水培种植的干预方法及系统与流程

1.本技术涉及信息处理技术领域，特别涉及为一种水培种植的干预方法及系统。


背景技术：

2.随着科技兴农，科技助农，促进农业科技领域发展的战略的提出，科技人员一直在积极地探索现代农业科技发展的道路，如何实现科学种植，自动化生产，确保农民增产增收，提高生产效率成为了研究的重点。
3.现有的针对水培种植的方案基本上都是采用单机形态，生产数据不能持久保存，同时对配液及生产过程没有指导标准，循环灌溉过程也没有科学的数据指导，导致无法对水培种植进行科学的干预。
4.因此，亟需一种可以有效地进行干预的方式。


技术实现要素：

5.本技术提出了一种水培种植的干预方法及系统，该水培种植的干预方法可以大大提高干预的有效性和准确性。
6.一种水培种植的干预方法，应用于水培种植干预系统，所述系统包括：水培检测装置、服务器，
7.所述方法包括：
8.所述服务器接收所述水培检测装置采集到的水培数据，所述水培数据包括：水培水分、水培ec值和水培微量元素含量；
9.所述服务器根据所述水培检测装置的标识确定对应的农作物标识；
10.所述服务器获取与所述农作物标识对应的农作物模型；
11.所述服务器将所述水培数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值；
12.所述服务器根据所述需要干预的参数以及对应的参数干预值确定待补充的营养液信息；
13.所述服务器根据所述待补充的营养液信息指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉。
14.一种水培种植的干预系统，所述系统包括：水培检测装置、服务器；
15.所述水培检测装置用于采集水培数据，所述水培数据包括：水培水分、水培ec值和水培微量元素含量；
16.所述服务器用于接收所述水培检测装置采集到的水培数据；根据所述水培检测装置的标识确定对应的农作物标识；获取与所述农作物标识对应的农作物模型；将所述水培数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值；根据所述需要干预的参数以及对应的参数干预值确定待补充的营养液信息；根据所述待补充的营养液信息指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉。
17.上述水培种植的干预方法及系统，通过水培检测装置采集到水培数据并获取到农作物标识后，获取农作物标识对应的农作物模型，将水培数据作为农作物模型的输入，获取输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值，进而确定待补充的营养液信息，根据待补充的营养液信息指示相关的硬件设备实现自动配液和灌溉，该方法实现了根据实际需要自动化地实现了自动配液和灌溉，省时省力，且提高了干预的有效性和准确性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.其中：
20.图1为一个实施例中水培种植的干预方法的流程图；
21.图2为一个实施例中服务器指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉的流程图；
22.图3为一个实施例中水培种植的干预系统的架构图。
具体实施方式
23.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.如图1所示，提出了一种水培种植的干预方法，应用于水培种植的干预系统，所述系统包括：水培检测装置、服务器；
26.所述方法包括：
27.步骤102，服务器接收水培检测装置采集到的水培数据，水培数据包括：水培水分、水培ec值和水培微量元素含量。
28.其中，水培检测装置用于对水培中的成分进行检测，包括：水培水分的检测、水培ec值的检测和水培微量元素含量的检测等。服务器与水培检测装置通过网络连接，水培检测装置将检测到的水培数据发送到服务器。其中，水培ec值是用来测量溶液中可溶性盐浓度的，也可以用来测量液体肥料或种植介质中的可溶性离子浓度。
29.步骤104，服务器根据水培检测装置的标识确定对应的农作物标识。
30.其中，水培检测装置用于唯一标识一个水培检测装置，农作物标识用于唯一标识一种农作物，比如，农作物有青瓜、茄子、辣椒等。每一种农作物都对应有一个标识，比如，青瓜对应有青瓜标识，茄子对应有茄子标识。针对不同的农作物相应地会采用不同的水培检测装置。比如，种植青瓜的田地预先设置水培检测装置1用于检测青瓜区域的水培数据，种植茄子的田地预先设置水培检测装置2用于检测茄子区域的水培数据。
