一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统的制作方法

本实用新型涉及植物工厂技术领域，具体的说，是一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统。

背景技术：

随着消费者对食品安全的重视，家庭种植有着越来越大的市场需求，因为家庭种植不仅可以获得更加新鲜无污染的蔬菜，还能陶冶情操，美化家庭环境。现代家庭的自然种植环境多局限在阳台，阳台的通风效果较好，但是光照方向固定且不均匀，植物长势不佳；另外，在家人长期外出后，植物有缺水枯萎的风险。

常规的植物工厂是通过构建一个全封闭的生长环境，部署温度、湿度、光照、空气循环、营养液供给等各种自动控制系统，实现农作物周年连续生产的高效农业系统。植物工厂产生的蔬菜可以达到无农药、无重金属、低硝酸盐、低生物菌。常规的植物工厂其优点是能降低自然条件对作物的影响，提高作物产量，缺点是全天候供电才能运行，投资和运行成本较大，缺点还在于结构复杂，不适合在家庭部署。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统，通过数据分享模块能获取植物生长关键点的图片或视频，方便用户通过手机分享种植过程；通过智能提醒模块能提供种植建议，帮助用户管理好植物。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统，用于植物工厂内植物生长的监测及种植控制，包括用于种植植物的种植箱体、用于监测/调节种植箱体内植物生长环境参数的植物工厂端、与植物工厂端连接的服务器端以及与服务器端通过网络信号连接的客户端；所述服务器端包括与植物工厂端连接的智能处理模块、与智能处理模块连接的智能提醒模块，所述客户端包括与智能提醒模块连接的智能控制模块以及与智能处理模块连接的数据分享模块。

工作原理：首先在智能提醒模块中输入植物标准生长状态的数据信息，如植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度；在使用过程中，植物工厂端中的智能监测模块实时主要对种植箱内的光照强度、土壤的湿度、以及植物生长的影像资料进行采集，智能监测模块将所采集的数据传递给智能处理模块，智能处理模块对植物图像数据和生长环境数据进行记录，利用计算机视觉技术对图像进行融合分析处理，可得出植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度等数据，可全天候的掌握植物生长信息；智能提醒模块，根据智能处理模块记录和处理后的数据，智能提醒模块比对数据库中存储的该类植物当前生长阶段的标准环境参数（温湿度和光照度）和标准生长状态数据（植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度），进而给出控光控水的种植建议；用户根据种植建议，使用手机通过智能控制模块控制植物工厂的照明系统中LED灯的开关和供水系统即种植箱下部的储水层中水泵的开关，从而控制光照时间和水肥剂量，达到控制植物长势的目的；同时使用者还可以通过手机控制数据共享模块，将智能处理模块获得图像和数据发送到用户手机，用户可将信息分享到QQ、朋友圈、微博等社交平台。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述植物工厂端包括智能监测模块、调节模块以及单片机，所述智能监测模块和调节模块分别与智能处理模块连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述智能监测模块包括安装在种植箱体内且分别通过单片机与智能处理模块连接的光照度传感器、湿度传感器以及与服务器端连接的可见光红外摄像头。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述种植箱体内还设置有种植层以及给种植层进行水和母液供应的储水层，所述可见光红外摄像头以及光照度传感器分别安装在种植箱体的内壁上，所述湿度传感器安装在种植箱体的种植层中。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述调节模块包括照明系统以及供水系统；所述照明系统安装在种植箱体的顶部，所述照明系统以及供水系统通过单片机与智能处理模块连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述供水系统包括安装在储水层的水泵以及与水泵连接且安装在种植箱体顶部内壁上的喷洒装置，所述水泵通过单片机与智能处理模块连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，还包括安装在种植箱体内且分别与智能控制模块连接的通风系统和控温系统。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述服务器端包括图像视频采集卡，所述可见光红外摄像头通过图像视频采集卡与服务器端连接。

