本發(fā)明涉及的是一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法的技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前，溫室大棚的大規(guī)模運(yùn)用解決了農(nóng)作物季節(jié)性生長的問題，使得某些季節(jié)性蔬菜一年四季都有供應(yīng)?，F(xiàn)在的農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)都是監(jiān)控溫室內(nèi)對農(nóng)作物生長極為重要的環(huán)境因子，如溫度、光照強(qiáng)度和土壤濕度，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合農(nóng)作物自身生長對環(huán)境的需求狀況通過一些相關(guān)的控制設(shè)備來改變環(huán)境參數(shù)，以此來達(dá)到控制的目的。

AR(Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)生成一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環(huán)境，通過各種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶和環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)。利用這樣一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場景觀，是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級人機(jī)界面。該技術(shù)所帶來的是能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且還可以突破空間、時間以及其他客觀限制，體驗(yàn)到現(xiàn)實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法及其噴灌控制方法，通過AR技術(shù)和android平臺向 用戶展示溫室內(nèi)的虛擬實(shí)景以及影響溫室內(nèi)作物生長的主要影響因素的參數(shù)值，便于用戶對是否調(diào)節(jié)對應(yīng)的濕度或電導(dǎo)率的參數(shù)值作出判斷。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法，包括：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關(guān)和控制模塊，其中：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關(guān)和控制模塊設(shè)置于溫室內(nèi)，網(wǎng)關(guān)將無線傳感模塊溫室內(nèi)采集到的各參數(shù)信息匯總傳輸至所述的AR設(shè)備，通過AR設(shè)備上顯示參數(shù)信息、圖表、視頻，并進(jìn)行3D場景重現(xiàn)，時設(shè)備根據(jù)各參數(shù)信息將噴灌模塊的控制指令通過網(wǎng)關(guān)傳輸至控制模塊，控制模塊根據(jù)控制指令遠(yuǎn)程控制溫室內(nèi)的噴灌模塊，從而改變無線傳感模塊采集到的參數(shù)信息。

所述的參數(shù)信息包括：溫度、光照強(qiáng)度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導(dǎo)率。

所述的AR設(shè)備包括：顯示單元和主機(jī)單元，其中：顯示單元投射接收到的參數(shù)信息、圖表和視頻，主機(jī)單元進(jìn)行控制操作。

所述的無線傳感模塊包括:溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器、電導(dǎo)率傳感器和網(wǎng)絡(luò)攝像頭，其中：溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器和電導(dǎo)率傳感器分別采集溫室內(nèi)的溫度、光照強(qiáng)度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導(dǎo)率，網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過視頻或照片記錄溫室內(nèi)的實(shí)況和作物覆蓋面，得到作物的生長情況。

所述的噴灌模塊包括：噴灌裝置和噴灌閥門。

所述的控制模塊控制噴灌閥門的開合。

本發(fā)明涉及一種基于上述系統(tǒng)的噴灌控制方法，通過AR設(shè)備識別出溫室內(nèi)進(jìn)入視野的濕度傳感器節(jié)點(diǎn)并顯示其2處內(nèi)的變化曲線，由用戶對是否打開噴灌模塊的噴灌閥門進(jìn)行判斷，并在打開噴灌閥門后在AR設(shè)備上彈出實(shí)景視頻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖；

圖2為AR設(shè)備示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例包括:AR設(shè)備、無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關(guān)和控制模塊，其中：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關(guān)和控制模塊設(shè)置于溫室內(nèi)，網(wǎng)關(guān)將無線傳感模塊溫室內(nèi)采集到的各參數(shù)信息匯總傳輸至AR設(shè)備，通過AR設(shè)備上顯示參數(shù)信息、圖表、視頻，并進(jìn)行30場景重現(xiàn)；AR設(shè)備根據(jù)各參數(shù)信息將噴灌模塊的控制指令通過網(wǎng)關(guān)傳輸至控制模塊，控制模塊根據(jù)控制指令遠(yuǎn)程控制噴灌模塊，從而改變無線傳感模塊采集到的參數(shù)信息。

所述的參數(shù)信息包括：溫度、光照強(qiáng)度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導(dǎo)率。

如圖2所示，所述的AR設(shè)備包括:顯示單元和主機(jī)單元，其中：顯示單元投射接收到的參數(shù)信息、圖表和視頻，主機(jī)單元進(jìn)行控制操作。

所述的顯示單元為可穿戴的AR眼鏡。

所述的主機(jī)單元為基于Android4.0的AR程序，所有操作均在觸摸屏上完成。

所述的顯示單元和主機(jī)單元均為WIFI便攜式設(shè)備。

所述的無線傳感模塊包括:溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器、電導(dǎo)率傳感器和網(wǎng)絡(luò)攝像頭，其中：溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器和電導(dǎo)率傳感器分別采集溫室內(nèi)的溫度、光照強(qiáng)度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導(dǎo)率，網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過視頻或照片記錄溫室內(nèi)的實(shí)況和作物覆蓋面，得到作物的生長情況。

