本發(fā)明涉及大棚自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煙苗大棚及煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)：

大棚培育煙苗作為新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植方式被廣泛應(yīng)用，不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益，低于自熱災(zāi)害，且能使高寒地區(qū)、沙漠及干旱地區(qū)的煙苗種植業(yè)高效快速的發(fā)展，在煙苗種植中占據(jù)著不可取代的重要地位。

目前的煙苗大棚安裝有各種測(cè)量?jī)x表，通過管理人員進(jìn)行人工觀察數(shù)據(jù)后，再通過各種設(shè)備控制大棚內(nèi)的溫度和濕度值。這種方式不僅控制速度慢，而且由于人工讀數(shù)的人為誤差等因素，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)量精度低、檢測(cè)抽樣不科學(xué)，導(dǎo)致大棚內(nèi)的濕度值和溫度值不適于煙苗的生長(zhǎng)，降低煙苗的產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種煙苗大棚及煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法，以解決由于人工讀數(shù)的人為誤差等因素，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)量精度低、檢測(cè)抽樣不科學(xué)，導(dǎo)致大棚內(nèi)的濕度值和溫度值不適于煙苗的生長(zhǎng)，降低煙苗的產(chǎn)量的問題

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例第一方面，提供了一種煙苗大棚，包括控制系統(tǒng)、拱梁、支撐壁和底座；

所述拱梁的兩端分別與所述支撐壁連接；

所述拱梁上設(shè)有固定套，所述固定套通過支撐斜桿與所述支撐壁的內(nèi)側(cè)連接；

所述拱梁的端部設(shè)有通孔；

所述支撐壁的底部通過彈簧與所述底座連接；

所述控制系統(tǒng)還包括處理器、設(shè)在所述拱梁上的攝像機(jī)，設(shè)在所述支撐壁外側(cè)的溫濕度傳感器、設(shè)在所述煙苗大棚內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)裝置和濕度調(diào)節(jié)裝置；

所述處理器的輸入端分別與所述攝像機(jī)和溫濕度傳感器連接，所述處理器的輸出端分別與所述溫度調(diào)節(jié)裝置和濕度調(diào)節(jié)裝置連接。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例第二方面，提供了一種煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法包括：

獲取煙苗圖像以及所述煙苗圖像的采集信息，所述采集信息包括所述煙苗圖像的采集時(shí)間、所述采集時(shí)間對(duì)應(yīng)的大棚外部的溫度值和濕度值；

將所述煙苗圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)煙苗圖像匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，確定所述煙苗的生長(zhǎng)階段；

根據(jù)所述煙苗的生長(zhǎng)階段，獲取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述生長(zhǎng)階段相對(duì)應(yīng)的采集信息；

將所述煙苗圖像的采集信息和所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述生長(zhǎng)階段相對(duì)應(yīng)的采集信息相匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，發(fā)送控制大棚內(nèi)部溫度和濕度的信號(hào)。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供了一種煙苗大棚及煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法，通過攝像機(jī)采集煙苗的實(shí)時(shí)圖像，處理器根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)圖像得到煙苗的生長(zhǎng)階段，然后查找已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)該生長(zhǎng)階段的大棚外部氣候的溫度值和濕度值，得到與外部氣候最接近的數(shù)據(jù)及與該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的大棚內(nèi)部的溫度值和濕度值，再控制溫度調(diào)節(jié)裝置和濕度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)煙苗大棚的溫度值和濕度值，因此，本發(fā)明根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)階段及外部氣候調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制煙苗大棚內(nèi)的溫濕度，無需人工監(jiān)控，使煙苗大棚內(nèi)的溫濕度適宜煙苗生長(zhǎng)，提高煙苗的產(chǎn)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種煙苗大棚的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種煙苗大棚的電路原理圖；

圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種煙苗大棚的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法的流程圖。

其中，1-拱梁，2-固定套，3-通孔，4-溫濕度傳感器，5-攝像機(jī)，6-支撐斜桿，7-支撐壁，8-底座，9-彈簧，10-隔熱層，11-保溫層，12-處理器，13-溫度調(diào)節(jié)裝置，14-濕度調(diào)節(jié)裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的第一方面，提供了一種煙苗大棚包括控制系統(tǒng)、拱梁1、支撐壁7和底座8；

所述拱梁1的兩端分別與所述支撐壁7連接；

所述拱梁1上設(shè)有固定套2，所述固定套2通過支撐斜桿6與所述支撐壁7的內(nèi)側(cè)連接；

所述拱梁1的端部設(shè)有通孔3；

所述支撐壁7的底部通過彈簧9與所述底座8連接；

所述控制系統(tǒng)還包括處理器12、設(shè)在所述拱梁1上的攝像機(jī)5，設(shè)在所述支撐壁7外側(cè)的溫濕度傳感器4、設(shè)在所述煙苗大棚內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14；

所述處理器12的輸入端分別與所述攝像機(jī)5和溫濕度傳感器4連接，所述處理器12的輸出端分別與所述溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14連接。