进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述客户端包括手机客户端和电脑客户端，所述手机客户端和电脑客户端分别通过网络与服务器端连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型设置有智能提醒模块，能够为使用者提供种植建议，帮助用户管理好植物；

（2）本实用新型设置有数据分享模块，能获取植物生长关键点的图片或视频，方便用户通过手机分享种植过程，并知晓植物的生长情况；

（3）本实用新型通过智能控制模块，能够有效的控制光照时间和水肥剂量，达到控制植物长势的目的；

（4）本实用新型结构简单、实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型的拓扑图；

图3为本实用新型的工作流程图；

其中1-照明系统，2-喷洒装置，3-可见光红外摄像头，4-光照度传感器，5-湿度传感器，6-水泵，7-单片机，8-服务器端，9-网络，10-手机客户端，11-电脑客户端，12-种植箱体。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，如图1-图3所示，一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统，用于植物工厂内植物生长的监测及控制，包括种植箱体12、安装在种植箱体12内的植物工厂端、与植物工厂端连接的服务器端8以及与服务器端8通过网络9信号连接的客户端，所述服务器端8包括与植物工厂端连接的智能处理模块、与智能处理模块连接的智能提醒模块，所述客户端包括与智能提醒模块连接的智能控制模块以及与智能处理模块连接的数据分享模块。

需要说明的是，通过上述改进，首先在智能提醒模块中输入植物标准生长状态的数据信息，如植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度；在使用过程中，植物工厂端中的智能监测模块实时主要对种植箱体12内的光照强度、土壤的湿度、以及植物生长的影像资料进行采集，智能监测模块将所采集的数据传递给智能处理模块，智能处理模块对植物图像数据和生长环境数据进行记录，利用计算机视觉技术对图像进行融合分析处理，可得出植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度等数据，可全天候的掌握植物生长信息；智能提醒模块，根据智能处理模块记录和处理后的数据，智能提醒模块比对数据库中存储的该类植物当前生长阶段的标准环境参数（温湿度和光照度）和标准生长状态数据（植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度），进而给出控光控水的种植建议；用户根据种植建议，使用手机通过智能控制模块控制植物工厂的照明系统1中LED灯的开关和供水系统即种植箱体12下部的储水层122中水泵6的开关，从而控制光照时间和水肥剂量，达到控制植物长势的目的；同时使用者还可以通过手机控制数据共享模块，将智能处理模块获得图像和数据发送到用户手机，用户可将信息分享到QQ、朋友圈、微博等社交平台。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图2所示，所述植物工厂端包括智能监测模块、调节模块以及单片机7，所述智能监测模块和调节模块分别与智能处理模块连接。

需要说明的是，通过上述改进，智能监测模块将所采集、监测的数据传输给智能处理模块，智能处理模块将收集到植物当前实时生长状态与智能处理模块中存储的标准生长状况下植物的高度、叶片大小、成熟度以及所需标准环境参数进行对比，进而给出控光、控水的种植建议。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述智能监测模块包括安装在种植箱体12内且分别通过单片机7与智能处理模块连接的光照度传感器4、湿度传感器5以及与服务器端8连接的可见光红外摄像头3。

需要说明的是，通过上述改进，采用可见光红外摄像头3有效的对植物生长状况信息进行采集，如植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度等等。光照度传感器4有效的对种植箱体12内的光照强度进行采集、湿度传感器5有效的种植箱体12内的湿度进行采集；通过以上参数的采集与植物标准生长状态的数据进行对比，从而实现对用户提供可靠的种植建议。

优选的，所述照明系统1包括LED照明灯，可见光红外光摄像头采用炫亮一族HV-5259，可见光红外光摄像头直接与服务器端8进行连接，把采集到的影响资料传递给服务器端8；光照度传感器4采用型号为GY-485-44009的光照度传感器4，湿度传感器5采用Risym系列的土壤湿度传感器5，单片机7采用型号为STC12LE5204PWM的单片机7，单片机7分别与照明系统1、光照度传感器4、湿度传感器5、水泵6相连，负责湿度和光照度的采集以及水泵6和LED的开关控制，并通过设置有RS232接口的单片机7和服务器端8进行通信。所述服务器端8采用PC机。

