智能種植管理方法和智能種植設備的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能種植方法和一種智能種植設備，更具體地說，本發(fā)明涉及基于互聯(lián)網(wǎng)的智能種植管理方法和智能種植設備。
【背景技術(shù)】
[0002]對植物種植進行智能管理一直是農(nóng)業(yè)領域的關注熱點，對此人們進行了多種技術(shù)改進和嘗試。
[0003]最常見的智能種植為自動澆水系統(tǒng)，服務于獨立用戶。由于沒有基于具體的植物品種(喜水植物還是干旱植物)、種植環(huán)境(處于南方還是北方，具體采光情況等)進行判斷，澆水量和時間間隔全憑粗略的估計。
[0004]中國專利申請公開CN102550371A提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的小區(qū)或別墅用自動灌溉控制系統(tǒng)及方法，由控制系統(tǒng)、區(qū)域節(jié)點、土壤溫濕度傳感器和噴淋灌溉終端組成。在該技術(shù)中，監(jiān)測溫濕度兩項指標，并依據(jù)溫濕度兩項指標決定是否澆水。然而，這種技術(shù)中每次澆水量的多少均依據(jù)預先設置固定的閾值或者進行人工控制，并且沒有考慮植物種類、植物生長周期，對于所處環(huán)境的情況僅考慮了土壤的水分和溫度。
[0005]中國專利申請公開CN102868749A提出了一種農(nóng)業(yè)種植、飼養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)云服務系統(tǒng)及服務流程方法。其中將種植數(shù)據(jù)采集后發(fā)送至云中心，最后至用戶終端。云服務包括:農(nóng)業(yè)資訊、政策法規(guī)、信息發(fā)布、信息咨詢、專家系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品交易、農(nóng)產(chǎn)品溯源、技術(shù)服務、數(shù)據(jù)挖掘、生產(chǎn)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控及終端管理的模塊。該技術(shù)存在的問題是:其主要是數(shù)據(jù)感知和信息發(fā)布與獲取服務，缺少對于種植本身的反饋控制；信息單向流動，即種植數(shù)據(jù)采集后，發(fā)送至用戶終端；用戶需要服務時主動發(fā)起請求獲取信息，缺少主動的智能調(diào)控能力；數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)沒有考慮植物種類、植物生命周期等信息。
[0006]中國專利申請公開CN13155839A提出一種自動澆水施肥系統(tǒng)，檢測土壤中的水分和營養(yǎng)物質(zhì)，如果水分和營養(yǎng)物質(zhì)的含量降低了，就會自動為土壤進行澆水或施肥。然而，此系統(tǒng)簡單地依據(jù)預先設定值進行澆水施肥，沒有考慮植物種類、植物生命周期，對所處環(huán)境僅考慮了土壤水分和肥料水平。
[0007]中國專利申請公開CN104012375A提出一種農(nóng)業(yè)自動感知灌溉監(jiān)控系統(tǒng)，綜合考慮環(huán)境溫度、濕度及季節(jié)的變化，自動對植物進行澆灌。其采用了專家知識存儲器，其中存儲著不同作物不同生長階段相對應的適宜的生長環(huán)境參數(shù)。此技術(shù)在監(jiān)測土壤濕度之外，還提出監(jiān)測植物的生理指標(如葉片溫度、莖桿微變化)。然而，此技術(shù)僅關注灌溉問題，沒有考慮植物所處的生長周期情況。
[0008]中國專利申請公開CN104012376A提出一種基于生態(tài)環(huán)境信息的智能澆花系統(tǒng)、方法及其裝置，可以根據(jù)花草的生長周期精確控制澆水。然而，此技術(shù)僅關注了澆水問題。
[0009]中國專利申請公開CN104216373A提出一種基于智能云的家庭水管理系統(tǒng)，用來實現(xiàn)對花丼的自動澆水和對儲水器的自動添加。此技術(shù)提出了云智能遠程控制，通過遠程控制端人工控制或依據(jù)人工設置的水管理計劃進行澆水。然而，關于澆水量的多少是由人工控制或者依據(jù)人工設置的水管理計劃進行，沒有考慮植物的生長周期、所處環(huán)境及當前土壤的溫濕度情況。此外，此技術(shù)僅關注了澆水問題。
