本發(fā)明涉及硒元素監(jiān)測(cè)調(diào)控，尤其涉及一種小麥生長(zhǎng)環(huán)境的硒元素監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的快速發(fā)展和人們對(duì)健康食品需求的日益增長(zhǎng)，小麥作為重要的糧食作物之一，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)備受關(guān)注。硒元素作為一種對(duì)人體健康至關(guān)重要的微量元素，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力等多種生物功能。缺硒與多種疾病的發(fā)生成正相關(guān)關(guān)系，如克山病、肌營(yíng)養(yǎng)不良、食道癌等。然而，傳統(tǒng)方法難以精確監(jiān)測(cè)小麥生長(zhǎng)環(huán)境中的硒元素含量及其變化，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估硒元素對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響。因此，在小麥種植過(guò)程中，合理監(jiān)測(cè)和調(diào)控硒元素的含量，對(duì)提高小麥的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有重要意義。

2、現(xiàn)有的技術(shù)，通過(guò)安裝在小麥田間的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和模型對(duì)生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以獲取硒元素含量信息，同時(shí)根據(jù)獲取的硒元素含量信息對(duì)小麥植株的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估并采取相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)了小麥硒元素含量監(jiān)測(cè)調(diào)控準(zhǔn)確性的提高。

3、例如公告號(hào)為：cn114414645b發(fā)明專(zhuān)利公告的一種細(xì)菌/細(xì)胞生長(zhǎng)的監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，包括：將細(xì)菌溶液用移液槍量取0.5-3ml加到監(jiān)測(cè)裝置的工作電極的培養(yǎng)腔中，后將監(jiān)測(cè)裝置放置在30-37℃恒溫箱中，通過(guò)引線(xiàn)與電化學(xué)工作站連接，進(jìn)行測(cè)試；設(shè)置電化學(xué)工作站參數(shù)，交流電壓為0.01v-1v，監(jiān)測(cè)頻率范圍為0.001hz-100?khz，靜置30-300s后測(cè)試，得到交流阻抗；將得到的交流阻抗數(shù)值，與相同條件下測(cè)試得到的相同細(xì)菌的交流阻抗圖譜比較，從而判斷對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的狀況。

4、例如公告號(hào)為：cn113406075b發(fā)明專(zhuān)利公告的植物生長(zhǎng)環(huán)境的設(shè)置方法和植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)裝置，包括：接收預(yù)設(shè)的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的植物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)；將植物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)輸入生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的植物生長(zhǎng)模型，獲取植物生長(zhǎng)信息；將植物生長(zhǎng)信息輸入生長(zhǎng)階段對(duì)應(yīng)的植物生長(zhǎng)評(píng)級(jí)模型，獲取植物生長(zhǎng)狀態(tài)綜合評(píng)分；根據(jù)植物生長(zhǎng)狀態(tài)綜合評(píng)分，確定植物生長(zhǎng)階段的最佳生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)。

5、但本技術(shù)在實(shí)現(xiàn)本技術(shù)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題：

6、現(xiàn)有技術(shù)中，小麥生長(zhǎng)環(huán)境中的硒元素含量受到氣候條件的影響，導(dǎo)致用于分析處理小麥生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的算法和模型存在一定的局限性，無(wú)法完全模擬小麥生長(zhǎng)過(guò)程中硒元素的吸收機(jī)制，存在監(jiān)測(cè)調(diào)控過(guò)程中小麥硒元素吸收效率評(píng)估準(zhǔn)確度低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例通過(guò)提供一種小麥生長(zhǎng)環(huán)境的硒元素監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測(cè)調(diào)控過(guò)程中小麥硒元素吸收效率評(píng)估準(zhǔn)確度低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)調(diào)控過(guò)程中小麥硒元素吸收效率評(píng)估準(zhǔn)確度的提高。

