一种豆芽生长实时数据管理方法与流程

本发明涉及农作物栽培管理领域，具体涉及一种豆芽生长实时数据管理方法。

背景技术：

1、豆芽的生长过程需要对外界的环境进行监测，判断豆芽在生长过程中的外界环境是否出现异常，并对异常的环境进行调整以确保豆芽最佳的生长环境，可通过传感器采集外界环境的相关数据，并对豆芽在生长过程中的环境数据进行分析管理，进而对豆芽的生长环境是否出现异常进行监测，以提高豆芽的产量和质量。

2、相关技术中通常对采集的历史环境数据进行预测分析，得到标准的环境数据，通过实时获取的环境数据与对应时刻标准的环境数据进行对比，通过分析两者之间的差别程度判断当前环境是否出现异常，但由于豆芽在整个生命周期中有着不同的生长阶段，不同周期的时间跨度存在差异，相同生长阶段的时间跨度也不同，通过现有技术无法得到豆芽精确的标准环境数据，降低对环境异常判断的准确性，从而无法对豆芽的环境数据进行有效的管理。

技术实现思路

1、为了解决由于豆芽不同生命周期的时间跨度不同以及相同生长阶段的时间跨度也不同，导致现有技术无法得到豆芽精确的标准环境数据，降低对环境异常判断的准确性，从而无法对豆芽的环境数据进行有效的管理的技术问题，本发明的目的在于提供一种豆芽生长实时数据管理方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了一种豆芽生长实时数据管理方法，所述方法包括：

3、获取不同生命周期内豆芽在不同采集时刻的历史环境数据，所述历史环境数据包括温度数据和湿度数据；

4、根据生命周期内温度数据的变化和湿度数据的变化，获得每个采集时刻的波动程度；根据所述波动程度将所述生命周期划分为不同的生长阶段；

5、根据所有生命周期中相同生长阶段的采集时刻的数量，从相同生长阶段中筛选得到一个基准阶段，将所述基准阶段的采集时刻作为基准时刻；对所述基准阶段和每个非基准阶段进行动态时间规整处理，获得非基准阶段中与每个基准时刻对应的采集时刻作为规整时刻；根据基准阶段中每个基准时刻和对应规整时刻的历史环境数据，获得每个基准时刻的标准环境数据；

6、根据实时获取的环境数据与所述标准环境数据的差异，获得数据偏离度，根据所述数据偏离度判断当前环境是否异常。

7、进一步地，所述根据生命周期内温度数据的变化和湿度数据的变化，获得每个采集时刻的波动程度包括：

8、将每个生命周期中每个采集时刻的温度数据和湿度数据进行组合，获得每个采集时刻的二维数据点；

9、将每个采集时刻的二维数据点与对应下一个采集时刻的二维数据点相减，获得每个采集时刻的参考向量，其中，生命周期中最后一个采集时刻的所述参考向量为对应采集时刻的所述二维数据点；

10、根据每个采集时刻的参考向量和下一个采集时刻的参考向量之间的角度，以及对应参考向量的模长的差异，获得每个采集时刻的波动程度，其中，最后一个采集时刻的所述波动程度置为0。

11、进一步地，所述根据每个采集时刻的参考向量和下一个采集时刻的参考向量之间的角度，以及对应参考向量的模长的差异，获得每个采集时刻的波动程度包括：

12、将所述角度进行归一化处理获得标准角度值；

13、将每个采集时刻的参考向量的模长与下一个采集时刻的参考向量的模长之间差值的绝对值，作为模长差异；对所述模长差异进行归一化处理获得标准模长差异；

14、将所述标准角度值和所述标准模长差异的和值，作为每个采集时刻的波动程度。

15、进一步地，所述根据所述波动程度将所述生命周期划分为不同的生长阶段包括：

16、选取每个生命周期中最大的两个波动程度对应的采集时刻，作为划分时刻，将两个划分时刻中的最小值作为第一划分时刻，将两个划分时刻中的最大值作为第二划分时刻；

17、将生命周期中小于第一划分时刻的采集时刻作为豆芽的第一生长阶段，将生命周期中不小于第一划分时刻且小于第二划分时刻的采集时刻作为豆芽的第二生长阶段，将生命周期中不小于第二划分时刻的采集时刻作为豆芽的第三生长阶段。

