本发明涉及植物生长环境监测技术领域，尤其涉及一种植物生长环境监测控制方法，具体来说就是一种植物生长环境监控方法及装置、计算机存储介质。
背景技术：
当前，随着全球人口快速增长、耕地面积日益减少、资源短缺、环境污染、农药滥用等问题的日益突显，使得传统农作物和蔬菜的生产在产量与安全上都面临着巨大的挑战；此外，随着人们生活水平的提高，对食物在卫生、营养、健康、绿色等方面的要求也越来越高。解决上述问题最为有效的方法是建立工厂化农业(智能农业)。工厂化农业是植物栽培的最高境界，它根据植物的生长规律及特性，利用人工方法智能地控制植物生长的外部环境(如光环境、水分、二氧化碳和营养供应等)，创造出适合植物生长的最佳环境。它完全采用工业化、程序化的生产模式，实现了栽培环境的最优化，所生产出的植物品质好、产量高、周期短、速度快、污染少、效益高，具有传统栽培模式无法比拟的优势，代表着未来农业的发展方向。
然而，现有工厂化农业都存在着结构复杂、投入的硬件成本高、需要专业技术人员维护的问题，根据“经济效益＝产品总值/生产成本”的关系，现有工厂化农业的经济效益并不高。另外，经济效益的好坏还取决于农作物的产量和质量，即取决于工厂化农业能否产生出品质好、产量高、周期短的“产品”，由于农作物生长的环境对农作物的生长有密切的关系，会影响到农作物的生理过程，进而影响到农作物的数量与质量；但是，同一农作物生长在不同地区、不同季节和不同土壤中，需要的最佳外部环境因素并不相同，而且，对于同一株农作物来说，其不同生长期需要的最佳外部环境因素并不相同。
因此，本领域技术人员亟需研发出一种智能化、低成本的植物生产环境监测控制方法，为当前植物生产提供最有利的生长环境，从而保证农产品的产量与质量。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种植物生长环境监控方法及装置、计算机存储介质，解决了现有工厂化农业普遍存在农产品产量低、品质差，经济效益不高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种植物生长环境监控方法，包括：根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数；周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息；根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块；根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
本发明的具体实施方式还提供一种植物生长环境监控装置，包括：初始化单元，用于根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数；采集单元，用于周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息；确定单元，用于根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块；更新单元，用于根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行植物生长环境监控方法。
根据本发明的上述具体实施方式可知，植物生长环境监控方法及装置、计算机存储介质至少具有以下有益效果：定位器定位农作物的位置信息，控制器从云端服务器获取对应该位置信息的气候信息和土壤信息等宏观环境信息，并根据宏观环境信息和农作物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数；农作物生长过程中，采集器周期性采集不同区块农作物的微观环境信息及农作物的生长状态信息，分析比较出最好生长状态的农作物，并利用这些农作物所在区块的生长环境参数更新环境控制设备的控制参数，从而让所有农作物在最佳环境中生长，使农作物的生长不受自然条件的制约，充分发挥农作物的生长潜能，单位土地上，在单位时间内生产出品质好、数量多的农产品，而且整个监控装置自适应控制，不需要专业人员操作维护，经济效益好，实现农产品的智能化生产。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
图1为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例一的流程图。
图2为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例二的流程图。
图3为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例三的流程图。
图4为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例一的框图。
图5为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例二的框图。
图6为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例三的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
图1为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例一的流程图，如图1所示，先初始化环境控制设备的控制参数，再采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息，然后利用生长状态信息确定最佳生长区块，最后根据最佳生长区块对应的微观环境信息更新环境控制设备的控制参数。