所述客户端可以使手机客户端10也可以是电脑客户端11，手机客户端10和电脑客户端11均可通过网络9信号与服务器端8连接。

所述家庭电脑的PCI插槽安装有天敏SDK2000图像视频采集卡负责图像和视频的采集，并通过应用程序处理图像和单片机7传来的检测数据，为智能提醒模块、智能控制模块和智能分享模块提供数据支持。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述种植箱体12内还设置有种植层121以及给种植层121进行水和母液供应的储水层122，所述可见光红外摄像头3以及光照度传感器4分别安装在种植箱体12的内壁上，所述湿度传感器5安装在种植箱体12的种植层121中。

需要说明的是，通过上述改进，所述储水层122设置在种植层121的下方，对植物进行供水和母液供给，湿度传感器5安装在种植层121的土壤内，实现对土壤湿度的监测，保证植物不会出现缺水的情况。

储水层122采用自动供水或手动供水。当采用自动供水时，在储水层还应设置供水水泵，供水水泵能够自动检测水位，当储水层水量低于检测水位时，供水水泵将自动进行抽水。手动供水则需要用户对于用户对储水层的用水量进行检查。优选的将储水层的外围结构由透明材料制作而成，使得用户能够实时对水量进行查看，更加方便。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述调节模块包括照明系统1以及供水系统；所述照明系统1安装在种植箱体12的顶部，所述照明系统1以及供水系统通过单片机7与智能处理模块连接。

需要说明的是，通过上述改进，当出现缺水或光照不足的情况时，用户可通过客户端将指令通过传送给单片机7，单片机7得到指令后将对照明系统1以及供水系统进行控制，实现增加光照或对植物进行浇水。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述供水系统包括安装在储水层122的水泵6以及与水泵6连接且安装在种植箱体12顶部内壁上的喷洒装置2，所述水泵6通过单片机7与智能处理模块连接。

需要说明的是，通过上述改进，当需要供水时，手机客户端10或电脑客户端11发出指令，指令传输到单片机7，单片机7将控制水泵6打开，水泵6通过管道将水输送至喷洒装置2进行浇水。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，所述光照度传感器4以及湿度传感器5通过单片机7、可见光红外摄像头3通过图像视频采集卡，与智能处理模块连接。

需要说明的是，通过上述改进，可见光红外摄像头3、光照度传感器4以及湿度传感器5分别对种植箱体12内的植物进行实时监测，并将数据通过单片机7和图像视频采集卡传递给智能处理模块，智能处理模块，对植物图像数据和生长环境数据进行记录，利用计算机视觉技术对采集到的可见光图像和红外图像进行融合分析处理，可得出植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度等数据，可全天候的掌握植物生长信息；在数据得后，将数据信息传递给智能提醒模块，由智能提醒模块给出合理建议，并将合理建议传递到客户端供客户查看。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，还包括安装在种植箱体12内且分别与智能控制模块连接的通风系统和控温系统。

需要说明的是，通过上述改进，采用通风系统有效的满足种植箱体12内的空气的流通，控温系统有效的保证种植箱体12内的温度处于适合植物生长的状态。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图2所示，所述客户端包括手机客户端10和电脑客户端11，所述手机客户端10和电脑客户端11分别通过网络9与服务器端8连接。手机客户端10或电脑客户端11装有客户端软件，可以接收服务器端8发布的植物图像、视频和种植建议。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例10：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1、图2所示，所述服务器端8包括图像视频采集卡，所述可见光红外摄像头3通过图像视频采集卡与服务器端8连接。

