一种植物监控方法及系统与流程

本发明涉及植物种植技术领域，具体涉及一种植物监控方法及系统。

背景技术：

植物在水生生态系统中处于初级生产者的地位，通过自身的生长代谢可以大量吸收氮、磷等，从而达到吸收污水中的营养物质、吸附悬浮颗粒物、抑制低等藻类生长、富集重金属等。

植物通过附着、吸收、积累和降解四个环节，吸收水体中的污染物质及微量元素。被吸收的营养物质随之从水体中输出，从而达到净化水体的作用。植物的存在，为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息场所。这些生物能大大加速截留在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化。此外，植物的根系还能分泌促进嗜磷、氮细菌生长的物质，从而间接提高净化率。总之，水生植物的存在，有利于形成一个良性的水生生态系统，并能在较长时间内保持水质的稳定。

污水中富含大量氮、磷等植物生长所需的营养物质元素，因此，利用污水来进行植物种植，既能降解污水，又能有效保证植物生长需求。是一种双赢的新型污水处理方法。

但是，植物的生长发育过程是一个复杂的动态变化的过程，如果无法适当的控制用于植物种植的污水量，那么也无法有效的实现污水降解和植物的种植。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是如何基于植物的生长发育情况，控制用于植物生长的污水量。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面，提供一种植物监控的方法，所述方法包括：

获取植物生长的环境参数以及植物的生长参数；

根据所述植物生长的环境参数以及植物的生长参数，确定植物在预定时间内生长所需的营养元素和水份；

根据污水的成分含量，换算得到满足所述植物在所述预定时间内生长所需的营养元素和水份的污水量；

根据所述污水量自动控制用于所述预定时间内植物浇灌的污水量。

其中，所述植物生长的环境参数包括环境温度、湿度和气压中的至少一种，所述植物的生长参数包括植物的高度、直径、营养元素、植物细胞内激素和代谢产物浓度参数中的至少一种。

为解决上述技术问题，本发明实施例第二方面，提供一种植物监控系统，所述植物监控系统包括微处理器以及分别与所述微处理器电连接的环境监测设备、植物监测设备以及进水阀门，其中：

所述环境监测设备用于监测所述植物生长的环境参数，并将所述环境参数输出给所述微处理器；

所述植物监测设备用于监测所述植物的生长参数，并将所述生长参数输出给所述微处理器；

所述微处理器基于所述环境参数以及所述生长参数，计算得到所述植物在预定时间内生长所需的营养元素和水份；

所述微处理器进一步根据所述植物在预定时间内生长所需的营养元素和水份，控制所述进水阀门在预定时间内的污水进入量，以利用所述污水提供所述植物生长所需的营养元素和水份。

其中，所述环境监测设备包括温度监测器、湿度监测器以及气压监测器中的至少一种。

其中，所述植物监测设备为微流生物芯片。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第三方面，提供一种植物监控系统，所述植物监控系统包括处理器、存储器及其存储的指令，所述处理器执行所述指令时实现上述方法的步骤。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过环境监测设备以及植物监测设备监测植物生长的环境参数和植物的生长参数，基于环境参数和生长参数，计算得到植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，进而控制进水阀门在预定时间内的污水进入量，以利用污水提供植物生长所需的营养元素和水份。该方法能够实时监测环境的生长发育状况，基于植物生长发育状况来调节用于灌溉的污水量，从而既能有效的进行污水处理，同时又能很好的满足植物生长需求，真正意义上实现一种双赢的污水处理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种植物监控的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种植物监控系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种植物监控系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步的详细说明本发明的技术方案，以下将结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行详细说明，但是，具体实施例的描述只是为了方便理解本发明的方案，并不用以限定本发明的保护范围。

请结合参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种植物监控的方法的流程示意图，为了便于说明，图1仅示出了与本发明实施例相关的部分，图1示例的植物监控的方法包括以下步骤：

S101：获取植物生长的环境参数以及植物的生长参数；

在本发明实施例中，可以通过环境监测设备监测植物生长环境的温度、湿度和气压中的一种或多种参数。通过植物监测设备来监测植物生长过程中的植物的高度、直径、营养元素、植物细胞内激素和代谢产物浓度等。