2、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種小麥生長(zhǎng)環(huán)境的硒元素監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)，包括：硒元素?cái)?shù)據(jù)獲取模塊、硒元素?cái)?shù)據(jù)處理模塊、環(huán)境調(diào)控模塊和系統(tǒng)管理模塊；其中，所述硒元素?cái)?shù)據(jù)獲取模塊用于獲取生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株的硒元素?cái)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化情況獲取硒元素影響指數(shù)，所述硒元素影響指數(shù)用于反映預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)待測(cè)小麥植株吸收硒元素效率的影響程度；所述硒元素?cái)?shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評(píng)估硒元素?cái)?shù)據(jù)是否在待測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)指標(biāo)范圍內(nèi)，若否，則根據(jù)評(píng)估的結(jié)果生成對(duì)應(yīng)的調(diào)控指令；所述環(huán)境調(diào)控模塊用于對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境因子進(jìn)行評(píng)估以獲取環(huán)境因子干擾值，同時(shí)根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對(duì)應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施，所述生長(zhǎng)環(huán)境因子用于反映待測(cè)小麥植株根系對(duì)應(yīng)的土壤數(shù)據(jù)對(duì)硒元素吸收充分程度的影響程度，所述環(huán)境因子干擾值用于評(píng)估預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境因子對(duì)待測(cè)小麥植株吸收硒元素充分程度的干擾程度；所述系統(tǒng)管理模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)以獲取運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)獲取的運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，所述運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)用于評(píng)估系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。

3、進(jìn)一步的，所述硒元素影響指數(shù)的具體限制表達(dá)式為：

4、

5、式中，i為預(yù)設(shè)時(shí)間段的編號(hào)，i＝1,2,...,u，u為預(yù)設(shè)時(shí)間段的總數(shù)量，e為自然常數(shù)，xi表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株在預(yù)設(shè)時(shí)間段的硒元素影響指數(shù)，pi表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的硒元素含量影響指數(shù)，qi表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的硒元素濃度影響指數(shù)，ai表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的硒元素添加量，a0表示參考硒元素添加量，p1i表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的空氣溫度，k10表示預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的參考空氣溫度，p2i表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的空氣濕度，k20表示預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的參考空氣濕度，q1i表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的光照強(qiáng)度，l10表示預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的參考光照強(qiáng)度，q2i表示生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在第i個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)二氧化碳濃度，l20表示預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的參考二氧化碳濃度。

6、進(jìn)一步的，所述根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評(píng)估硒元素?cái)?shù)據(jù)是否在待測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)指標(biāo)范圍內(nèi)的具體步驟包括：步驟一，判斷獲取的硒元素影響指數(shù)是否在待測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)指標(biāo)范圍內(nèi)，若是，則表明生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)符合待測(cè)小麥植株吸收硒元素的條件，否則執(zhí)行步驟二；步驟二，判斷硒元素含量影響指數(shù)是否在待測(cè)小麥植株的硒元素含量指標(biāo)范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行步驟三，否則調(diào)整含量影響參數(shù)，所述含量影響參數(shù)包括待測(cè)小麥植株的硒元素添加量、預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的空氣溫度和空氣濕度；步驟三，判斷硒元素濃度影響指數(shù)是否在待測(cè)小麥植株的硒元素濃度指標(biāo)范圍內(nèi)，若是，則將獲取的硒元素影響指數(shù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中，否則調(diào)整濃度影響參數(shù)，所述濃度影響參數(shù)包括待測(cè)小麥植株的硒元素添加量、預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度。

7、進(jìn)一步的，所述環(huán)境因子干擾值的獲取步驟為：通過(guò)土壤ph值測(cè)試儀實(shí)時(shí)測(cè)量待測(cè)小麥植株根系土壤的土壤ph值，并結(jié)合對(duì)應(yīng)的參考土壤ph值獲取土壤ph值分?jǐn)?shù)，所述土壤ph值分?jǐn)?shù)為土壤ph值與參考土壤ph值之差與參考土壤ph值的比值，所述參考土壤ph值為中性土壤的ph值；通過(guò)電位測(cè)定儀實(shí)時(shí)測(cè)量待測(cè)小麥植株根系土壤的工作電極和參比電極，獲取氧化還原電位分?jǐn)?shù)，所述工作電極為電位測(cè)定儀測(cè)量過(guò)程中待測(cè)小麥植株根系土壤的土壤氧化還原電位，所述參比電極為電位測(cè)定儀測(cè)量之前待測(cè)小麥植株根系土壤的初始土壤氧化還原電位，所述氧化還原電位分?jǐn)?shù)為土壤氧化還原電位與初始土壤氧化還原電位之差與初始土壤氧化還原電位的比值，所述初始土壤氧化還原電位為預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史土壤氧化還原電位最小值；通過(guò)離子色譜儀實(shí)時(shí)測(cè)量待測(cè)小麥植株根系土壤的土壤競(jìng)爭(zhēng)離子成分以獲取鈣離子含量、鎂離子含量和鈉離子含量，并結(jié)合對(duì)應(yīng)的參考值獲取土壤競(jìng)爭(zhēng)離子分?jǐn)?shù)，所述土壤競(jìng)爭(zhēng)離子分?jǐn)?shù)用于反映土壤競(jìng)爭(zhēng)離子含量在土壤元素含量中的占比程度，所述土壤元素含量包括硒元素含量、鈣離子含量、鎂離子含量和鈉離子含量；將獲取土壤ph值分?jǐn)?shù)、氧化還原電位分?jǐn)?shù)和土壤競(jìng)爭(zhēng)離子分?jǐn)?shù)進(jìn)行加法運(yùn)算得到環(huán)境因子干擾值，所述土壤ph值測(cè)試儀、電位測(cè)定儀和離子色譜儀在相同時(shí)間段內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)量的待測(cè)小麥植株根系的位置相同。