[0010]中國專利公開CN203490529U(申請?zhí)朇N201320629665)提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能種植裝置。該文獻針對農(nóng)業(yè)大棚提出了一種智能種植裝置，其中“通過物聯(lián)網(wǎng)的形式，可以進行智能化的種植，成熟后還可以進行打包、稱重、貼標、全程種植、生產(chǎn)信息可追溯源頭”。所說的智能種植是指:通過物聯(lián)網(wǎng)的方式進行監(jiān)控，遠程控制的方式實現(xiàn)人工種植(見0015段“使用者即可通過控制終端電腦、平板電腦終端或手機終端任意一個設備對種植物進行智能管理和控制”)，減少勞動強度，進行食品來源信息管理。然而，此技術(shù)中提出的遠程控制基于人工，無法滿足大規(guī)模分布式的種植的智能管理。
[0011]中國專利申請公開CN102884932A(申請?zhí)朇N2012104227706)提出了一種基于種植專家云的智能型土培植物生長栽培系統(tǒng)。具體而言，該文獻“提供一種基于種植專家云的智能型土培植物生長栽培系統(tǒng)，包括種植專家云中心、通信網(wǎng)絡和一個或多個智能種植裝置”，實現(xiàn)“對種植經(jīng)驗信息進行存儲和共享”以及“以共享資源的方式實現(xiàn)種植”。種植經(jīng)驗信息提出了土壤Ph值、環(huán)境光照強度、溫度、濕度。然而，此技術(shù)中種植的指導數(shù)據(jù)使用的是預設值。由于城市地理和家庭環(huán)境方面存在諸多不同因素，該技術(shù)沒有考慮這些不同因素，采集上傳的經(jīng)驗數(shù)據(jù)混亂無法實際指導種植。
[0012]現(xiàn)代城市的居住環(huán)境多種多樣，導致人們在居室或戶外的種植環(huán)境也有很大不同。不同城市氣候條件不同，有的城市濕度大有的城市干燥。即使同一城市，在不同地區(qū)或居住小區(qū)的種植環(huán)境也不相同，甚至同一小區(qū)內(nèi)，不同樓層、朝向的種植環(huán)境例如光照條件也不相同。
[0013]這些現(xiàn)有技術(shù)提出的種植指導是基于預設值進行的，顯然不能“因材施教”，不能根據(jù)具體種植環(huán)境進行調(diào)整，指導的效果可想而知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]基于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)在不同種植環(huán)境下大規(guī)模分布式種植的智能管理。進一步，本發(fā)明能夠解決個人家庭想種卻缺乏種植管理經(jīng)驗、難以獲得良好收益的問題。此外，本發(fā)明還能解決個人家庭想種卻沒有時間管理的問題。
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、機器學習以及智能家居軟硬件技術(shù)，構(gòu)建智能種植系統(tǒng)，建立智能種植星網(wǎng)。
[0016]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種智能種植管理方法，其針對多個放置于不同環(huán)境下的種植裝置中的植物種植過程進行控制，該方法包括數(shù)據(jù)采集步驟、分類及標記步驟以及調(diào)控步驟，其中:
[0017]所述數(shù)據(jù)采集步驟包括:采集植物的種植信息和該種植裝置所處的環(huán)境信息，并將其傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；以預定時間間隔，采集多種種植條件中的至少一種種植條件信息，并將該種植條件信息傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；以及，采集植物的植物特征，并將該植物特征傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
[0018]所述分類及標記步驟包括:在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，基于所述種植信息和所述環(huán)境信息進行分類，在同一類別下，按照預設條件，基于各個種植裝置的所述植物特征進行評分，并將多個種植裝置的植物特征評分進行比較，將植物特征評分高的種植裝置在植物生長周期內(nèi)的各個種植條件信息進行標記，以及，存儲與該植物生長周期相關的各類別下的經(jīng)標記的種植條件信息，