31.预先建立水培检测装置标识与农作物标识的对应关系。比如，预先给各个水培检测装置进行编号，将对应的编号作为水培检测装置的标识，然后根据水培设备设备实际检
测的区域确定对应的农作物标识，并建立水培检测装置的标识和农作物标识之间的对应关系。这样，在实际应用中，服务器根据水培检测装置的标识就可以快速确定对应的农作物标识。
32.步骤106，服务器获取与农作物标识对应的农作物模型。
33.其中，由于每种农作物的生长特性都是不同的，即所需要的生长环境都是不同的，为了有针对性地进行干预，针对每一种农作物预先建立一个农作物模型，比如，辣椒对应一个辣椒模型，青瓜对应一个青瓜模型，茄子对应一个茄子模型。农作物模型中包含有该农作物适应的生长条件，比如，适宜的水培水分范围，水培ec值浓度范围，水培微量元素含量范围等。举个例子，对于辣椒模型，适宜水培水分10％～20％，水培ec值浓度300～500us/cm等。
34.步骤108，服务器将水培数据作为农作物模型的输入，获取农作物模型输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值。
35.其中，将水培数据作为农作物模型的输入，便于将水培数据和农作物模型中包含的多条件进行比对，根据比对结果确定需要干预的参数和对应的参数干预值。比如，获取到的水培数据中包括水培水分为8％，而农作物模型中的适宜水培水分为10％～20％，显然，目前的水培水分需要干预，将水培水分作为需要干预的参数，具体需要干预多少，则需要计算对应的参数干预值，比如，若将15％作为一个标准的水培水分值，那么相应参数干预值为15％
‑
8％＝7％，即计算得到水培水分对应的干预值为7％。
36.步骤110，服务器根据需要干预的参数以及对应的参数干预值确定待补充的营养液信息。
37.其中，在确定了需要干预的参数和参数干预值后需要确定营养液信息，由于各个需要干预的参数最后是需要通过营养液的方式灌溉到田地里面的，所以需要确定待补充的营养液信息。只有确定了待补充的营养液信息才能进行自动配液进而进行灌溉。举个例子，针对某一场景，假设采集到的水培水分为8％，ec值浓度600us/cm，那么通过一定的算法计算，最后可能得出需要补充1.5立方米，ec值浓度为100us/cm的营养液。
38.步骤112，服务器根据待补充的营养液信息指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉。
39.其中，相关的硬件设备包括：清水箱、水溶肥料容器、搅拌装置等。比如，通过打开清水箱的水阀将水深入到营养液桶，然后控制将一定量的水溶肥料从水溶肥料容器中也倒出到营养液桶，最后再通过搅拌装置进行搅拌，从而完成营养液的自动配置。之后将营养液流入管道，然后通过管道将营养液输送到农作物。为了节省水资源，采用循环灌溉的模式进行灌溉，通过控制管道上的电磁阀来控制水流的大小，且通过管道将营养液回流到回收箱体进行回收过滤，从而实现循环灌溉。
40.上述水培种植的干预方法，通过水培检测装置采集到水培数据，获取到农作物标识后，确定对应的农作物模型，将水培数据作为农作物模型的输入，获取输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值，进而确定待补充的营养液信息，根据待补充的营养液信息指示相关的硬件设备实现自动配液和灌溉，该方法实现了根据实际需要实现了自动化的配液和灌溉，省时省力，且提高了干预的有效性和准确性。
41.在一个实施例中，所述农作物模型中包括水培水分范围、水培ec值范围和水培微
量元素含量范围；
42.所述服务器将所述水培数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值，包括：
43.判断水培水分是否在水培水分范围，若否，则将水培水分确定为需要干预的参数，根据标准水培水分和水培水分的差值确定水培水分对应的参数干预值；
44.判断水培ec值是否在水培ec值范围，若否，则将水培ec值确定为需要干预的参数，根据标准水培ec值和水培ec值的差值确定水培ec值对应的参数干预值；
45.判断水培微量元素含量是否在水培微量元素含量范围，若否，则将水培微量元素含量确定为需要干预的参数，根据标准水培微量元素含量和水培微量元素含量的差值确定水培微量元素含量对应的参数干预值。