8、進(jìn)一步的，所述根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對(duì)應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施的具體流程為：判斷獲取的環(huán)境因子干擾值是否小于環(huán)境因子參考值：若獲取的環(huán)境因子干擾值小于環(huán)境因子參考值，則表明待測(cè)小麥植株在預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)硒元素充分吸收并將獲取的環(huán)境因子干擾值存儲(chǔ)至系統(tǒng)管理模塊中；若獲取的環(huán)境因子干擾值大于或等于環(huán)境因子參考值，則執(zhí)行調(diào)控指令對(duì)應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施并重新評(píng)估生長(zhǎng)環(huán)境因子。

9、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種小麥生長(zhǎng)環(huán)境的硒元素監(jiān)測(cè)調(diào)控方法，包括以下步驟：s1，獲取生長(zhǎng)環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測(cè)小麥植株的硒元素?cái)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的變化情況獲取硒元素影響指數(shù)，所述硒元素影響指數(shù)用于反映預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)待測(cè)小麥植株吸收硒元素效率的影響程度；s2，根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評(píng)估硒元素?cái)?shù)據(jù)是否在待測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)指標(biāo)范圍內(nèi)，若否，則根據(jù)評(píng)估的結(jié)果生成對(duì)應(yīng)的調(diào)控指令；s3，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境因子進(jìn)行評(píng)估以獲取環(huán)境因子干擾值，同時(shí)根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對(duì)應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施，所述生長(zhǎng)環(huán)境因子用于反映待測(cè)小麥植株根系對(duì)應(yīng)的土壤數(shù)據(jù)對(duì)硒元素吸收充分程度的影響程度，所述環(huán)境因子干擾值用于評(píng)估預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生長(zhǎng)環(huán)境因子對(duì)待測(cè)小麥植株吸收硒元素充分程度的干擾程度；s4，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)以獲取運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)獲取的運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，所述運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)用于評(píng)估系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。

10、本技術(shù)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

11、1、通過(guò)獲取的硒元素影響指數(shù)評(píng)估硒元素?cái)?shù)據(jù)是否在待測(cè)小麥植株的生長(zhǎng)指標(biāo)范圍內(nèi)，然后獲取環(huán)境因子干擾值并判斷是否執(zhí)行環(huán)境調(diào)控措施，最后實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)以獲取運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了環(huán)境因子干擾值獲取準(zhǔn)確性的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)調(diào)控過(guò)程中小麥硒元素吸收效率評(píng)估準(zhǔn)確度的提高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測(cè)調(diào)控過(guò)程中小麥硒元素吸收效率評(píng)估準(zhǔn)確度低的問(wèn)題。

12、2、通過(guò)判斷硒元素含量影響指數(shù)是否在待測(cè)小麥植株的硒元素含量指標(biāo)范圍內(nèi)，若否，則調(diào)整含量影響參數(shù)，最后判斷硒元素濃度影響指數(shù)是否在待測(cè)小麥植株的硒元素濃度指標(biāo)范圍內(nèi)，若否，則調(diào)整濃度影響參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了硒元素含量和硒元素濃度的更準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)評(píng)估準(zhǔn)確性的提高。

13、3、通過(guò)判斷獲取的環(huán)境因子干擾值是否小于環(huán)境因子參考值，若獲取的環(huán)境因子干擾值小于環(huán)境因子參考值，則表明待測(cè)小麥植株在預(yù)設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)硒元素充分吸收并將獲取的環(huán)境因子干擾值存儲(chǔ)至系統(tǒng)管理模塊中，若獲取的環(huán)境因子干擾值大于或等于環(huán)境因子參考值，則執(zhí)行調(diào)控指令對(duì)應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施并重新評(píng)估生長(zhǎng)環(huán)境因子，從而實(shí)現(xiàn)了環(huán)境因子干擾值獲取準(zhǔn)確性的提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了環(huán)境調(diào)控措施的更精準(zhǔn)判斷。