一种植物生长的PH值控制系统的制作方法

本发明涉及ph值控制领域，具体为一种植物生长的ph值控制系统。

背景技术：

1、传统的植物生长的ph值控制系统通常使用一些基本的控制原理和技术来调节和维持植物生长环境中的ph值，是基于固定的规则和阈值进行操作的，因此，传统的植物生长的ph值控制系统往往会有一些弊端。

2、一方面，传统的植物生长的ph值控制系统往往根据设定的目标ph值和实际测量值之间的差异，决定是否需要进行调节，无法自动适应植物生长时所产生的不同条件；

3、另一方面，传统的植物生长的ph值控制系统往往需要大量专业人员手动分析植物生长数据与ph值之间的关系，不仅会由于主观因素导致的判断失误，而且需要大量人力资源。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种植物生长的ph值控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植物生长的ph值控制系统，其包括数据收集模块、建模模块、ph值预测模块和预测结果处理模块，其中：

3、所述数据收集模块包括传感器和公开数据集，所述传感器来收集实时植物生长数据，实时植物生长数据包括不同数据特征，所述公开数据集收集不同的历史植物生长数据，历史植物生长数据包括和实时植物生长数据相同的数据特征，并且将规定的ph值作为历史植物生长数据的标签列。

4、所述建模模块根据不同的历史植物生长数据中不同的数据特征和标签列之间的关系进行模型训练利用决策树算法进行模型训练，ph值预测模块利用训练好的决策树模型对实时植物生长数据进行规定的ph值的预测，并根据决策树算法的特点记录和对实时植物生长数据中不同数据的分析，记录影响规定ph值的数据，所述预测结果处理模块将预测的规定的ph值和影响规定ph值的数据，利用可视化工具进行不同图表的可视化展示。

5、作为本技术方案的进一步改进，所述数据收集模块包括传感器单元，所述传感器单元利用传感器来收集实时植物生长数据，其中传感器包括ph值传感器、生物高度传感器、光照传感器、温湿度传感器、叶片颜色传感器和图像传感器，并将收集到的实时植物生长数据和数据中的当前ph值发送给ph值预测模块和预测结果处理模块。

6、作为本技术方案的进一步改进，所述数据收集模块包括历史数据收集单元，所述历史数据收集单元利用研究机构、农业监测系统和园艺数据库收集不同的历史植物生长数据，并提取历史植物生长数据中的数据特征，并将其中的植物生长时所规定的ph值作为历史植物生长数据的标签列，将收集到的历史植物生长数据发送给建模模块。

7、作为本技术方案的进一步改进，所述建模模块包括历史数据接收单元和模型训练单元，所述历史数据接收单元接收历史数据收集单元发送的历史植物生长数据，用于将数据进行标准化处理，并将处理好的数据发送给模型训练单元；所述模型训练单元利用决策树算法根据历史植物生长数据进行模型训练，并将训练好的模型发送给ph值预测模块。

8、作为本技术方案的进一步改进，所述ph值预测模块包括传感器数据接收单元和模型应用单元，所述传感器数据接收单元接收传感器单元发送的实时植物生长数据，并将数据中的图像数据进行特征处理，将处理好的数据发送给模型应用单元；所述模型应用单元利用模型训练单元训练好的模型对传感器数据接收单元发送的实时植物生长数据进行ph值和影响ph值的数据的预测，并将预测结果发送给预测结果处理模块。

9、作为本技术方案的进一步改进，所述预测结果处理模块包括预测结果接收单元、ph值调整单元和预测结果整理单元，所述预测结果接收单元接收传感器单元和模型应用单元分别发送的当前ph值和预测结果，将当前ph值和预测结果中预测的ph值发送给ph值调整单元，将预测结果发送给预测结果整理单元；所述ph值调整单元根据当前ph值和预测的ph值的大小比较，对当前植物的ph值进行酸碱性的调整；所述预测结果整理单元利用可视化工具对预测结果中的ph值的和影响ph值的数据进行不同图表的可视化展示。

