一种林业育苗培育系统及方法与流程

本发明属于育苗培育系统，具体涉及一种林业育苗培育系统及方法。

背景技术：

1、育苗是指培育幼苗的意思，一般是指在苗圃、温床或温室里培育植株幼苗，以备后续移植至土地里去栽种，特指在植株细小时经过人工的保护直至能独立生存的这个阶段，俗话说苗壮半收成，可见育苗是一项十分主要的工作。

2、育苗室内通过多台温控设备和光照强度设备保持整个育苗室内的幼苗生长的温度和光照强度一直，但是由于育苗室内设有多台设备，每台设备的使用程度不一致，导致不同设备的工作效果不一致，从而导致育苗室内各个区域的幼苗生长环境出现偏差，不能保证所有幼苗的培育达到预期效果。

3、同时幼苗生长过程中，目前大都是人工观察幼苗生长状态，这不仅对幼苗培育工作人员的经验要求很高，同时，还有可能出现误判，导致培育失败。

4、因此，本发明提出一种林业育苗培育系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种林业育苗培育系统及方法，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种林业育苗培育系统，所述系统包括：调节模块、实时数据获取模块、数据处理模块、数据分析模块和控制模块；

4、所述调节模块，包括若干个独立的温控设备本体和光照强度调节设备本体，分布在育苗室内，用于调节育苗室内的育苗温度和光照强度；

5、所述数据获取模块，包括若干个温度采集传感器和光照强度采集传感器，分布在育苗室内，用于采集育苗室内的实时区域温度和区域光照强度；

6、所述数据整合模块，用于将数据获取模块采集的数据进行整合，形成统一的数据库；

7、所述数据分析模块，用于对数据库中的实时数据信息和历史数据信息进行分析，然后制定育苗室温度控制策略和光照强度控制策略；

8、所述控制模块，用于根据育苗室温度控制策略和光照强度控制策略控制调节模块调节育苗室内的温度和光照强度。

9、作为本发明方案的进一步描述，所述数据获取模块的工作过程包括：

10、将育苗室划分为n个区域，每个区域都设置对应的温度采集传感器和光照强度采集传感器，且每个区域都设置对应的温控设备本体和光照强度调节设备本体；

11、分别采集育苗室每个区域的在所有时间段内的动态信息。

12、作为本发明方案的进一步描述，所述数据分析模块的工作过程包括：获取第i个区域历史时间段内温度随时间变化的数据ti(t)，获取第i个区域历史时间段内光照强度随时间变化的数据li(t)，其中，i∈n；