该附图所示的具体实施方式中，植物生长环境监控方法包括：
步骤101：根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数。本发明的具体实施例中，宏观环境信息具体可以包括：历史日平均气温、历史日平均光照强度、历史日平均湿度、历史日平均二氧化碳浓度、历史土壤湿度、历史土壤温度和土壤营养元素含量。属性信息具体可以包括植物的种、亚种、变种和变型。植物可以为农作物、观赏植物、绿化植物等。环境控制设备可以为灌溉设备、温控设备、湿度控制设备、二氧化碳浓度控制设备、光照时间控制设备等中的一个或多个组合。一个或多个区块上可以布置一套环境控制设备。
步骤102：周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息。本发明的具体实施例中，采集生长状态信息和微观环境信息的设备包括空气温度、湿度传感器，光照度传感器，二氧化碳传感器，土壤PH值传感器，风向传感器，风速传感器，雨量传感器等。每个区块上可以布置一套采集设备。采集周期可以为每天、三天、每周、半月、每月等。区块大小可以为1平方米～100平方米，例如，1平方米、4平方米、9平方米、16平方米等。微观环境信息具体包括：当前采集周期内的气温曲线、光照强度曲线、湿度曲线、二氧化碳浓度曲线、土壤湿度曲线和土壤温度曲线等。
步骤103：根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块。本发明的具体实施例中，生长状态信息包括植物的高度、叶片密度和叶片色泽。步骤103具体包括：根据植物的生长周期和当前采集周期的序数确定所述高度、所述叶片密度和所述叶片色泽的权重；根据所述权重、区块上植物的高度、叶片密度和叶片色泽计算每个区块的生长值；选取所述生长值最大的区块作为最佳生长区块。
假如植物的生长周期为4个月，采集周期为半个月，当前采集周期的序数为3，即植物生长时间段为1个月～1.5个月。通常植物生长初期，叶片密度的权重较大；植物生长中期，植物高度的权重较大；植物生长后期，叶片色泽的权重较大。植物的高度为区块上所有植株的平均高度，叶片密度为区块上所有植株覆盖区块的面积与区块总面积的之比。
步骤104：根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
参见图1，利用植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数，将植物生长区域分成多个区块，监测每个区块上植物的生长状态信息和微观环境信息，找出植物生长最好的区块，并在下一个采集周期内将该区块的微观环境信息提供给植物生长区域内其它区块上的植物，从而让所有植物在最佳环境中生长，使植物的生长不受自然条件的制约，充分发挥植物的生长潜能，单位土地上、单位时间内生产出品质好、数量多的产品。
图2为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例二的流程图，如图2所示，在植物的下一个采集周期内利用更新后的控制参数操作环境控制设备。
该附图所示的具体实施方式中，步骤104之后，植物生长环境监控方法还包括：
步骤105：在下一个周期内利用更新后的控制参数操作所述环境控制设备。本发明的具体实施例中，所有环境控制设备在更新后的控制参数的控制下进行工作，从而为植物生长区域内的所有植物提供最佳的生长环境。
参见图2，可以让区域内的所有植物在最佳环境中生长，使植物的生长不受自然条件的制约，充分发挥植物的生长潜能，单位土地上，单位时间内生产出品质好、数量多的产品。
图3为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控方法的实施例三的流程图，如图3所示，根据植物生长区域的位置信息从云端服务器获取宏观环境信息和属性信息。
该附图所示的具体实施方式中，步骤101之前，该方法还包括：
步骤099：定位植物生长区域的位置信息，其中，所述植物生长区域由多个区块构成。本发明的具体实施例中，为了保证不同区域的植物都生长在最佳环境内，需要知道植物生长的位置。植物生长区域由多个区块组成，例如，将一亩地划分成十个区块等。
步骤100：根据所述位置信息从云端服务器获取所述宏观环境信息和所述属性信息。本发明的具体实施例中，宏观环境信息具体包括：历史日平均气温、历史日平均光照强度、历史日平均湿度、历史日平均二氧化碳浓度、历史土壤湿度、历史土壤温度和土壤营养元素含量等。属性信息具体包括植物的种、亚种、变种和变型等。
参见图3，利用定位单元定位植物的生长区域，由于云端服务器事先存储有每个区域的宏观环境信息，植物的属性信息通常由用户输入；
根据位置信息通过移动网络或者互联网从云端服务器获取宏观环境信息。根据植物生长的位置信息初始化环境控制设备的控制参数，可以让植物一开始就生长在较好的环境里。
图4为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例一的框图，如图4所示的装置可以应用到图1～图3所示的方法中，初始化单元初始化环境控制设备的控制参数，采集单元采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息，然后确定单元利用生长状态信息确定最佳生长区块，最后更新单元根据最佳生长区块对应的微观环境信息更新环境控制设备的控制参数。
