一种兰花自动化培植系统及培植方法
技术领域
本发明属于植物栽培技术领域，尤其涉及一种兰花自动化培植系统及培植方法。
背景技术
目前：
兰花(学名：Cymbidium ssp.)，是单子叶植物纲、兰科、兰属植物通称。附生或地生草本，叶数枚至多枚，通常生于假鳞茎基部或下部节上，二列，带状或罕有倒披针形至狭椭圆形，基部一般有宽阔的鞘并围抱假鳞茎，有关节。总状花序具数花或多花，颜色有白、纯白、白绿、黄绿、淡黄、淡黄褐、黄、红、青、紫。兰花对生长环境要求苛刻，栽培需要耗费大量时间以及投入大量精力，为减少兰花育苗成本的降低出现兰花自动化培植系统。但是目前的兰花自动化培植系统无法满足兰花生长中光照、温度、湿度需求，导致自动化培植的兰花的质量较差。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前的兰花自动化培植系统无法满足兰花生长中光照、温度、湿度需求，导致自动化培植的兰花的质量较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种兰花自动化培植系统及培植方法。
本发明是这样实现的，一种兰花自动化培植方法及培植系统，所述兰花自动化培植方法包括：
步骤一，通过光照测试仪测定兰花种植室内光照强度，在光照强度小于5000Lux时，通过照灯进行兰花种植室内光照补给；在光照强度大于5000Lux时10000Lux时，通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光；保持光照强度为5000～10000Lux；
所述通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光具体包括：
(1.1)根据遮光膜收卷装置及控制设备建立模型；对遮光膜收卷控制装置参数进行限制；
(1.2)根据遮光膜收卷装置机械运动曲线和关键帧机械的位置建立单一收卷机械的独立动作；
(1.3)根据时间轴整合单一收卷机械的独立动作形成连贯的单一收卷机械连贯的动作；
(1.4)根据时间轴整合多个单一收卷机械连贯的动作形成多收卷机械的动作动画；
(1.5)根据多收卷机械的动作动画输出对应的收卷机械控制设备的控制程序；
(1.6)将输出的控制程序转换指定格式后发送到PLC；PLC执行收卷机械控制设备的控制程序，实现对黑色遮光膜收卷的控制；
步骤二，通过温度传感器监测兰花种植室内温度，在温度小于15℃时，通过加热器对兰花种植室的温度进行提升；在温度大于26℃时，通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光，降低室内温度，并开窗通风；保持温度为15-26℃；
步骤三，通过湿度传感器检测兰花种植室内土壤湿度，计算土壤含水量，在土壤含水量小于16％时，通过浇灌管道对兰花根部进行浇灌，浇灌后保持土壤含水量为16-22％；
所述土壤含水量计算方法包括：
(3.1)在兰花种植区土壤中设立采样点，通过湿度传感器分别采集每个采样点的湿度参数值；
(3.2)确定各个采样点的权重阈值；
(3.3)根据采集到的各采样点的湿度参数值与各采样点的权重阈值确定土壤含水量；
步骤四，通过图像采集程序采集兰花种植区域图像，通过图像分析程序分析采集图像，确定发黄叶片；通过主控机控制剪切机摘除发黄叶片；
步骤五，进行兰花培植用肥料的配制，通过施肥程序对兰花施加肥料。
进一步，步骤(1.4)中，所述根据时间轴整合多个单一收卷机械连贯的动作形成多收卷机械的动作动画之前，还包括：查看和调整所述收卷机械的独立动作的任意时间点的参数。
进一步，所述通过加热器对兰花种植室的温度进行提升具体包括：
打开加热器进行加热，同时使用温度传感器进行兰花种植室内温度的监测；
监测温度达到26℃时，加热器断电，停止加热。
进一步，所述温度传感器设置在兰花种植室的中间位置，且远离加热器。
进一步，所述加热器断电具体包括以下步骤：
(1)按时间间隔，依次选取至少4个连续间隔时间点的所述加热器的温度，采集所述加热器的温度；
(2)根据依次采集的所述加热器的温度，依次计算相邻的间隔时间点之间的温度变化的时间斜率，获得所述加热器的温度变化的时间斜率；
(3)将该温度变化的时间斜率处理比较，如有至少2个所述温度变化的时间斜率超过一阈值，则切断所述加热器的电源。