46.其中，农作物模型中包括水培水分范围、水培ec值范围和水培微量元素含量范围等参数，通过将各个参数分别与对应的参数范围进行比对，若属于参数范围内，则说明不需要干预，若不属于参数范围内，则说明该参数需要进行干预。即首先根据比对确定出需要干预的参数，然后再根据每种参数对应的标准值来计算得到相应的干预值。举个例子，假设水培水分范围为10％～20％，而采集到的水培水分为8％，则说明此时水培水分需要进行干预，即水培水分为需要干预的参数。然后假设水培水分对应的标准水培水分为15％，那么该水培水分的参数干预值等于标准水培水分与水培水分之差7％。
47.在一个实施例中，所述服务器根据所述需要干预的参数以及对应的参数干预值确定待补充的营养液信息，包括：根据需要干预的参数确定需要补充的物质；根据对应的参数干预值按照预设的算法计算得到待补充的营养液信息，所述待补充的营养液信息包括：营养液的容量和营养液中待补充物质的含量。
48.其中，营养液信息包括：营养液的容量和里面包含的各物质的含量。本着缺啥补啥的原则，根据上述计算得到的需要干预的参数来确定需要补充的物质，比如，上述计算缺乏水分，则补充水分，缺乏ec值或ec值过剩，则需要进行补充或稀释。若缺乏微量元素，则需要补充微量元素。营养液的容量是根据要补充的水分的量确定的。举个例子，假设计算得到缺乏水分7％，标准水分为15％，在本区域田地的总水分需求为3.21立方米，那么计算需要补充的营养液容量＝3.21*(7/15)＝1.5立方米。
49.在一个实施例中，所述根据对应的参数干预值按照预设的算法计算得到待补充的营养液信息，待补充的营养液信息包括：营养液的容量和营养液中待补充物质的含量，包括：计算标准水培水分和所述水培水分之间的差值；获取总水分参考值，根据所述标准水培水分和所述水培水分之间的差值、所述总水分参考值计算得到所述营养液的容量；当所述待补充物质中有ec时，获取现有含水量，根据所述总水分参考值、所述现有含水量、所述水培ec值和标准水培ec值计算得到待补充的ec值。
50.其中，预设算法具体是，根据标准水培水分和水培水分的差值，以及总水分参考值计算得到营养液的容量。采用如下公式表示：其中，s表示计算得到的需要补充的营养液容量，y表示标准水培水分，y'表示水培水分，e表示总水分参考值。
51.在一个实施例中，ec值是以us/cm为单位的，所以在计算ec值时有其特别的计算方式。不仅需要知道总水分参考值，还需要知道现有含水量，以及标准水培ec值和水培ec值，
在一个实施例中，采用如下公式计算得到：
52.x2＝(e*x
‑
e1*x1)/s
53.其中，x2为计算得到的待补充的ec值，e表示总水分参考值，e1表示现有的含水量，x表示标准水培ec值，x1表示现有的水培ec值，s表示需要补充的营养液容量。举个例子，假设e＝3.21m3，x＝400us/cm，x1＝600us/cm，s＝1.5m3，e1＝1.71m3，那么计算得到x2＝((3.21*400)
‑
(1.71*600))/1.5＝172us/cm。
54.如图2所示，在一个实施例中，服务器根据待补充的营养液信息指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉，包括：
55.步骤202，服务器根据待补充的营养液信息确定水的用量和水溶肥料的用量。
56.其中，已知待补充的营养液信息，根据待补充的营养液信息可以确定具体水的用量和水溶肥料的用量。比如，已知上述营养液容量，即将该营养液容量作为水的用量。已知营养液中待补充物质的含量，那么就可以确定水溶肥料的用量。
57.步骤204，服务器控制清水箱的水阀打开，将与水的用量相应的清水输入到营养液桶。
58.其中，通过控制清水箱的水阀的关开来将于水的用量相应的清水输入到营养液桶，比如，如果需要输入1.5升水，则将1.5升水从清水箱加入到营养液桶。
59.步骤206，服务器控制水溶肥料容器倒出与水溶肥料的用量相等的水溶肥到营养液桶。
60.其中，根据水溶肥料的用量控制水溶肥料容器将相应的肥料倒入上述营养液桶。
61.步骤208，服务器控制添加完清水和水溶肥料的营养液桶进行搅拌，完成配液。
62.其中，清水和肥料都倒入营养液桶后进行搅拌，完成配液。
63.步骤210，服务器控制营养液桶中的营养液进入管道，通过管道上的电磁阀来进行水流大小的控制，并通过管道将营养液回流到回收箱体进行回收过滤，从而实现循环灌溉。
64.其中，自动配液完成后，需要将其灌溉到田地，为了节省水资源，采用循环灌溉的形式，通过控制管道上的电磁阀来控制水流的大小，且通过所述管道将所述营养液回流到回收箱体进行回收过滤以及营养液的检测，从而实现循环灌溉。服务器通过控制相关的硬件设备来实现了自动配液和灌溉，大大提高了干预的有效性和准确性，而且有利于节约人力成本。
