[发明专利]一种使用AI光谱的无人干预种植系统及其控制方法

权利要求书

1.一种使用AI光谱的无人干预种植系统的控制方法，所述使用AI光谱的无人干预种植系统，用于作物温室的控制，包括监测单元、传输单元、控制分析单元和调控单元；

所述监测单元包括高光谱监测模块、环境监测模块和光照监测模块，所述高光谱监测模块用于采集作物和土壤的高光谱信息；所述环境监测模块用于采集温室内的温度、湿度、空气流动和空气组成的环境信息；所述光照监测模块，用于采集温室中光源的光谱信息和光照强度信息；

所述传输单元，通过无线传感网络将监测单元采集的信息传输至控制单元；

所述控制分析单元，用于存储原产地多种作物各生长阶段的高光谱信息、水肥配比信息、太阳光辐亮度信息、环境信息和土壤高光谱信息，并接收存储传输单元传送的监测单元采集的温室内的对应信息，将监测单元采集的信息与存储的原产地相应作物各生长阶段的信息进行对比分析，根据对比分析结果向调控单元发送调控指令或收割指令；

所述调控单元，判断由控制分析单元接收到的为调控指令或收割指令，若为调控指令，则根据控制分析单元发送的调控指令，判断是否需要调节温室内的温度、湿度、空气流动、空气组成、光照和土壤养分，若需要，则根据调控指令进行调节，否则，控制维持现有状态；若为收割指令，则发送收割提示；

其特征在于，包括以下步骤：

S1，监测单元监测温室内信息

通过高光谱监测模块采集作物和土壤的光谱，并根据作物和土壤的光谱获取作物和土壤的养分信息；通过环境监测模块采集温室内的温度、湿度、空气流动和空气组成的环境信息；通过光照监测模块，采集温室中光源的光谱信息和光照强度信息；

S2，与原产地信息对比分析

S2.1，通过传输单元步骤S1中监测单元采集的信息传输至控制分析单元；

S2.2.1，作物和土壤养分信息的对比分析

通过设置于温室内的高光谱检测仪实时获取土壤及作物叶冠层的光谱，通过反演推算模型：

y＝a₁x₁+a₂x₂+…+a_nx_n

其中：y是通过光谱反演的元素含量，a₁,a₂...,a_n是光谱中各波段权重参数，x₁,x₂...,x_n为光谱的各波段，分别计算温室内作物和土壤采集光谱处的有机质元素含量和水分含量，再计算相应原产地作物和土壤中的有机质元素含量和水分含量，若有机质元素含量和水分含量差值大于预设含量阈值，则生成施肥调控指令；

S2.2.2，环境信息的对比分析

将温室内的环境信息与相应原产地作物的环境信息进行比对，使用深度神经网络模型，计算温室内与相应原产地之间的差值，进行反复迭代，自适应求出相应权重，并设置差异阈值γ，若大于γ，则向调控单元发送环境调控指令，直至小于等于γ停止发送环境调控指令；

S2.2.3，光照强度信息的对比分析

通过设置于温室内的光照传感器采集光照信号n₁，结合温室内温度传感器采集的温度传感器信号n₂，得到人造光源控制参数m＝b₁*n₁+b₂*n₂，其中b₁和b₂分别为n₁和n₂的权重参数，与相应原产地作物的光照强度信息对比，并依据对比差异向调控单元发送光照调控指令；

S2.2.4，生成收割指令

将温室内高光谱监测模块采集的作物光谱曲线C_ug与通过在原产地采集得到的作物高光谱数据库C_j,h中的相应光谱进行差异度分析，计算光谱角差异值若计算结果小于设定阈值，则判定成熟，向调控单元发送收割指令；

S2.3，将调控指令或收割提示发送至调控单元；

S3，对温室内进行调节

判断由步骤S2.3中接收的指令为调控指令或收割指令；若为调控指令，则根据控制分析单元发送的调控指令，判断是否需要调节温室内的温度、湿度、空气流动、空气组成、光照和土壤养分，若需要，则根据调控指令进行调节，否则，控制维持现有状态；若为收割指令，则发送收割提示，进行人工采摘。