13、分别计算第i个区域的温度调整指标和第i个区域的光照强度调整指标

14、

15、式中，t1是历史时间段的初始时刻，t2是当前时刻，ρ和τ分别为权重系数；

16、将第i个区域的温度调整指标与系统预设的温度指标阈值区间对比，若否则，调整第i个区域的温度；

17、将第i个区域的温度调整指标与系统预设的温度阈值区间对比，若否则，调整第i个区域的光照强度。

18、作为本发明方案的进一步描述，所述调整第i个区域的温度的方法包括：

19、获取第i个区域面积mi和第i个区域周长ci；

20、第i个区域温度调节量为：

21、

22、其中，μt为转化函数；m0为面积标准参考值；γt为周长面积比参考系数；αt、βt为预设比例系数。

23、作为本发明方案的进一步描述，所述调整第i个区域的光照强度的方法包括：

24、获取第i个区域面积mi和第i个区域周长ci；

25、第i个区域光照强度调节量为：

26、

27、其中，μ为转化函数；m0为面积标准参考值；γl为周长面积比参考系数；αl、βl为预设比例系数。

28、作为本发明方案的进一步描述，所述系统还包括温控设备本体状态监测模块：

29、获取第i个区域的当前温度ti(t2)，计算第i个区域温控设备本体状态监测指标：

30、

31、将与预设的目标阈值比较，若大于预设目标阈值，则说明第i个区域温控设备本体状态异常，否则，则说明第i个区域温控设备本体状态状态正常。

32、作为本发明方案的进一步描述，所述系统还包括光照强度调节设备本体状态监测模块：

33、获取第i个区域的当前光照强度li(t2)，计算第i个区域光照强度调节设备本体状态监测指标：

34、

35、将ωi与预设的目标阈值比较，若ωi大于预设目标阈值，则说明第i个区域光照强度调节设备本体状态异常，否则，则说明第i个区域光照强度调节设备本体状态状态正常。

36、作为本发明方案的进一步描述，所述系统还包括幼苗生长监测模块：

37、所述幼苗生长监测模块基于机器视觉采集幼苗的生长高度和绿叶比例，并根据幼苗的生长高度和绿叶比例判断幼苗的生长状态。

38、作为本发明方案的进一步描述，所述幼苗生长监测模块的工作过程包括：

39、获取当前阶段待测幼苗高度h，体积v和绿叶面积s，并通过下式计算幼苗生长状态系数ρ：

40、

41、式中，h0为幼苗当前阶段预期生长高度，v0为幼苗当前阶段预期体积，s0为幼苗当前阶段预期绿叶面积；

42、将幼苗生长状态系数ρ与阈值区间比较，若幼苗生长状态系数ρ属于阈值区间则说明幼苗生长状态正常，若幼苗生长状态系数ρ高于阈值区间，则说明幼苗徒长，若幼苗生长状态系数ρ低于阈值区间，则说明幼苗生长状态较差。

43、一种林业育苗培育系统的培育方法，所述培育方法采用所述的林业育苗培育系统进行培育。

44、本发明的有益效果：

45、1、本发明通过将育苗室划分为若干个区域，每个区域都设有传感器采集每个区域的在所有时间段内的动态信息，筒所有区域在历史时间段内温度和光照强度的变化，并对变化过程进行分析，判断各个区域的温度和光照强度是否需要调整，若需要调整，根据每个区域的面积和周长，计算温度和光照强度的调整量，保证育苗室内每一株树苗所处的温度和光照强度保持一致；

46、2、本发明通过幼苗生长监测模块基于机器视觉采集幼苗的生长高度和绿叶比例，并根据公式计算幼苗生长状态系数ρ，不仅从当前阶段待测幼苗高度h，体积v和绿叶面积s判断，还从当前状态绿叶面积与幼苗体积比例判断，且绿叶面积与幼苗体积比例对幼苗生长状态系数ρ影响较大，避免仅通过幼苗高度和绿叶程度来判断幼苗生长状态，出现误差。

47、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述系统包括：调节模块、实时数据获取模块、数据处理模块、数据分析模块和控制模块；

2.根据权利要求1所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述数据获取模块的工作过程包括：

3.根据权利要求2所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述数据分析模块的工作过程包括：

4.根据权利要求3所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述调整第i个区域的温度的方法包括：

5.根据权利要求3所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述调整第i个区域的光照强度的方法包括：

6.根据权利要求1所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述系统还包括温控设备本体状态监测模块：

7.根据权利要求1所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述系统还包括光照强度调节设备本体状态监测模块：

8.根据权利要求1所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述系统还包括幼苗生长监测模块：

9.根据权利要求8所述的一种林业育苗培育系统，其特征在于，所述幼苗生长监测模块的工作过程包括：

10.一种如权利要求1-9任一所述的林业育苗培育系统的培育方法，其特征在于，所述培育方法采用权利要求1-9任一项所述的林业育苗培育系统进行培育。

技术总结
本发明属于育苗培育系统技术领域，公开了一种林业育苗培育系统及方法，通过将育苗室划分为若干个区域，每个区域都设有传感器采集每个区域的在所有时间段内的动态信息，筒所有区域在历史时间段内温度和光照强度的变化，并对变化过程进行分析，判断各个区域的温度和光照强度是否需要调整，若需要调整，根据每个区域的面积和周长，计算温度和光照强度的调整量，保证育苗室内每一株树苗所处的温度和光照强度保持一致。

技术研发人员：安连任,吕东安,王琳琳
受保护的技术使用者：蒙阴县祥瑞苗木种植专业合作社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15