[发明专利]一种多态势感知融合的植物生长管理系统

权利要求书

1.一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：包括植物生长态势综合分析系统、传感系统、图像获取系统、边缘计算系统、调光系统、自动化设备系统以及农业物联网管理云平台；

植物生长态势综合分析系统：所述植物生长态势综合分析系统用于对植物的生长态势进行综合分析评估管控，并根据整体评估结果，给出全局最优控制策略，控制相关设备，所述植物生长态势综合分析系统将图像采集数据、GIS地理位置信息数据、环境传感检测数据、算法模型库进行了整合，并与边缘计算进行联动，且采用数字电路作为数据传输通道；

传感系统：所述传感系统用于采集植株生长环境的信息，并按照设定的时间间隔将数据打包发送至边缘计算系统，所述传感系统包括传感设备输入端、数据存储模块、数据传输模块以及数据监测模块，所述数据监测模块包括温湿度传感器、GIS、光照传感器、CO2传感器、光合作用传感器；

图像获取系统：所述图像获取系统用于采集种植区域的植株图像以及视频数据，按照设定的时间间隔对全区域植株进行扫描拍摄，并将打包好的图像视频数据发送到边边缘计算系统，所述图像获取系统包括数据存储模块、数据传输模块以及摄像模块；

边缘计算系统：所述边缘计算系统用于预处理和分析来自传感系统的多路传感器的实时数据以及图像获取系统的图像视频数据，并将处理分析后的数据传输到植物生长态势综合分析系统，且进行植株种类、生长阶段、病虫害以及生长态势的相关识别检测任务；

调光系统：所述调光系统用于在接收来自植物生长态势综合分析系统的控制指令后，根据控制指令对补光装置的开关状态、功率大小、偏转角度以及照射时长进行控制，从而使整体植株得到最佳的补光效果；

自动化设备系统：所述自动化设备系统用于接收植物生长态势综合分析系统发送的控制指令，并根据控制指令进行相关设备的开关和工作模式调整；

农业物联网管理云平台：所述农业物联网管理云平台用于接收植物生长态势综合分析系统发送的植物数据，并对植物数据进行控制策略模型训练，再将经过控制策略模型训练的得到的数据与农业知识库相关数据进行结合，得到最终数据，将最终数据反馈至植物生长态势综合分析系统，所述农业物联网管理云平台包括数据接口、控制策略模型训练模块、农业知识库模块以及云构架模块。

2.根据权利要求1所述的一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：所述植物生长态势综合分析系统和所述传感系统、图像获取系统、边缘计算系统、调光系统、自动化设备系统以及农业物联网管理云平台通过电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：所述图像获取系统获取的图像包括霉病植株区域图像、虫害植株区域图像、区域长势分布图像、植株生长阶段图像以及植株品种图像。

4.根据权利要求1所述的一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：所述边缘计算系统对图像视频数据的处理包括：①、对病虫害植株区域图像识别：通过图像获取系统，获得虫害和霉病植株的区域位置，从而将数据发送至利用调光系统，调节光照强度和角度，及时进行杀虫和霉菌处理；②、对植株品种和生长阶段图像识别：通过图像分析出植物的品种以及所在的生长阶段，从而根据不同植株以及不同生长阶段所需的光照、水肥等不同，及时进行光照、水肥等配比调整；③、对生长态势分布图像识别：通过图像分析出植株生长态势，通过图像对比分析，得到区域的生长态势分布图。

5.根据权利要求1所述的一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：所述自动化设备系统包括自动卷帘机、水肥一体机、通风机以及CO₂自动控制器。

6.根据权利要求1所述的一种多态势感知融合的植物生长管理系统，其特征在于：所述控制策略模型具体为以边缘计算模块处理后的各类传感数据为数据输入；植株模型达到最佳生长态势为目标；低能耗、微调整为约束条件；生长态势评估结果为输出；以求在达到最佳控制输出的同时，尽可能的减少调整的幅度和设备调整的数量，最后将输出转化为控制指令进行设备控制的一种分析模型。