[发明专利]一种无土栽培甘薯的装置的数据处理系统及方法

权利要求书

1.一种无土栽培甘薯的装置的数据处理方法，其特征在于，所述无土栽培甘薯的装置的数据处理方法包括以下步骤：

步骤一，通过温湿度检测模块中温湿度传感器的检测甘薯周围的温度、湿度数据信息；通过二氧化碳检测模块中二氧化碳传感器采用二氧Levenberg-Marquardt算法检测甘薯周围的二氧化碳浓度数据；通过液位检测模块利用液位传感器检测培养液的液位数据；通过摄像模块利用摄像器采集甘薯生长状况的监控画面；

步骤二，温湿度检测模块、二氧化碳检测模块、液位检测模块和摄像模块检测到的数据信号传递给中央控制模块，中央控制模块调度供液模块利用水泵给甘薯供给培养溶液；通过二氧化碳生成模块利用二氧化碳发生器给甘薯供应二氧化碳；通过照明模块利用照明灯提供照明操作；

步骤三，通过图像处理模块利用图像处理软件对采集的监控画图图像进行增强处理操作；中央控制模块将处理的数据信号经过信号去噪传递给显示模块，通过显示模块利用显示器显示采集的温度、湿度、二氧化碳浓度、监控画面等数据信息；

所述步骤三的信号去噪的算法为：

式中：η(x，λ)阈值函数，参数a、b为正常数，在振动信号去噪中可以通过调节a、b来改变阈值函数的变化规则，x为小波系数，λ为阈值，参数m(0≤m≤1)，决定了小波阈值的逼近程度，在区间(0，1)中调解参数m，使得硬阈值函数在λ处连续。

2.如权利要求1所述的无土栽培甘薯的装置的数据处理方法，其特征在于，所述二氧化碳传感器测量CO₂浓度采用Levenberg-Marquardt算法：

输入向量为X＝(x₁，x₂，…，x_m)，输出向量为Y＝(y₁，y₂，…，y_n)，期望输出向量为O＝(o₁，o₂，…，o_n)，权值向量为期望输出与实际误差为e_rk＝o_rk-y_rk，其向量为e＝[e₁₁，e₂₁，…，e_1q，e_2q，…，e_nq]，误差向量的Jacobian矩阵为：

权值调整公式为：

w_k+1＝w_k-[J^TJ+μI]^-1J^Te

其中，μ为调整因子：I为单位矩阵。

3.一种实现权利要求1所述无土栽培甘薯的装置的数据处理方法的无土栽培甘薯的装置的数据处理系统，其特征在于，所述无土栽培甘薯的数据处理系统包括：

温湿度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温湿度传感器检测甘薯周围的温度、湿度数据信息；

二氧化碳检测模块，与中央控制模块连接，用于通过二氧化碳传感器检测甘薯周围的二氧化碳浓度数据；

液位检测模块，与中央控制模块连接，用于通过液位传感器检测培养液的液位数据；

摄像模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像器采集甘薯生长状况的监控画面；

中央控制模块，与温湿度检测模块、二氧化碳检测模块、液位检测模块、摄像模块、供液模块、二氧化碳生成模块、照明模块、图像处理模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

供液模块，与中央控制模块连接，用于通过水泵给甘薯供给培养溶液；

二氧化碳生成模块，与中央控制模块连接，用于通过二氧化碳发生器给甘薯供应二氧化碳；

照明模块，与中央控制模块连接，用于通过照明灯提供照明操作；

图像处理模块，与中央控制模块连接，用于通过图像处理软件对采集的监控画图图像进行增强处理操作；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的温度、湿度、二氧化碳浓度、监控画面数据信息。

4.一种应用权利要求1～2任意一项所述无土栽培甘薯的装置的数据处理方法的计算机。