一种蔬菜水培环境监管系统的制作方法

本发明涉及农业种植环境监控，尤其涉及一种蔬菜水培环境监管系统。

背景技术：

1、水培是无土栽培的主要类型之一，是通过特定设施营造相对封闭，能储存营养液的环境，并使根部生长所需的水、肥、气、热等条件保持相对稳定，全部或部分根系“浸泡”在营养液中的栽培方法，通过水培种植可以提高农业中蔬菜种植的产量，这使得需要对蔬菜水培环境进行准确的监测和管理。

2、中国专利公开号：cn112167035a公开了一种水培叶菜生产管理方法及系统，包括，分别采集日光温室内的第一环境信息和人工气候室内的第二环境信息；根据第一环境信息获取成品蔬菜的第一长势评估信息，并根据天气预报信息，预设成品蔬菜的采收期；根据第一长势评估信息，实时调节第二环境信息使成品蔬菜在采收期内达到采收标准时，叶菜幼苗也达到移植标准。该发明实现了对蔬菜生长过程中生长状态的评估，为实现监测蔬菜生长过程中各种环境因素变化对蔬菜生长状态的影响和作物产量的预估，存在对蔬菜水培环境的监管效率低，监管不准确的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种蔬菜水培环境监管系统，用以克服现有技术中对蔬菜水培环境的监管效率低，监管不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种蔬菜水培环境监管系统，包括：

3、第一获取模块，用以根据预设采集周期周期性获取植物大棚内蔬菜水培过程中的环境参数和蔬菜水培的预估水培周期；

4、环境分析模块，用以根据环境参数对蔬菜的光合强度和蔬菜生长适宜度进行分析；

5、控制模块，用以根据蔬菜的光合强度和蔬菜生长适宜度控制植物大棚内的调节装置的运行状态；

6、产量预估模块，用以根据营养液重量和预估水培周期对蔬菜预估产量进行分析，还用以根据蔬菜的光合强度对蔬菜预估产量进行校正；

7、第二获取模块，用以获取蔬菜水培成熟后的蔬菜鲜重、蔬菜干重、实际水培周期和蔬菜实际产量；

8、调整优化模块，用以根据蔬菜实际产量和蔬菜预估产量对蔬菜生长适宜度的分析过程进行调整，所述调整优化模块还用以根据蔬菜鲜重和蔬菜干重对蔬菜预估产量的校正过程进行调整，所述调整优化模块还用以根据实际水培时间对蔬菜预估产量的调整过程进行优化。

9、进一步地，所述环境分析模块设有光合分析单元，其用以根据预设采集周期内的光照强度和二氧化碳浓度计算平均光照强度l和二氧化碳浓度变化量c，设定l＝(l1+l2+...+li)/i；设定c＝ci-c1，其中，l1表示预设采集周期内第一个时刻的光照强度，l2表示预设采集周期内第二个时刻的光照强度，li表示预设采集周期内最后一个时刻的光照强度，i表示预设采集周期内的时刻编号，ci表示预设采集周期内最后一个时刻的二氧化碳浓度，c1表示预设采集周期内第一个时刻的二氧化碳浓度。

10、进一步地，所述光合分析单元根据平均光照强度和二氧化碳浓度变化量判断蔬菜的光合强度，其中：

11、当c＞0时，所述光合分析单元判定蔬菜的光合强度为强；

12、当c≤0且l≥l＇时，所述光合分析单元判定蔬菜的光合强度为中；

13、当c≤0且l＜l＇时，所述光合分析单元判定蔬菜的光合强度为弱。

14、进一步地，所述环境分析模块设有适宜度分析单元，其用以根据环境温度和环境湿度通过适宜度计算公式计算蔬菜生长适宜度，所述适宜度分析单元设有适宜度计算公式如下：

15、s＝(t/t＇+d/d＇)/2

16、其中，s表示蔬菜生长适宜度，t表示环境温度，t＇表示温度阈值，d表示环境湿度，d＇表示湿度阈值。

17、进一步地，所述控制模块根据蔬菜的光合强度和蔬菜生长适宜度控制植物大棚内的调节装置，其中：

18、当光合强度为强时，所述控制模块控制灌溉装置和遮盖装置运行，直到蔬菜生长适宜度大于适宜度阈值，所述控制模块控制灌溉装置和遮盖装置停止运行；

19、当光合强度为中时，所述控制模块控制遮盖装置和加湿装置运行，直到蔬菜生长适宜度大于适宜度阈值，所述控制模块控制遮盖装置和加湿装置停止运行；

20、当光合强度为弱时，所述控制模块控制加湿装置、加热装置和通风装置运行，直到蔬菜生长适宜度大于适宜度阈值，所述控制模块控制加湿装置、加热装置和通风装置停止运行。