该附图所示的具体实施方式中，植物生长环境监控装置包括：初始化单元1、采集单元2、确定单元3和更新单元4。其中，初始化单元1用于根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数；采集单元2用于周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息；确定单元3用于根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块；更新单元4用于根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。本发明的具体实施例中，生长状态信息包括植物的高度、叶片密度和叶片色泽。确定单元3具体包括确定模块、计算模块和选取模块。其中，确定模块用于根据植物的生长周期和当前采集周期的序数确定所述高度、所述叶片密度和所述叶片色泽的权重；计算模块用于根据所述权重、区块上植物的高度、叶片密度和叶片色泽计算每个区块的生长值；选取模块用于选取所述生长值最大的区块作为最佳生长区块。
参见图4，利用植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数，将植物生长区域分成多个区块，监测每个区块上植物的生长状态信息和微观环境信息，找出植物生长最好的区块，并在下一个采集周期内将该区块的微观环境信息提供给植物生长区域内其它区块上的植物，从而让所有植物在最佳环境中生长，使植物的生长不受自然条件的制约，充分发挥植物的生长潜能，单位土地上、单位时间内生产出品质好、数量多的产品。
图5为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例二的框图，如图5所示，操作单元在植物的下一个采集周期内利用更新后的控制参数操作环境控制设备。
该附图所示的具体实施方式中，植物生长环境监控装置还包括操作单元5。其中，操作单元5用于在下一个周期内利用更新后的控制参数操作所述环境控制设备。
参见图5，可以让区域内的所有植物在最佳环境中生长，使植物的生长不受自然条件的制约，充分发挥植物的生长潜能，单位土地上，单位时间内生产出品质好、数量多的产品。
图6为本发明具体实施方式提供的一种植物生长环境监控装置的实施例三的框图，如图6所示，获取单元根据植物生长区域的位置信息从云端服务器获取宏观环境信息和属性信息
该附图所示的具体实施方式中，植物生长环境监控装置还包括定位单元6和获取单元7。其中，定位单元6用于定位植物生长区域的位置信息，其中，所述植物生长区域由多个区块构成；获取单元7用于根据所述位置信息从云端服务器获取所述宏观环境信息和所述属性信息。
参见图6，利用定位单元6定位植物的生长区域，由于云端服务器事先存储有每个区域的宏观环境信息，植物的属性信息通常由用户输入；根据位置信息通过移动网络或者互联网从云端服务器获取宏观环境信息。根据植物生长的位置信息初始化环境控制设备的控制参数，可以让植物一开始就生长在较好的环境里
本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行植物生长环境监控方法，具体包括以下步骤：
步骤101：根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数。
步骤102：周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息。
步骤103：根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块。
步骤104：根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行植物生长环境监控方法，具体包括以下步骤：
步骤101：根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数。
步骤102：周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息。
步骤103：根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块。
步骤104：根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
步骤105：在下一个周期内利用更新后的控制参数操作所述环境控制设备。
本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令经由数据处理设备处理时，该数据处理设备执行植物生长环境监控方法，具体包括以下步骤：
步骤099：定位植物生长区域的位置信息，其中，所述植物生长区域由多个区块构成。
步骤100：根据所述位置信息从云端服务器获取所述宏观环境信息和所述属性信息。
步骤101：根据植物生长的宏观环境信息和植物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数。
步骤102：周期性采集不同区块植物的生长状态信息和不同区块的微观环境信息。
步骤103：根据所述生长状态信息从不同区块中确定最佳生长区块。
步骤104：根据所述最佳生长区块对应的微观环境信息更新所述控制参数。
本发明具体实施例提供一种植物生长环境监控方法及装置、计算机存储介质，定位器定位农作物的位置信息，控制器从云端服务器获取对应该位置信息的气候信息和土壤信息等宏观环境信息，并根据宏观环境信息和农作物的属性信息初始化环境控制设备的控制参数；农作物生长过程中，采集器周期性采集不同区块农作物的微观环境信息及农作物的生长状态信息，分析比较出最好生长状态的农作物，并利用这些农作物所在区块的生长环境参数更新环境控制设备的控制参数，从而让所有农作物在最佳环境中生长，使农作物的生长不受自然条件的制约，充分发挥农作物的生长潜能，单位土地上，在单位时间内生产出品质好、数量多的农产品，而且整个监控装置自适应控制，不需要专业人员操作维护，经济效益好，实现农产品的智能化生产。
上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。