进一步，步骤(3.1)中，所述所述的设立采样点的个数为不少于6个。
进一步，所述通过图像分析程序分析采集图像包括：
1)通过多组的图片信息的采集，分别对每张图片信息上进行精准的提取一个需要对比检测的元素；
2)通过图像存储装置进行图像存储，并拍摄的图片信息进行标记；
3)对存储的图片进行分析，起可对进行标记的图片进行分类处理，并对做好分类的信息进行二次的标记，供图片信息的对比使用；
4)提供设置的进行检测对比的标准数据，在进行对比时可通过对标准数据的抽取，获得提供对比的参数；
5)从数据库模块上提出需要进行比对的检测项目，并生成模板信息，供检测时进行比对；
6)对模板信息模块上生成的对比信息进行逐的提取，并进行逐一的对比检测，得到图像中颜色为黄色的区域，即为发黄叶片。
进一步，所述对存储的图片进行分析包括：
对拍摄对象和所述图像分析装置之间的距离进行测量；
输出针对被拍摄的拍摄对象的图像；
以针对所述输出的特征点的信息为基础从针对所述被拍摄的拍摄对象的图像中选择至少两个特征点；
以所述测量的距离为基础计算针对所述拍摄对象预先存储的原始图像的相对大小；
以所述计算出的相对大小为基础，提取与所述选择的至少两个特征点相对应的、在针对所述拍摄对象预先存储的原始图像中的特征点；
以所述选择的特征点和所述提取的特征点为基础，对所述被拍摄的拍摄对象的图像和所述原始图像进行比较，
所述被拍摄的拍摄对象的图像与针对所述被拍摄的拍摄对象事先决定的至少两个特征点的信息一起被输出。
进一步，所述对存储的图片进行分析还包括：
以所述比较为基础，对针对所述被拍摄的拍摄对象的图像和所述原始图像的一致率进行计算。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述兰花自动化培植方法的兰花自动化培植系统，所述兰花自动化培植系统包括：
光照监测模块、温度监测模块、湿度监测模块、中央控制模块、光照模块、遮光模块、供热模块、浇灌模块、水处理模块、图像采集模块、图像分析模块、叶片摘除模块、施肥模块；
光照监测模块，与中央控制模块连接，用于通过光照测试仪测定兰花种植室内光照强度；
温度监测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器监测兰花种植室内温度；
湿度监测模块，与中央控制模块连接，用于通过湿度传感器检测兰花种植室内土壤湿度；
中央控制模块，与光照监测模块、温度监测模块、湿度监测模块、光照模块、遮光模块、供热模块、浇灌模块、水处理模块、图像采集模块、图像分析模块、叶片摘除模块、施肥模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
光照模块，与中央控制模块连接，用于通过照灯进行兰花种植室内光照补给；
遮光模块，与中央控制模块连接，用于通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光；
供热模块，与中央控制模块连接，用于通过加热器对兰花种植室的温度进行提升；
浇灌模块，与中央控制模块连接，用于通过浇灌管道对兰花根部进行浇灌；
水处理模块，与中央控制模块连接，用于通过水处理程序进行浇灌用水的处理；
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过图像采集程序采集兰花种植区域图像；
图像分析模块，与中央控制模块连接，用于通过图像分析程序分析采集图像，确定发黄叶片；
叶片摘除模块，与中央控制模块连接，用于通过主控机控制剪切机摘除发黄叶片；
施肥模块，与中央控制模块连接，用于通过施肥程序对兰花施加肥料。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过对兰花栽培室内的温度、光照强度以及土壤湿度的检测，实现对兰花培育中光照、温度、湿度的控制，满足兰花生长需求，减少兰花病害发生，以及能够实现对兰花生长的促进，实现兰花品质的提高；通过水处理装置的设置能够对浇灌用水进行处理，对兰花生长更有利；浇灌装置的设置能够实现对土壤的供水，并保持土壤水分是以，间干间湿，对兰花品质提升有很大帮助。本发明的系统自动化程度高，能够实现对兰花生长环境的人为改变，实现对兰花生长的促进和兰花品质的提升。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的兰花自动化培植方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的兰花自动化培植系统的结构框图。