10、作为本技术方案的进一步改进，所述传感器单元利用传感器来收集实时植物生长数据，实时植物生长数据包括不同数据特征，具体包括：

11、ph值传感器：收集的数据是当前植物生长ph值，表示物质的酸碱度；

12、生物高度传感器：收集到的数据是植物高度的数值，表示单位时间内植物的垂直增长量；

13、光照传感器：收集到的数据是光照强度的数值，表示环境中可见光的强度水平；

14、温湿度传感器：收集到的数据是环境的温度和湿度值；

15、叶片颜色传感器：收集到的数据是叶片颜色的数值，用于评估植物的健康状态和营养状况；

16、图像传感器：收集到的数据是植物的图像，这些图像数据用于分析和测量植物的形态、数量和颜色

17、作为本技术方案的进一步改进，所述模型训练单元利用决策树算法通过数据划分、模型训练、模型评估和模型调优来训练模型。

18、作为本技术方案的进一步改进，所述模型应用单元利用训练好的模型对实时植物生长数据进行ph值的预测，具体包括：

19、从根节点开始，依次比较样本的特征值与该节点对应的划分特征的取值，根据不同的取值，将样本沿着相应的子节点移动，并记录移动的节点数据；

20、继续重复上一步，根据当前节点的划分特征和取值，将样本移动到下一个子节点，直到到达叶节点，叶节点对应规定的ph值的数值；

21、最后输出预测的ph值和记录移动的节点数据，其中的节点数据为影响ph值的数据。

22、作为本技术方案的进一步改进，所述预测结果整理单元利用python中的数据可视化库matplotlib来对数据进行折线图、热力图和散点图的多种图表展示。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1、该一种植物生长的ph值控制系统首先利用不同传感器来收集实时植物生长数据，实时植物生长数据包括不同的数据特征，利用研究机构、农业监测系统和园艺数据库收集不同的历史植物生长数据，历史植物生长数据包括包括和实时植物生长数据相同的数据特征，并且将规定的ph值作为历史植物生长数据的标签列，根据不同的历史植物生长数据利用决策树算法进行模型训练，利用训练好的决策树模型对实时植物生长数据进行规定的ph值的预测，从而让植物生长能够在不同且复杂的环境中进行有效的调整，增加植物生长的生命力；

25、2、该一种植物生长的ph值控制系统在利用训练好的决策树算法模型根据实时植物生长数据预测出ph值后，还预测出了影响ph值的数据，并利用python中的数据可视化库matplotlib来对数据进行折线图、热力图和散点图的多种图表展示，以此减少人为手动整理数据而导致的失误，并且节省了人力资源，提高了工作效率。

技术特征：

1.一种植物生长的ph值控制系统，其特征在于：包括数据收集模块（100）、建模模块（200）、ph值预测模块（300）和预测结果处理模块（400），其中：

2.根据权利要求1所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述数据收集模块（100）包括传感器单元（101），所述传感器单元（101）利用传感器来收集实时植物生长数据，其中传感器包括ph值传感器、生物高度传感器、光照传感器、温湿度传感器、叶片颜色传感器和图像传感器，并将收集到的实时植物生长数据和数据中的当前ph值发送给ph值预测模块（300）和预测结果处理模块（400）。

3.根据权利要求2所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述数据收集模块（100）包括历史数据收集单元（102），所述历史数据收集单元（102）利用研究机构、农业监测系统和园艺数据库收集不同的历史植物生长数据，并提取历史植物生长数据中的数据特征，并将其中的植物生长时所规定的ph值作为历史植物生长数据的标签列，将收集到的历史植物生长数据发送给建模模块（200）。

4.根据权利要求3所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述建模模块（200）包括历史数据接收单元（201）和模型训练单元（202），所述历史数据接收单元（201）接收历史数据收集单元（102）发送的历史植物生长数据，用于将数据进行标准化处理，并将处理好的数据发送给模型训练单元（202）；所述模型训练单元（202）利用决策树算法根据历史植物生长数据进行模型训练，并将训练好的模型发送给ph值预测模块（300）。

5.根据权利要求4所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述ph值预测模块（300）包括传感器数据接收单元（301）和模型应用单元（302），所述传感器数据接收单元（301）接收传感器单元（101）发送的实时植物生长数据，并将数据中的图像数据进行特征处理，将处理好的数据发送给模型应用单元（302）；所述模型应用单元（302）利用模型训练单元（202）训练好的模型对传感器数据接收单元（301）发送的实时植物生长数据进行ph值和影响ph值的数据的预测，并将预测结果发送给预测结果处理模块（400）。

6.根据权利要求5所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述预测结果处理模块（400）包括预测结果接收单元（401）、ph值调整单元（402）和预测结果整理单元（403），所述预测结果接收单元（401）接收传感器单元（101）和模型应用单元（302）分别发送的当前ph值和预测结果，将当前ph值和预测结果中预测的ph值发送给ph值调整单元（402），将预测结果发送给预测结果整理单元（403）；所述ph值调整单元（402）根据当前ph值和预测的ph值的大小比较，对当前植物的ph值进行酸碱性的调整；所述预测结果整理单元（403）利用可视化工具对预测结果中的ph值的和影响ph值的数据进行不同图表的可视化展示。

7.根据权利要求2所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述传感器单元（101）利用传感器来收集实时植物生长数据，实时植物生长数据包括不同数据特征，具体包括：

8.根据权利要求4所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述模型训练单元（202）利用决策树算法通过数据划分、模型训练、模型评估和模型调优来训练模型。

9.根据权利要求5所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述模型应用单元（302）利用训练好的模型对实时植物生长数据进行ph值的预测，具体包括：

10.根据权利要求6所述的植物生长的ph值控制系统，其特征在于：所述预测结果整理单元（403）利用python中的数据可视化库matplotlib来对数据进行折线图、热力图和散点图的多种图表展示。

技术总结
本发明涉及PH值控制领域，具体为一种植物生长的PH值控制系统，包括数据收集模块利用传感器来收集实时植物生长数据，实时植物生长数据包括不同数据特征，公开数据集收集不同的历史植物生长数据，历史植物生长数据包括和实时植物生长数据相同的数据特征，并且将规定的PH值作为历史植物生长数据的标签列，建模模块根据不同的历史植物生长数据中不同的数据特征和标签列之间的关系进行模型训练利用决策树算法进行模型训练，PH值预测模块利用训练好的决策树模型对实时植物生长数据进行规定的PH值的预测和记录影响规定PH值的数据，预测结果处理模块将预测的规定的PH值和影响规定PH值的数据，利用可视化工具进行不同图表的可视化展示。

技术研发人员：李晓惠,赖斌,管永红,彭小芬
受保护的技术使用者：金杲易光电科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15