65.在一个实施例中，所述系统还包括：空气检测设备，所述空气检测设备用于采集空气湿度、空气温度和光照强度；所述方法还包括：所述服务器接收所述空气检测设备采集到的空气数据，所述空气数据包括：空气湿度、空气温度和光照强度；所述服务器根据所述空气检测设备的标识确定对应的农作物标识；所述服务器获取与所述农作物标识对应的农作物模型；所述服务器将所述空气数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的干预方案；根据所述干预方案控制所述空气加湿器、所述空气温度调节器和所述光照调节器中的至少一个进行干预处理。
66.其中，针对于大棚环境，不但可以监控干预水培数据，还可以监控干预空气数据，包括空气湿度、温度和光照强度等，同样地，不同农作物有不同的农作物模型，将空气数据作为相应的农作物模型，可以获取到相应的干预方案，比如，空气湿度不够，则控制空气加湿器进行干预，如果空气温度过高或过低，则控制空气温度调节器来调节空气温度，光照调
节器用于调节光照条件。通过对空气数据的自动干预，提高了干预的有效性和准确性，从而有利于提高农作物的产量。
67.如图3所示，提出了一种水培种植的干预系统，该系统包括：水培检测装置302、服务器304，水培检测装置302和服务器304通过网络连接；
68.所述水培检测装置用于采集水培数据，所述水培数据包括：水培水分、水培ec值和水培微量元素含量；
69.所述服务器用于接收所述水培检测装置采集到的水培数据；根据所述水培检测装置的标识确定对应的农作物标识；获取与所述农作物标识对应的农作物模型；将所述水培数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的需要干预的参数以及对应的参数干预值；根据所述需要干预的参数以及对应的参数干预值确定待补充的营养液信息；根据所述待补充的营养液信息指示相关的硬件设备进行自动配液和灌溉。
70.在一个实施例中，所述服务器还用于判断所述水培水分是否在所述水培水分范围，若否，则将水培水分确定为需要干预的参数，根据所述水培水分和标准水培水分的差值确定所述水培水分对应的参数干预值判断所述水培ec值是否在所述水培ec值范围，若否，则将水培ec值确定为需要干预的参数，根据所述水培ec值和标准水培ec值的差值确定所述水培ec值对应的参数干预值；判断所述水培微量元素含量是否在所述水培微量元素含量范围，若否，则将水培微量元素含量确定为需要干预的参数，根据所述水培微量元素含量和标准水培微量元素含量的差值确定所述水培微量元素含量对应的参数干预值。
71.在一个实施例中，所述服务器还用于根据需要干预的参数确定需要补充的物质；根据对应的参数干预值按照预设的算法计算得到待补充的营养液信息，所述待补充的营养液信息包括：营养液的容量和营养液中待补充物质的含量。
72.在一个实施例中，服务器还用于计算所述标准水培水分和所述水培水分之间的差值；获取总水分参考值，根据所述标准水培水分和所述水培水分之间的差值、所述总水分参考值计算得到所述营养液的容量；当所述待补充物质中有ec时，获取现有含水量，根据所述总水分参考值、所述现有含水量、所述水培ec值和标准水培ec值计算得到待补充的ec值。
73.在一个实施例中，所述服务器还用于根据所述待补充的营养液信息确定水的用量和水溶肥料的用量；控制清水箱的水阀打开，将与所述水的用量相应的清水输入到营养液桶；控制水溶肥料容器倒出与所述水溶肥料的用量相等的水溶肥到所述营养液桶；控制添加完清水和水溶肥料的营养液桶进行搅拌，完成配液；控制所述营养液桶中的营养液进入管道，通过所述管道上的电磁阀来进行水流大小的控制，并通过所述管道将所述营养液回流到回收箱体进行回收过滤，从而实现循环灌溉。
74.在一个实施例中，所述系统还包括：空气检测设备，所述空气检测设备用于采集空气湿度、空气温度和光照强度；
75.所述服务器还用于接收所述空气检测设备采集到的空气数据，所述空气数据包括：空气湿度、空气温度和光照强度；根据所述空气检测设备的标识确定对应的农作物标识；获取与所述农作物标识对应的农作物模型；将所述空气数据作为所述农作物模型的输入，获取所述农作物模型输出的干预方案；根据所述干预方案控制所述空气加湿器、所述空气温度调节器和所述光照调节器中的至少一个进行干预处理。
76.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以
通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
77.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
78.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。