图3是本发明实施例提供的通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光的流程图。
图4是本发明实施例提供的加热器断电的流程图。
图5是本发明实施例提供的通过图像分析程序分析采集图像的流程图。
图2中：1、光照监测模块；2、温度监测模块；3、湿度监测模块；4、中央控制模块；5、光照模块；6、遮光模块；7、供热模块；8、浇灌模块；9、水处理模块；10、图像采集模块；11、图像分析模块；12、叶片摘除模块；13、施肥模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种兰花自动化培植系统及培植方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的兰花自动化培植方法包括以下步骤：
S101，通过光照测试仪测定兰花种植室内光照强度，在光照强度＜5000Lux时，通过照灯进行兰花种植室内光照补给；在光照强度＞5000Lux时10000Lux时，通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光；保持光照强度为5000～10000Lux；
S102，通过温度传感器监测兰花种植室内温度，在温度＜15℃时，通过加热器对兰花种植室的温度进行提升；在温度＞26℃时，通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光，降低室内温度，并开窗通风；保持温度为15-26℃；
S103，通过湿度传感器检测兰花种植室内土壤湿度，计算土壤含水量，在土壤含水量＜16％时，通过浇灌管道对兰花根部进行浇灌，浇灌后保持土壤含水量为16-22％；
S104，通过图像采集程序采集兰花种植区域图像，通过图像分析程序分析采集图像，确定发黄叶片；通过主控机控制剪切机摘除发黄叶片；
S105，进行兰花培植用肥料的配制，通过施肥程序对兰花施加肥料。
如图2所示，本发明实施例提供的兰花自动化培植系统包括：
光照监测模块1、温度监测模块2、湿度监测模块3、中央控制模块4、光照模块5、遮光模块6、供热模块7、浇灌模块8、水处理模块9、图像采集模块10、图像分析模块11、叶片摘除模块12、施肥模块13；
光照监测模块1，与中央控制模块4连接，用于通过光照测试仪测定兰花种植室内光照强度；
温度监测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过温度传感器监测兰花种植室内温度；
湿度监测模块3，与中央控制模块4连接，用于通过湿度传感器检测兰花种植室内土壤湿度；
中央控制模块4，与光照监测模块1、温度监测模块2、湿度监测模块3、光照模块5、遮光模块6、供热模块7、浇灌模块8、水处理模块9、图像采集模块10、图像分析模块11、叶片摘除模块12、施肥模块13连接，用于通过主控机控制各个模块正常运行；
光照模块5，与中央控制模块4连接，用于通过照灯进行兰花种植室内光照补给；
遮光模块6，与中央控制模块4连接，用于通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光；
供热模块7，与中央控制模块4连接，用于通过加热器对兰花种植室的温度进行提升；
浇灌模块8，与中央控制模块4连接，用于通过浇灌管道对兰花根部进行浇灌；
水处理模块9，与中央控制模块4连接，用于通过水处理程序进行浇灌用水的处理；
图像采集模块10，与中央控制模块4连接，用于通过图像采集程序采集兰花种植区域图像；
图像分析模块11，与中央控制模块4连接，用于通过图像分析程序分析采集图像，确定发黄叶片；
叶片摘除模块12，与中央控制模块4连接，用于通过主控机控制剪切机摘除发黄叶片；
