[发明专利]植物生长环境参数监控及环境模拟系统

说明书

本发明公开了一种植物生长环境参数监控及环境模拟系统，包括数据采集模块，设于实验容器中，用于采集实验容器中的植物生长的环境参数；环境控制模块，设于实验容器中，用于根据实验系统的环境调节控制指令对实验容器的植物生长环境进行调节；实验系统，内部设有与实验容器内的真实培养组对应的虚拟培养组，用于根据数据采集模块采集的实验容器中的植物生长的环境参数和预设的环境控制指标对环境控制模块进行控制；数据库，用于提供实验数据的存取服务；数据采集模块、环境控制模块、数据库分别通过通信网络与实验系统连接。本发明能够对植物的生长状况和生长环境进行实时监控，能够实现低成本、低风险、高效率、高精度的植物种植与栽培的研究。

技术领域

本发明涉及计算机信息化技术在植物种植与栽培的研究领域的应用，尤其涉及一种植物生长环境参数监控及环境模拟系统。

背景技术

在植物种植与栽培中，可参考的理论存在模糊不清的情况。例如温度、光照、土壤微量元素含量三者对植物生长的影响存在什么样的增减变化关系，是否存在相互促进作用。因此需要在植物种植与栽培中通过控制植物生长环境对影响植物生长的因素进行研究，通常采用设置若干对照组的方法进行研究，但是在目前的研究方法中，控制植物生长环境的普遍方法为大棚、温室种植。大棚和温室种植存在以下问题：

(1)、建造成本高：受高成本影响，设置的对照组数量往往达不到实验基本要求。得到的结果也是大致的温度或湿度区间，难以精准。更没有办法在大棚和田地进行针对土壤微量元素增减实验，因为这样的实验会破坏土质；

(2)、面积大管理成本高：一个大棚需要一名或数名管理人员才能完成植物日常管理和生长情况的记录，设置十个对照组，就要数十名管理人员甚至更多；

(3)、实验失败损失大：因为大棚的面积和成本的原因，大棚内会种植非常多的植物（不可能存在一个大棚一季只种几苗植株的情况），因为种植的量大，尝试新的环境参数的风险高，一旦失败可能导致大量减产造成巨大损失，导致技术人员不敢去尝试新的环境参数，所以，即便设置对照实验组也往往只设置2-3个参数保守的对照组获得大致的适宜生长参数；

(4)、在大棚及温室内无法进行高危险的植物育种实验：在这些相对开放的场所内，技术人员的安全得不到有力保障。

另外现有的研究方法中，普遍采用人工观察记录数据；采用人工记录数据，对纸质表格记录的数据进行处理及分析的成本较高，效率低，且纸质记录容易损毁，不方便保存，更不方便查阅；而且人工目测精确度低于仪器设备，而且很难保证进行记录的时间节点的精确度，特别是夜晚的观察记录的欠缺（夜晚工作人员基本下班即便安排值班人员效率也是极低的，人工24小时观察记录几乎是不可能的，且细微的改变肉眼难以觉察，这导致数据欠缺以及理论的欠缺，相当多的植物种类适宜光照时间和夜间适宜温度尚不明确）。

因此，如何实现低成本、低风险、高效率、高精度的植物种植与栽培的研究，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种植物生长环境参数监控及环境模拟系统，所述系统包括：

数据采集模块，存储有第一ID和第一安全令牌，设置于实验容器中，所述第一安全令牌用于数据采集模块与实验系统连接时对所述数据采集模块的身份进行验证，所述第一ID用于保证所述数据采集模块的身份的唯一性，所述数据采集模块用于采集实验容器中的植物生长的环境参数；

环境控制模块，存储有第二ID和第二安全令牌，设置于实验容器中，所述第二安全令牌用于环境控制模块与实验系统连接时对所述数据采集模块的身份进行验证，所述第二ID用于保证所述环境控制模块的身份的唯一性，所述环境控制模块用于根据实验系统的环境调节控制指令对所述实验容器的植物生长环境进行调节；