攝像頭，這4個攝像頭300組成視差攝像單元，用于對植株的生長情況進(jìn)行拍照采集，攝像頭300的圖像輸出端連接至托盤100內(nèi)的控制電路。該罐體200的頂端通過一連接環(huán)400來固定一頂蓋500，頂蓋上設(shè)置有風(fēng)扇600，風(fēng)扇600的控制端連接至托盤100內(nèi)的控制電路，還設(shè)置有一環(huán)形的儲水槽700，風(fēng)扇600通過正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)還使外界空氣進(jìn)入或吸出，儲水槽700用于暫時存儲給水管線3流入的水，并在其出口設(shè)有電控閥門，電控閥門控制端連接至托盤100內(nèi)的控制電路，通過電控閥門來控制儲水槽700的水流入罐體200的數(shù)量，以進(jìn)行灌溉條件(土壤濕度)的調(diào)整。此外，該頂蓋500的位置還設(shè)有半導(dǎo)體溫控模塊800 (半導(dǎo)體制冷片TEC)，連接至托盤100內(nèi)的控制電路，可以通過控制電路的控制實(shí)現(xiàn)制冷或制熱，從而改變罐體200內(nèi)的溫度。以及，該頂蓋500的位置還設(shè)有多個補(bǔ)光燈900 (LED)，補(bǔ)光燈900連接至托盤100內(nèi)的控制電路，用于對罐體200內(nèi)的植株提供補(bǔ)充光照(如在夜間)。
[0012]如果是為了實(shí)現(xiàn)長期自動控制，則按照圖1所示將種植裝置I擺放在具有給水管線3排線的支架2上。當(dāng)然也可以采用單一的一個種植裝置I進(jìn)行種植，但是需要手動添水。在種植裝置I的罐體200內(nèi)的下方放入土壤和種子，開啟本種植裝置I的電源，遠(yuǎn)程設(shè)定植株的種類之后，本裝置將根據(jù)設(shè)定條件自動開始控制罐體200內(nèi)的環(huán)境，具體作用原理如下:
A，溫度的調(diào)整:當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度過高時，由于熱空氣自然上升，因此啟動頂部的風(fēng)扇600，正向旋轉(zhuǎn)，將罐體頂部聚集的熱空氣排出罐體，罐體外的冷空氣則由下方的氣孔進(jìn)入罐體。當(dāng)啟動頂部風(fēng)扇600后溫度仍然過高時，托盤100內(nèi)的控制電路將對半導(dǎo)體溫控模塊800通電，使半導(dǎo)體溫控模塊800的內(nèi)表面降溫，再控制頂部風(fēng)扇600反向旋轉(zhuǎn)，此時外部空氣經(jīng)頂部風(fēng)扇600被吸入罐體200，經(jīng)過風(fēng)扇600下方的半導(dǎo)體溫控模塊800的半導(dǎo)體管內(nèi)壁時，與半導(dǎo)體管內(nèi)壁進(jìn)行熱交換，冷卻下來之后吹入罐體200內(nèi)部，罐體200內(nèi)部的熱空氣由下方的氣孔排出。如圖2所示，當(dāng)傳感器檢測到溫度過低時，降低頂部風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，若溫度無法提升，則對半導(dǎo)體模塊反向通電，使內(nèi)表面溫度升高，頂部風(fēng)扇反轉(zhuǎn)之后，外部空氣經(jīng)半導(dǎo)體模塊內(nèi)壁加熱后吹入罐體，罐體200內(nèi)的冷空氣由下方的氣孔排出。
[0013]B，濕度的調(diào)整:當(dāng)濕度傳感器檢測到土壤濕度不足時，開啟頂部儲水槽700的電控閥門，水通過罐體200內(nèi)壁(內(nèi)壁可以形成導(dǎo)流的管道槽)流入土壤，為避免土壤濕度過高，給水過程分階段逐步進(jìn)行，確保水分剛好滲透至土壤底部。假如濕度過大時候，也可以采用控制頂部半導(dǎo)體溫控模塊800制熱并控制風(fēng)扇600吹入熱風(fēng)，以加快土壤水汽蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)。
[0014]C，光照強(qiáng)度的調(diào)整:當(dāng)光照不足時，電致變色玻璃的罐體200變化為透明狀態(tài)，同時底部托盤100緩慢旋轉(zhuǎn)，確保罐體內(nèi)作物的每個角度都能接受光照。若玻璃透明時光照依然不足，則開啟頂部的補(bǔ)光燈900進(jìn)行補(bǔ)充光照；當(dāng)光照過量時，電致變色玻璃根據(jù)實(shí)際情況轉(zhuǎn)變?yōu)榘胪该骰虿煌该鳡顟B(tài)，以遮擋多余的光照。
[0015]此外，該種植裝置I還可以通過罐體200上的不同位置的多個攝像頭300組成視差攝像單元來對于植株成長狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。具體是:啟動視差攝像頭，同時底部托盤緩慢旋轉(zhuǎn)，由于攝像頭之間位置不同，通過對拍攝的圖片進(jìn)行視差運(yùn)算，即可形成作物的3D模型，對作物的3D模型尺寸和顏色進(jìn)行分析，即可得出作物的生長狀態(tài)。此部分關(guān)于植株成長狀態(tài)監(jiān)測細(xì)節(jié)將在下面的瓶養(yǎng)植株種植控制方法中進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]此外，本發(fā)明還可以擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制功能，即在托盤100內(nèi)安裝無線通信模塊，如wifi模塊，通過wifi模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，利用手機(jī)等智能終端接入互聯(lián)網(wǎng)來對其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對作物本身和生長環(huán)境實(shí)時監(jiān)測和改變控制。
[0017]于是，基于上述的瓶養(yǎng)植株自動化種植裝置，本發(fā)明還提出一種瓶養(yǎng)植株種植控制方法，具體說明如下:
參閱圖4所示，本發(fā)明的瓶養(yǎng)植株種植控制方法包括如下步驟:
SI，將罐體200切換為第一顏色(優(yōu)選是白色)，并進(jìn)入步驟S2。具體可通過托盤100內(nèi)的控制電路來控制罐體200改變顏色，將電致變色玻璃的罐體200的顏色切換成白色。
[0018]S2，將罐體200轉(zhuǎn)動至初始角度(初始角度可以設(shè)定為0° )，并進(jìn)入步驟S3。具體可通過托盤100內(nèi)的控制電路來控制轉(zhuǎn)動電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)可以帶動放置在托盤100上的罐體200轉(zhuǎn)動。
[0019]S3，罐體200轉(zhuǎn)動一定角度(如45° )后，利用視差攝像單元對罐體200內(nèi)的植株拍攝照片，并進(jìn)入步驟S4。具體可通過托盤100內(nèi)的控制電路來啟動罐體200上的多個攝像頭300組成視差攝像單元來對于植株進(jìn)行照片拍攝。
[0020]S4，獲取照片中最上方的非第一顏色(非白色)像素點(diǎn)的位置，并進(jìn)入步驟S5。具體可通過托盤100內(nèi)的控制電路安裝并運(yùn)行圖像識別軟