施肥模块13，与中央控制模块4连接，用于通过施肥程序对兰花施加肥料。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本发明实施例提供的兰花自动化培植方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过主控机控制兰花种植室黑色遮光膜进行遮光具体包括：
S201，根据遮光膜收卷装置及控制设备建立模型；对遮光膜收卷控制装置参数进行限制；
S202，根据遮光膜收卷装置机械运动曲线和关键帧机械的位置建立单一收卷机械的独立动作；
S203，根据时间轴整合单一收卷机械的独立动作形成连贯的单一收卷机械连贯的动作；
S204，根据时间轴整合多个单一收卷机械连贯的动作形成多收卷机械的动作动画；
S205，根据多收卷机械的动作动画输出对应的收卷机械控制设备的控制程序；
S206，将输出的控制程序转换指定格式后发送到PLC；PLC执行收卷机械控制设备的控制程序，实现对黑色遮光膜收卷的控制。
本发明实施例提供的根据时间轴整合多个单一收卷机械连贯的动作形成多收卷机械的动作动画之前，还包括：查看和调整所述收卷机械的独立动作的任意时间点的参数。
实施例2
本发明实施例提供的兰花自动化培植方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过加热器对兰花种植室的温度进行提升具体包括：
打开加热器进行加热，同时使用温度传感器进行兰花种植室内温度的监测；
监测温度达到26℃时，加热器断电，停止加热。
本发明实施例提供的温度传感器设置在兰花种植室的中间位置，且远离加热器。
如图4所示，本发明实施例提供的加热器断电具体包括以下步骤：
S301，按时间间隔，依次选取至少4个连续间隔时间点的所述加热器的温度，采集所述加热器的温度；
S302，根据依次采集的所述加热器的温度，依次计算相邻的间隔时间点之间的温度变化的时间斜率，获得所述加热器的温度变化的时间斜率；
S303，将该温度变化的时间斜率处理比较，如有至少2个所述温度变化的时间斜率超过一阈值，则切断所述加热器的电源。
实施例3
本发明实施例提供的兰花自动化培植方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的土壤含水量计算方法包括：
(3.1)在兰花种植区土壤中设立采样点，通过湿度传感器分别采集每个采样点的湿度参数值；
(3.2)确定各个采样点的权重阈值；
(3.3)根据采集到的各采样点的湿度参数值与各采样点的权重阈值确定土壤含水量。
实施例4
本发明实施例提供的兰花自动化培植方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的通过图像分析程序分析采集图像包括：
S401，通过多组的图片信息的采集，分别对每张图片信息上进行精准的提取一个需要对比检测的元素；
S402，通过图像存储装置进行图像存储，并拍摄的图片信息进行标记；
S403，对存储的图片进行分析，起可对进行标记的图片进行分类处理，并对做好分类的信息进行二次的标记，供图片信息的对比使用；
S404，提供设置的进行检测对比的标准数据，在进行对比时可通过对标准数据的抽取，获得提供对比的参数；
S405，从数据库模块上提出需要进行比对的检测项目，并生成模板信息，供检测时进行比对；
S406，对模板信息模块上生成的对比信息进行逐的提取，并进行逐一的对比检测，得到图像中颜色为黄色的区域，即为发黄叶片。
本发明实施例提供的对存储的图片进行分析包括：
对拍摄对象和所述图像分析装置之间的距离进行测量；
输出针对被拍摄的拍摄对象的图像；
以针对所述输出的特征点的信息为基础从针对所述被拍摄的拍摄对象的图像中选择至少两个特征点；
以所述测量的距离为基础计算针对所述拍摄对象预先存储的原始图像的相对大小；
以所述计算出的相对大小为基础，提取与所述选择的至少两个特征点相对应的、在针对所述拍摄对象预先存储的原始图像中的特征点；
以所述选择的特征点和所述提取的特征点为基础，对所述被拍摄的拍摄对象的图像和所述原始图像进行比较，
所述被拍摄的拍摄对象的图像与针对所述被拍摄的拍摄对象事先决定的至少两个特征点的信息一起被输出。
本发明实施例提供的对存储的图片进行分析还包括：
以所述比较为基础，对针对所述被拍摄的拍摄对象的图像和所述原始图像的一致率进行计算。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