有效的实现对可见光红外摄像头3的图像和视频采集，然后通过服务器端8的智能处理模块处理得到植物图像和特征数据。服务器端8可接收单片机7采集的种植箱体12内光照度传感器4以及湿度传感器5的光照度和湿度数据。服务器端8的智能建议模块对植物特征数据、种植箱体12光照度和土壤湿度进行分析，向手机客户端10和电脑客户端11发送种植建议。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例11：

如图3所示，在使用前首先在智能提醒模块中设定植物标准生长状态下的相关数据，对于智能监测模块所采集数据信息的处理主要通过安装在服务器端8的PC机完成。智能监测模块定时采集湿度、光照度、红外光图像、可见光图像和视频并保存。红外光图像和可见光图像通过特征级图像融合算法得出清晰度较高的图像和特征数据（植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度）通过智能处理模块的处理后，传递给智能提醒模块，为进一步的分享图片和给出种植建议提供支持，种植建议的产生主要依据湿度、光照度和图像特征数据，与智能提醒模块中植物生长标准模式数据比对的结果。根据种植建议，用户可通过控制LED灯和水泵6，达到为植物补水和补光的目的；用户还可以对植物生长状态数据、图片和视频选择是否保存或分享到QQ、朋友圈、微博等社交平台。

如图2所示，所述客户端包括手机客户端10和电脑客户端11，当用户在家时可直接在服务器端8进行控制智能控制模块和数据分享模块；当用户在外时，可通过手机客户端10和电脑客户端11进行控制智能控制模块和数据分享模块。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例12：

一种植物工厂植物长势记录和种植建议系统，用于植物工厂内植物生长的监测及种植控制，包括安装在种植箱体12内的植物工厂端、服务器端8和客户端，植物工厂端、服务器端8和客户端依次连接。

所述植物工程端包括智能监测模块、调节模块以及分别与智能监测模块和调节模块连接的单片机7，智能监测模块包括可见光红外摄像头3、光照度传感器4以及湿度传感器5，调节模块包括照明系统1和供水系统，所述光照度传感器4、湿度传感器5照明系统1和供水系统分别与单片机7连接，可见光红外摄像头3与服务器端8的图像视频采集卡连接。

服务器端8包括与单片机7连接的智能处理模块、与智能处理模块连接的智能提醒模块。当用户在家时，通过作为服务器端8的电脑即可对植物的生长状态进行观察，同时也能通过安装在电脑上的软件对收集植物的图像和视频进行分享。

智能处理模块，对植物图像数据和生长环境数据进行记录，利用计算机视觉技术对采集到的可见光图像和红外图像进行融合分析处理，可得出植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度等数据，可全天候的掌握植物生长信息。智能处理模块设置在服务器上。

智能提醒模块，根据智能处理模块记录和处理后的数据，智能提醒模块比对数据库中存储的该类植物当前生长阶段的标准环境参数（温湿度和光照度）和标准生长状态数据（植株的高度、叶片的大小、瓜果的大小和成熟度），进而给出控光控水的种植建议。智能提醒模块设置在服务器上。

客户端包括与智能提醒模块连接的智能控制端以及与智能处理模块连接的数据分享模块。客户端主要针对于用户不在家时，通过网络将客户端与服务器端8进行连接，使得用户在外也能对植物的相关情况进行了解，同时可以进行相关操作。

智能控制模块，用户根据种植建议，使用手机或电脑控制植物工厂的照明系统1（LED灯）的开关和供水系统（种植箱体12下部的储水层中水泵6）开关，从而控制光照时间和水肥剂量，达到控制植物长势的目的。

智能分享模块，系统将智能处理模块获得植物图像和生长数据发送到用户手机app，通过app用户可将信息分享到QQ、朋友圈、微博等社交平台，与亲朋分享种植的喜悦。

本实用新型中的智能提醒模块、智能控制模块、智能分享模块、智能处理模块、图像视频采集卡均为现有技术，故不赘述其内部结构。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。