[发明专利]基于数字孪生技术的水生植物种植智能调控系统、方法

说明书

本发明公开了基于数字孪生技术的水生植物种植智能调控系统、方法，通过数字孪生和智能调控技术，与当地气象部门实时同步气象数据，在室内智能调控环境箱中模拟不同地区的气候环境条件，开展水生植物种植，极大地提高了水生植物的优选效率，降低了试验成本。本发明具有以下优势：（1）、密闭环境，避免外界环境对环境箱内部的影响。（2）、可控制温度、湿度、风力、风向、光照、降水等气象条件，通过装置调节水生植物生长所需水位，模拟各地的气候环境，避免长途奔波，节约资源。（3）、与当地气象部门进行数据同步，对箱内环境进行实时调节，实现智能调控。

技术领域

本发明涉及基于数字孪生技术的水生植物种植智能调控系统、方法，属于水生植物技术领域。

背景技术

生态航道护岸是主要利用植物或者植物与工程相结合的技术手段，在确保护岸结构稳定性和安全性的前提下，兼顾工程的生态效应，达到水体、土体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态的一种护岸类型。水生植物是生态航道护岸生态系统的重要部分，在维持其水环境生态平衡中有着特别重要地位。因此，为有效解决长江航道的富营养化等问题，在生态航道护岸上种植具有一定水质净化能力的水生植物，不仅可以改善航道水质，还能达到美化环境的效果。

然而，传统的硬质航道护岸表面不利于水生植物生长，微生物亦难以附着繁殖，导致水体自净能力降低，航道生态系统脆弱，水环境质量下降。因此，开展生态航道护岸水生植物群落结构优化研究，确定合适的水生植物群落结构，对改善航道生态系统具有重要意义。目前优选适用于生态航道护岸的水生植物仍存在较多不足，需要前往不同地区调研、种植不同的水生植物，这对人力物力要求较高，而且很难实时监测植物的生长情况；同时多种水生植物种植于同一区域，难以判别各单一植物的水质净化能力。

因此，如何经济、高效的优选出适合于当地生态航道护岸的水生植物，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的目前生态航道护岸水生植物的优选过程仍存在试验成本高、优选效率低等的不足，本发明提供的一种基于数字孪生技术的水生植物种植智能调控系统、方法，通过数字孪生和智能调控技术，与当地气象部门实时同步气象数据，在室内智能调控环境箱中模拟不同地区的气候环境条件，开展水生植物种植，极大地提高了水生植物的优选效率，降低了试验成本。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术内容：

第一方面，一种基于数字孪生技术的水生植物种植智能调控系统，包括：智能调控环境箱、数据中心、温度控制器。

所述智能调控环境箱内设置有防爆灯，用于提供照明。设置有补光灯，用于为植物提供光照。设置有温湿度传感器，用于测量智能调控环境箱内空气的温度与湿度。设置有除湿加湿一体机，用于调节智能调控环境箱内空气的湿度。设置有培养桶，所述培养桶顶部设置有自动补给水装置的喷头，所述培养桶内通过支撑杆设置有浮球液位控制器，所述浮球液位控制器通过数据线输出开关信号，自动补给水装置根据开关信号开启或关闭喷水。所述培养桶底部设置有出水孔，出水孔流出的废水流入水槽后从出水口流出智能调控环境箱。

数据中心通过数据接口接收数据、并通过数据调节智能调控环境箱内各项指标；数据中心分别与防爆灯、补光灯、温湿度传感器、除湿加湿一体机、自动补给水装置、浮球液位控制器和温度控制器相连接。数据中心用于接收温湿度传感器、浮球液位控制器的测量数据，根据接收的数据控制补光灯、除湿加湿一体机、自动补给水装置、温度控制器工作，用于模拟包括温度、湿度、风力、风向、光照、降水的气象环境数据。