当然，在具体实现过程中，植物监测设备、环境监测设备可以是一个设备实现，也可以是分别用不同的设备来实现功能。比如通过温度计、气压计和湿度计来作为环境监测设备，或者，植物监测设备为微流生物芯片。

S102：根据植物生长的环境参数以及植物的生长参数，确定植物预定时间内生长所需的营养元素和水份；

为实现本发明的方案，本发明还通过试验建立植物生长发育的参数变化过程，从植物生长发育的参数来统计植物正常生长发育的标准参数。这个标准参数，能反应不同阶段植物生长发育的标准，比如植物高度、直径。还包括不同阶段植物生长所需营养元素和水份，比如从种子到发芽阶段，从发芽长到5厘米高......，这些每个阶段需要N、P、C以及水份分别为多少等等。这个标准参数数据的建立，有利于以此为标准来衡量植物监控过程中，基于标准参数数据和植物生长状态来确定植物在预定时间内所需的营养元素和水份。

当然，在具体实现过程中，可以基于不同的植物分别建立标准参数数据库，也可以以不同类别的植物进行分类，通过多个同类植物的生长过程参数进行统计获取同一类植物的标准参数数据库。

S103：根据污水的成分含量，换算得到满足植物预定时间内生长所需的营养元素和水份的污水量；

污水中富含氮、磷等，还含有大量如铜、铁、硼、砷、锰等微量元素，这些都能极好的为植物生长提供养料。因此，本发明实施例中，利用污水代替常规的植物化肥来为植物提供养份。

通过以上的植物生长参数和环境参数，计算得到植物预定时间内生长所需的营养元素和水份。比如两天内植物生长所需营养元素N为50mg，P为100mg，铁0.5mg......，所需水份为200ML，而污水的成分含量可以通过测定而确定，因此，基于植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，就可以换算得到预定时间内为植物提供养份的污水量为多少。

S104：根据污水量自动控制预定时间内用于植物浇灌的污水量。

确定为植物提供养份的污水量，系统就可以根据污水量，控制进水阀门在预定时间内的污水进入量，从而既能利用污水来为植物提供养份，又能使得经植物吸收后排出的水达到净化标准。

在本发明另一实施例中，进一步提供一种植物监控系统，请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种植物监控系统的结构示意图，为了便于说明，图2仅示出了与本发明实施例相关的部分，如图所示，本发明的植物监控系统100包括微处理器11以及分别与微处理器11电连接的环境监测设备12、植物监测设备13以及进水阀门14，其中：

环境监测设备12用于监测植物生长的环境参数，并将环境参数输出给微处理器11。

在本发明实施例中，可以通过环境监测设备12监测植物生长环境的温度、湿度和气压中的一种或多种参数。

环境监测设备12包括温度监测器、湿度监测器以及气压监测器中的至少一种。当然，在实际应用过程中，基于功能的实现，可以将多种监测器集成在一个设备上，也可以分别利用不同的监测器来分别获取数据输出给微处理器11。只要能够实现本发明的目的，具体实现方式本发明不作限定。

植物监测设备13用于监测植物的生长参数，并将生长参数输出给微处理器。

通过植物监测设备13来监测植物生长过程中的植物的高度、直径、营养元素、植物细胞内激素和代谢产物浓度等。

作为一种具体的实现，植物监测设备13为微流生物芯片。即通过根微流生物芯片结合荧光共振能量转移探针监测并将数据输出至微处理器11。

在具体实现时，植物监测设备13和环境监测设备12可以是分别独立的两套设备，也可以集成为一个设备来实现功能，比如植物生长测量仪。

微处理器11基于环境参数以及生长参数，计算得到植物预定时间内生长所需的营养元素和水份。

为实现本发明的方案，本发明还通过试验建立植物生长发育的参数变化过程，从植物生长发育的参数来统计植物正常生长发育的标准参数。这个标准参数，能反应不同阶段植物生长发育的标准，比如植物高度、直径。还包括不同阶段植物生长所需营养元素和水份，比如从种子到发芽阶段，从发芽长到5厘米高......，这些每个阶段需要N、P、C以及水份分别为多少等等。这个标准参数数据的建立，有利于以此为标准来衡量植物监控过程中，基于标准参数数据和植物生长状态来确定植物在预定时间内所需的营养元素和水份。