[0019]所述調(diào)控步驟包括:根據(jù)各個種植裝置的種植信息和環(huán)境信息，將當前的種植條件信息與存儲的經(jīng)標記種植條件信息進行比較，在前者與后者之差值超過閾值的情況下，依據(jù)存儲的經(jīng)標記種植條件信息和當前種植條件信息，生成調(diào)控數(shù)據(jù)；以及，將該調(diào)控數(shù)據(jù)發(fā)送至各個種植裝置，以對各個種植裝置的該種植條件進行調(diào)控操作。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種智能種植設備，其對多個放置于不同環(huán)境下的種植裝置中的植物種植過程進行控制，該智能種植設備包括數(shù)據(jù)采集裝置、分類及標記裝置以及調(diào)控裝置，其中:
[0021]所述數(shù)據(jù)采集裝置采集植物的種植信息和該種植裝置所處的環(huán)境信息，以預定時間間隔采集多種種植條件中的至少一種種植條件信息，以及，采集植物的植物特征，并將所采集到的信息傳送到所述分類及標記裝置；
[0022]所述分類及標記裝置基于所述種植信息和所述環(huán)境信息將收到的信息進行分類，在同一類別下，按照預設條件，基于各個種植裝置的所述植物特征進行評分，并將多個種植裝置的植物特征評分進行比較，將植物特征評分高的種植裝置在植物生長周期內(nèi)的各個種植條件信息進行標記，以及，存儲與該植物生長周期相關的各類別下的經(jīng)標記的種植條件信息，
[0023]所述調(diào)控裝置根據(jù)各個種植裝置的種植信息和環(huán)境信息，將當前的種植條件信息與存儲的經(jīng)標記種植條件信息進行比較，在前者與后者之差值超過閾值的情況下，依據(jù)存儲的經(jīng)標記種植條件信息和當前種植條件信息，生成調(diào)控數(shù)據(jù)，以及，將該調(diào)控數(shù)據(jù)發(fā)送至各個種植裝置，以對各個種植裝置的該種植條件進行調(diào)控操作。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種智能種植設備，包括客戶端、由多個星網(wǎng)單元構(gòu)成的星網(wǎng)、和閉環(huán)優(yōu)化平臺，其中，
[0025]所述客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)連接到所述閉環(huán)優(yōu)化平臺，獲取預警、當前種植情況等信息，并且可以通過閉環(huán)優(yōu)化平臺手工控制各星網(wǎng)單元，
[0026]所述星網(wǎng)單元與閉環(huán)優(yōu)化平臺通過互聯(lián)網(wǎng)連接，各星網(wǎng)單元包括測量裝置、控制裝置和互聯(lián)網(wǎng)接入模塊，其中，所述測量裝置測量植物種植裝置的環(huán)境信息和種植條件信息，然后將測量的信息數(shù)據(jù)傳送給所述接入模塊，所述接入模塊通過互聯(lián)網(wǎng)將所述信息數(shù)據(jù)提交給所述閉環(huán)優(yōu)化平臺，并接收來自閉環(huán)優(yōu)化平臺的調(diào)控數(shù)據(jù)，所述控制裝置根據(jù)所述調(diào)控數(shù)據(jù)控制所述種植裝置的種植條件，
[0027]所述閉環(huán)優(yōu)化平臺接受來自各星網(wǎng)單元的信息數(shù)據(jù)，基于所述種植信息和所述環(huán)境信息將收到的信息進行分類，在同一類別下，按照預設條件，基于各個種植裝置的所述植物特征進行評分，并將多個種植裝置的植物特征評分進行比較，將植物特征評分高的種植裝置在植物生長周期內(nèi)的各個種植條件信息進行標記，以及，存儲與該植物生長周期相關的各類別下的經(jīng)標記的種植條件信息，
[0028]所述閉環(huán)優(yōu)化平臺根據(jù)各個種植裝置的種植信息和環(huán)境信息，將當前的種植條件信息與存儲的經(jīng)標記種植條件信息進行比較，在前者與后者之差值超過閾值的情況下，依據(jù)存儲的經(jīng)標記種植條件信息和當前種植條件信息，生成調(diào)控數(shù)據(jù)，以及，將該調(diào)控數(shù)據(jù)發(fā)送至各個星網(wǎng)單元，以對各個星網(wǎng)單元的種植裝置的該種植條件進行調(diào)控操作。
