[发明专利]一种智能化盆栽管家控制系统

摘要

本发明公开了一种智能化盆栽管家控制系统，其特征在于：所述管家控制系统由盆栽管家控制系统参数调节平台和智能控制器‑PID串级的土壤水分智能控制系统两部分组成；本发明有效解决了现有盆栽种植的缺陷，通过智能盆栽管家控制系统内设计智能控制器‑PID串级的土壤水分智能控制系统的闭环控制，提高盆栽植物生长环境土壤水分的快速响应、控制精度和鲁棒性，使土壤水分迅速到达系统设定值，来满足盆栽植物的各个生长阶段对水分的需要。

主权项

1.一种智能化盆栽管家控制系统，其特征在于：所述管家控制系统由盆栽管家控制系统参数调节平台和智能控制器‑PID串级的土壤水分智能控制系统两部分组成；所述盆栽管家控制系统参数调节平台包括单片机、土壤水分传感器、温度传感器、湿度传感器、电磁阀、光照度传感器、触摸屏、LED补光灯、PH值传感器、Wifi模块以及摄像头，土壤水分传感器、温度传感器、湿度传感器、电磁阀、光照度传感器、触摸屏、LED补光灯、PH值传感器、Wifi模块以及摄像头均与单片机对应引脚信号连接，实现盆栽环境参数进行检测和对土壤水分进行智能化调节；所述智能控制器‑PID串级的土壤水分智能控制系统，包括参数自调整模糊控制器、土壤水分灰色预测器GM（1，1）、神经网络PID主调节器、神经网络PID副调节器、土壤水分传感器，参数自调整模糊控制器和土壤水分灰色预测器GM（1，1）实现对土壤水分的预测控制，由神经网络PID主调节器、神经网络PID副调节器和土壤水分传感器的检测值组成土壤水分的实时控制，参数自调整模糊控制器和神经网络PID主调节器并联构成对土壤水分调节的实时调节和预测调节的双模控制，参数自调整模糊控制器、神经网络PID主调节器并联和神经网络PID副调节器构成对土壤水分的串级控制；所述双模控制根据土壤水分变化过程特点对影响土壤水分水流的电磁阀开度进行双闭环控制；参数自调整模糊控制器由模糊控制和积分作用两部分并联组成，其模糊控制规则为，式中：为参数自调整模糊控制器的输出；为输出系数； 为自适应控制规则函数，自适应控制规则函数为，为自适应修正因子，；的大小反映了土壤水分的设定值与土壤水分灰色预测值的误差和误差变化率对参数自调整模糊控制器输出影响的程度；土壤水分灰色预测器GM（1,1）必须等距、相邻和不得有跳跃，以最新的土壤水分数据作为参考点去掉最老的土壤水分数据预测下一阶段土壤水分值，这种方法称为等维灰数递补的土壤水分灰色预测GM（1,1）模型，该模型可实现土壤水分较长时间的预测，实现对土壤水分的预测控制。