当然，在具体实现过程中，可以基于不同的植物分别建立标准参数数据库，也可以以不同类别的植物进行分类，通过多个同类植物的生长过程参数进行统计获取同一类植物的标准参数数据库。

微处理器11进一步根据植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，控制进水阀门的预定时间内污水进入量，以利用污水提供植物生长所需的营养元素和水份。

污水中富含氮、磷等，还含有大量如铜、铁、硼、砷、锰等微量元素，这些都能极好的为植物生长提供养料。因此，本发明实施例中，利用污水代替常规的植物化肥来为植物提供养份。

通过以上的植物生长参数和环境参数，微处理器11计算得到植物预定时间内生长所需的营养元素和水份。比如两天内植物生长所需营养元素N为50mg，P为100mg，铁0.5mg......，所需水份为200ML，而污水的成分含量可以通过测定而确定，因此，基于植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，就可以换算得到预定时间内为植物提供养份的污水量为多少。

确定为植物提供养份的污水量，微处理器11就可以根据污水量，控制进水阀门14在预定时间内的污水进入量，从而既能利用污水来为植物提供养份，又能使得经植物吸收后排出的水达到净化标准。

更进一步地，本发明实施例提供另一种植物监控系统，如图3所示，图3是本发明实施例提供的另一种植物监控系统的结构示意图，为了便于说明，图3只示出与本发明实施例相关的部分，如图所示，本实施例的植物监控系统200包括处理器201、存储器202及存储在存储器202上的指令。

可选的是，处理器201可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。也可以是一种集成电路芯片，具有计算(包括判断)和控制能力，处理器201还可以是通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件，或者分立硬件组件等，在此不作具体限定。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

处理器201可用于获取植物生长的环境参数以及植物的生长参数，确定植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，进而根据污水的成分含量，换算得到满足植物预定时间内生长所需的营养元素和水份的污水量，从而根据污水量，控制预定时间内进水阀门的污水进入量，以利用污水灌溉植物。

存储器202，可用于存储电磁波信号转换得到的可测量的电压幅值、计算得到的距离和方位数据；存储器202还用于存储指令，当存储器202存储的指令203在被处理器201读取并执行时，实现上述植物监控的方法的步骤。从植物监控系统200组成的层次结构而言，植物监控系统200的指令分为微指令，机器指令和宏指令，其中，微指令是微程序级的命令，属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，属于软件；机器指令，介于微指令和宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作等，如上也在某种程度上说明了在智能终端系统(例如计算机系统)中，软件和硬件没有明确的界限，软件实现的功能可以用硬件来实现(硬化)；硬件实现的功能也可以用软件来实现(软化)，如常用播放软件代替视频卡。

程序即服务器可以识别运行的指令集合，因此服务器还可包括程序，程序又可包括系统程序和应用程序，程序可以是后台服务。系统程序可用于将植物监控系统200连接到网络，还可用于配置植物监控系统200的通知栏；还可用于监听植物监控系统200的通知栏；还可用于获取接收到的请求和消息等。应用程序可用于搭建交互平台，并接收交互信息。

上述是本发明实施例提供的一种植物监控的方法及系统的详细说明，可以理解，本发明环境监测设备以及植物监测设备监测植物生长的环境参数和植物的生长参数，基于环境参数和生长参数，计算得到植物预定时间内生长所需的营养元素和水份，进而控制进水阀门在预定时间内的污水进入量，以利用污水提供植物生长所需的营养元素和水份。该方法能够实时监测环境的生长发育状况，基于植物生长发育状况来调节用于灌溉的污水量，从而既能有效的进行污水处理，同时又能很好的满足植物生长需求，真正意义上实现一种双赢的污水处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。