21、进一步地，所述产量预估模块设有预估分析单元，其用以根据营养液重量和预估水培周期通过产量预估公式计算蔬菜预估产量，所述预估分析单元设有产量预估公式如下：

22、q＝[m-(m1+m2+...+mi)/i]×4/5×t/t1

23、其中，q表示蔬菜预估产量，m表示营养液容器内营养液的初始重量，l1表示预设采集周期内第一个时刻的营养液重量，l2表示预设采集周期内第二个时刻的营养液重量，li表示预设采集周期内最后一个时刻的营养液重量，t表示预估水培周期，t1表示预设采集周期。

24、进一步地，所述产量预估模块设有预估校正单元，其用以根据蔬菜的光合强度对蔬菜预估产量进行校正，其中：

25、当光合强度为强时，所述预估校正单元对蔬菜预估产量进行校正，校正后的蔬菜预估产量为q1，设定q1＝q×v1；

26、当光合强度为中时，所述预估校正单元不对蔬菜预估产量进行校正；

27、当光合强度为弱时，所述预估校正单元对蔬菜预估产量进行校正，校正后的蔬菜预估产量为q1，设定q1＝q×v2。

28、进一步地，所述调整优化模块设有适宜度调整单元，其用以将蔬菜预估产量和蔬菜实际产量进行比对，并根据比对结果对蔬菜生长适宜度的计算过程进行调整，其中：

29、当α1≤q/q≤α2时，所述适宜度调整单元不对蔬菜生长适宜度的计算过程进行调整；

30、当q/q＜α1或q/q＞α2时，所述适宜度调整单元对蔬菜生长适宜度的计算过程进行调整，调整后的蔬菜生长适宜度为s1，设定s1＝s×q/q；

31、其中，q表示蔬菜实际产量，α1表示第一比对阈值，其取值范围为0.8≤α1＜1，α2表示第二比对阈值，其取值范围为1＜α2≤1.2。

32、进一步地，所述调整优化模块设有预估调整单元，其用以根据蔬菜鲜重和蔬菜干重对蔬菜预估产量的校正过程进行调整，调整后的蔬菜预估产量为q2，设定q2＝q1-q1×(a-b)/(a+b)，其中，a表示蔬菜鲜重，b表示蔬菜干重。

33、进一步地，所述调整优化模块设有预估优化单元，其用以将实际水培时间与预设水培周期进行比对，并根据比对结果对蔬菜预估产量的调整过程进行优化，其中：

34、当α1≤t＇/t≤α2时，所述预估优化单元不对蔬菜预估产量的调整过程进行优化；

35、当t＇/t＜α1或t＇/t＞α2时，所述预估优化单元对蔬菜预估产量的调整过程进行优化，优化后的蔬菜预估产量为q3，设定q3＝q2×t＇/t，其中，t＇表示实际水培时间。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过所述第一获取模块对预设采集周期的设置，以提高周期获取环境参数的准确度，从而提高系统对水培环境分析的准确度，进而提高系统对水培环境的监管效率和准确度，通过所述环境分析模块对环境参数的分析，以分析出蔬菜的光合强度和蔬菜生长适宜度，从而实现对蔬菜水培环境对蔬菜生长影响的监测，进而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度，通过所述控制模块对蔬菜的光合强度和蔬菜生长适宜度的分析，以控制植物大棚内的调节装置的运行，从而使蔬菜水培环境满足蔬菜的生长条件，进而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度，通过所述产量预估模块对营养液重量和预估水培周期的分析，以分析出蔬菜预估产量，从而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度，通过所述产量预估模块对蔬菜生长适宜度的分析，以对蔬菜预估产量进行校正，从而提高系统对预估产量分析的准确度，进而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度，通过所述第二获取模块对成熟后蔬菜的蔬菜鲜重、蔬菜干重、实际水培周期和蔬菜实际产量的获取，以提高获取分析数据的准确度，从而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度，通过所述调整优化模块对蔬菜鲜重、蔬菜干重、实际水培周期和蔬菜实际产量的获取的分析，以对蔬菜预估产量的分析过程进行调整和优化，从而提高系统对蔬菜水培环境的监管效率和准确度。