[0029]本發(fā)明特點是能夠應用于大規(guī)模分布式種植，并基于大數(shù)據(jù)分析，建立起自動執(zhí)行的智能優(yōu)化閉環(huán)。因此，本發(fā)明能夠根據(jù)具體的種植環(huán)境進行學習調(diào)整，具備自我優(yōu)化能力。
[0030]本發(fā)明在充分考慮城市環(huán)境的前提下，解決了大規(guī)模的分散型家庭種植的管理復雜性問題，極大的降低了人員管理和學習成本，幫助缺乏種植經(jīng)驗的人員獲得良好的種植收益，使城市大規(guī)模分布式生態(tài)農(nóng)業(yè)得以實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0031]下面參考附圖進行說明，附圖中:
[0032]圖1A至圖1C是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的種植數(shù)據(jù)收集的示意圖，其中圖1A示出通過用戶輸入確認的數(shù)據(jù)，圖1B示出通過聯(lián)網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)，圖1C示出通過傳感器監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)；
[0033]圖2示出將種植數(shù)據(jù)依據(jù)維度進行分類存儲；
[0034]圖3A至圖3E示出根據(jù)本發(fā)明一種實施例的評價模型，其中，圖3A示出創(chuàng)建模型的思路原則，圖3B示出種植評價指標，圖3C示出模型合理性的判斷方法，圖3D示出異常數(shù)據(jù)清理，圖3E示出評價公式；
[0035]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的智能種植；
[0036]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一個星網(wǎng)單元(例如家庭星網(wǎng))的組成的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的智能種植系統(tǒng)整體構(gòu)成的概略圖；以及
[0038]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的閉環(huán)優(yōu)化平臺實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面參考附圖具體說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0040]如前文總體說明的，本發(fā)明的智能種植管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、分類及標記裝置、調(diào)控裝置，分別執(zhí)行數(shù)據(jù)采集操作、分類及標記操作、調(diào)控操作。
[0041][數(shù)據(jù)采集操作]
[0042]圖1A至圖1C示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的種植數(shù)據(jù)收集的示意圖。在本實施例中，數(shù)據(jù)收集方法包括用戶輸入確認方式(圖1A)、聯(lián)網(wǎng)獲取方式(圖1B)、以及傳感器監(jiān)測方式(圖1C)。
[0043]從植物數(shù)據(jù)的性質(zhì)來看，需要采集的數(shù)據(jù)可以分為四類:植物的種植信息，該種植裝置所處的環(huán)境信息，種植條件信息，和所采集植物的植物特征。
[0044](I)植物的種植信息采集
[0045]植物的種植信息包括植物品種、種植面積、種植時間和土壤信息。其中，土壤信息包括土壤基質(zhì)種類、底肥種類、土壤基質(zhì)與底肥混合比例、土壤酸堿度和土壤導電率。這些植物種植信息可以通過用戶輸入和測量設備檢測而獲取。
[0046]植物品種還可以包括特定植物種類的相關數(shù)據(jù)，例如:該種植物的分布地帶特性(例如其通常分布于溫帶地區(qū)還是熱帶地區(qū))，該種植物的形態(tài)(包括根、莖、葉、果等的形態(tài))，該種植物所需光照特性、水分特性、溫度特性、肥力需求，該種植物的常見病蟲害，等等。而這部分信息數(shù)據(jù)基于用戶輸入的植物品種使用搜索技術(shù)經(jīng)由聯(lián)網(wǎng)獲取。
[0047]另外，上述植物種植信息在種植開始時獲取收集即可，不需要隨時監(jiān)