所述的溫度、光照強(qiáng)度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導(dǎo)率為對作物生長極為重要的環(huán)境因子。

所述的溫室內(nèi)作物的生長情況通過二值法算出網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍攝的相應(yīng)作物的照片中的綠色面積進(jìn)行估計(jì)，用以估算作物產(chǎn)量并評價生長態(tài)勢。

所述的噴灌模塊包括：噴灌裝置和噴灌閥門。

所述的控制模塊控制噴灌閥門的開合。

所述的噴灌閥門可控制水噴灌或水肥混合噴灌。

本實(shí)施例采用Android4.0平臺，設(shè)計(jì)相應(yīng)的程序，根據(jù)溫室內(nèi)作物的生長情況，通過Unity3D構(gòu)建3D模擬溫室內(nèi)的作物，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程實(shí)時主觀獲得作物的生長情況。

本實(shí)施例涉及一種基于上述系統(tǒng)的噴灌控制系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1、用戶打開AR程序，戴上AR眼鏡后，觀察鏡片上投射的虛擬溫室內(nèi)的3D實(shí)況并晃動視角，AR程序?qū)崟r自動判斷視角內(nèi)是否有傳感器的節(jié)點(diǎn)，如果沒有，則繼續(xù)顯示3D場景；否則以懸浮框的形式在AR眼鏡上顯示視角內(nèi)的所有傳感器對應(yīng)的參數(shù)值及其24小時內(nèi)的變化曲線。

步驟2、AR程序判斷視角內(nèi)是否有濕度傳感器的節(jié)點(diǎn)，如果存在，則詢問用戶是否打開噴灌閥門，否則結(jié)束檢測。

步驟3、用戶選擇打開噴灌閥門后，AR程序向控制模塊發(fā)出控制指令，控制模塊控制打開噴灌閥門，眼鏡上彈出溫室內(nèi)噴水情況的實(shí)時CG動畫并在視野左下角播放網(wǎng)絡(luò)攝頭的實(shí)景視頻，并懸浮20S后回到3D場景界面，否則回到步驟1。

本實(shí)施例可將肥料與水混合后放入噴灌裝置進(jìn)行噴灌，可同時改變濕度和土壤電導(dǎo)率。本實(shí)施例的試驗(yàn)地址位于上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)基地中的日光溫室，選取的綠葉菜大棚長400，寬200，頂高3.50。將大棚內(nèi)分為兩片20*200的區(qū)域，并在每片區(qū)域內(nèi)設(shè)置溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器和電導(dǎo)率傳感器；網(wǎng)絡(luò)攝像頭設(shè)置于大棚內(nèi)四周的墻柱上以便看清溫室內(nèi)景；噴灌裝置、控制模塊和網(wǎng)關(guān)布置調(diào)試完成后，使用AR設(shè)備連上WIFI進(jìn)行操作。

根據(jù)AR眼鏡上顯示的大棚內(nèi)的3D重建畫面，人員溫室大棚內(nèi)的中央，或者在“大棚”內(nèi)“走動觀察”，周圍是綠色的蔬菜和溫室大 棚的內(nèi)壁時，隨著視角的變動，一些傳感器節(jié)點(diǎn)就會自動出現(xiàn)在視角中并在節(jié)點(diǎn)的上方浮動顯示出它的數(shù)值及變化曲線，如果視角內(nèi)是濕度傳感器或者電導(dǎo)率傳感器，還會詢問是否需要打開閥門澆水或者水肥混合的溶液，一旦在手中的AR程序確認(rèn)打開閥門后，視野中立即出現(xiàn)噴頭噴灑出液體的畫面，從而改變濕度或者電導(dǎo)率的參數(shù)值，通過這種方式“沉浸”式地以一種所見即所得的方式高效地完成了溫室大棚的遠(yuǎn)程監(jiān)控。而現(xiàn)有技術(shù)則是在電腦屏幕前操作，則需要打開軟件或者登入網(wǎng)頁查看數(shù)據(jù)和圖表，然后根據(jù)濕度或者電導(dǎo)率傳感器數(shù)據(jù)來移動鼠標(biāo)選擇閥門開啟時間和開啟時長。

本實(shí)施例在使用時，只需帶上眼鏡打開AR程序即可從任何地方“進(jìn)入”溫室大棚查看各項(xiàng)參數(shù)值和控制閥門開閉改變溫室濕度或者土壤電導(dǎo)率的值。