18、进一步地，所述根据所有生命周期中相同生长阶段的采集时刻的数量，从相同生长阶段中筛选得到一个基准阶段包括：

19、统计所有生命周期中相同的每个生长阶段中采集时刻的数量，获取相同的所有生长阶段的采集时刻的数量中的众数；

20、在所有相同生长阶段中，将所述采集时刻数量等于所述众数的生长阶段作为待选阶段；

21、任意选取一个待选阶段作为相同生长阶段中的基准阶段。

22、进一步地，所述对所述基准阶段和每个非基准阶段进行动态时间规整处理，获得非基准阶段中与每个基准时刻对应的采集时刻包括：

23、根据基准阶段与每个非基准阶段之间任意两个采集时刻的所述波动程度的差异，以及任意两个采集时刻的历史环境数据的差异，获得任意两个采集时刻的距离度量；

24、基于dtw算法，根据所述距离度量对基准阶段的基准时刻和非基准阶段的采集时刻进行匹配，获得非基准阶段中与每个基准时刻对应的采集时刻。

25、进一步地，所述根据基准阶段与每个非基准阶段之间任意两个采集时刻的所述波动程度的差异，以及任意两个采集时刻的历史环境数据的差异，获得任意两个采集时刻的距离度量包括：

26、将基准阶段与每个非基准阶段之间任意两个采集时刻的所述波动程度的差值的绝对值，作为第一距离参数；

27、将基准阶段与每个非基准阶段之间任意两个采集时刻的所述历史环境数据的欧氏距离，作为第二距离参数；

28、将所述第一距离参数和所述第二距离参数的乘积值作为任意两个采集时刻的距离度量。

29、进一步地，所述根据基准阶段中每个基准时刻和对应规整时刻的历史环境数据，获得每个基准时刻的标准环境数据包括：

30、将基准阶段中每个基准时刻的历史环境数据和所有非基准阶段中与每个基准时刻对应的规整时刻的同类历史环境数据的平均值，作为每个基准时刻的标准环境数据。

31、进一步地，所述根据实时获取的环境数据与所述标准环境数据的差异，获得数据偏离度包括：

32、对所述实时环境数据与所述标准环境数据之间的欧氏距离进行归一化处理，获得当前时刻的数据偏离度。

33、进一步地，所述根据所述数据偏离度判断当前环境是否异常包括：

34、若所述数据偏离度大于预设异常阈值，则当前环境出现异常，否则，当前环境未出现异常。

35、本发明具有如下有益效果：

36、本发明首先获取豆芽在不同生命周期的历史环境数据，在后续中通过对大量历史环境数据进行管理分析，从而可预测出精确的标准环境数据，考虑到豆芽在整个生命周期中存在不同的生长阶段，并且不同生长阶段之间的数据变化较为剧烈，所以可通过获取的每个采集时刻的波动程度反映每个采集时刻是否为不同生长阶段的过渡时刻，从而在生命周期中划分出不同的生长阶段，后续分别对每个生长阶段单独分析，实现对豆芽历史环境数据更加有效的管理，考虑到豆芽在不同生命周期中的相同生长阶段之间的时间跨度不同，可首先得到相同生长阶段的基准阶段，并对基准阶段与每个非基准阶段进行动态时间规整，得到基准阶段中每个基准时刻与非基准阶段中采集时刻的匹配情况，从而消除相同生长阶段之间的时间跨度不同的问题，进而可预测出更加精确的标准环境数据，并通过数据偏离度实时反映豆芽生长环境的异常情况，提高后续对环境异常判断的准确性，并且对豆芽的历史环境数据做出了更加有效的管理。