拱梁1的固定套2通過支撐斜桿6與支撐壁7的內(nèi)側(cè)連接，可增加拱梁1的抗壓性，防止在遇到大風(fēng)等極端天氣時(shí)，導(dǎo)致拱梁1發(fā)生折斷的現(xiàn)象發(fā)生。并且支撐壁7的底部通過彈簧9與底座8連接，可增加煙苗大棚的支撐壁7的承載能力和抗震能力。

拱梁1的上方可放置塑料薄膜或者卷簾等，起到保溫保濕的作用。

如圖3所示，拱梁1之間可通過螺栓穿過通孔3形成可拆卸連接，并共用同一個(gè)支撐壁7，形成多個(gè)煙苗大棚，進(jìn)而形成緊密型的多個(gè)大棚，節(jié)省原材料，降低成本。

處理器12可采用Hasewell U型i5 4300 22nm超低功耗處理器，主頻1.9GHz，主緩存3MB，并且處理器12預(yù)留豐富的總線擴(kuò)展和I/O擴(kuò)展，完全可以滿足需求。

溫度調(diào)節(jié)裝置13可以是空調(diào)等其他能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度起到調(diào)節(jié)作用的設(shè)備。

濕度調(diào)節(jié)裝置14可以為能夠調(diào)節(jié)棚內(nèi)濕度的設(shè)備，如電風(fēng)扇和加濕器等，當(dāng)然，濕度調(diào)節(jié)裝置14此處僅為舉例說明，還可以是能夠調(diào)節(jié)煙苗大棚內(nèi)空氣濕度的其他設(shè)置，不做展開。

攝像機(jī)5將采集的煙苗的實(shí)時(shí)圖像傳送給處理器12，處理器12通過獲取的煙苗的實(shí)時(shí)圖像，確定煙苗的生長(zhǎng)階段；再根據(jù)溫濕度傳感器4傳送的大棚外部的實(shí)時(shí)的溫度值和濕度值，查找已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)該生長(zhǎng)階段的大棚外部氣候的溫度值和濕度值，得到與外部氣候最接近的數(shù)據(jù)及與該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的大棚內(nèi)部的溫度值和濕度值，再控制溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14調(diào)節(jié)煙苗大棚的溫度值和濕度值。

因此，本發(fā)明根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)階段及外部氣候調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制煙苗大棚內(nèi)的溫濕度，無需人工監(jiān)控，使煙苗大棚內(nèi)的溫濕度適宜煙苗生長(zhǎng)，提高煙苗的產(chǎn)量。

優(yōu)選地，所述支撐壁7沿長(zhǎng)度方向設(shè)有若干個(gè)拱梁1。

優(yōu)選地，所述拱梁1的兩端與所述支撐壁7為可拆卸連接；在煙苗大棚搭設(shè)和拆除時(shí)，使用方便。

優(yōu)選地，所述支撐壁7的上表面設(shè)有插槽。

拱梁1的兩端可插入支撐壁7的插槽內(nèi)，與支撐壁7形成可拆卸連接，在煙苗大棚搭設(shè)和拆除時(shí)，使用方便。

優(yōu)選地，所述支撐壁7內(nèi)部設(shè)有保溫層11，所述保溫層11的外側(cè)設(shè)有隔熱層10。

保溫層11可防止煙苗大棚內(nèi)的熱量散失，節(jié)約能源，降低成本，保溫層11可以是發(fā)泡保溫層11。隔熱層10在形成多個(gè)連體式大棚時(shí)，由于每個(gè)大棚內(nèi)的煙苗生長(zhǎng)階段不同，因此相鄰的煙苗大棚內(nèi)的溫度和濕度值不同，隔熱層10可防止相鄰的大棚之間出現(xiàn)熱交換的情況，導(dǎo)致相互影響。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煙苗大棚，通過攝像機(jī)5采集煙苗的實(shí)時(shí)圖像，處理器12根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)圖像得到煙苗的生長(zhǎng)階段，然后查找已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)該生長(zhǎng)階段的大棚外部氣候的溫度值和濕度值，得到與外部氣候最接近的數(shù)據(jù)及與該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的大棚內(nèi)部的溫度值和濕度值，再控制溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14調(diào)節(jié)煙苗大棚的溫度值和濕度值，因此，本發(fā)明根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)階段及外部氣候調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制煙苗大棚內(nèi)的溫濕度，無需人工監(jiān)控，使煙苗大棚內(nèi)的溫濕度適宜煙苗生長(zhǎng)，提高煙苗的產(chǎn)量。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供了一種煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法包括：

步驟401：獲取煙苗圖像以及所述煙苗圖像的采集信息，所述采集信息包括所述煙苗圖像的采集時(shí)間、所述采集時(shí)間對(duì)應(yīng)的大棚外部的溫度值和濕度值；

步驟402：將所述煙苗圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的預(yù)設(shè)煙苗圖像匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，確定所述煙苗的生長(zhǎng)階段；

步驟403：根據(jù)所述煙苗的生長(zhǎng)階段，獲取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述生長(zhǎng)階段相對(duì)應(yīng)的采集信息；

步驟404：將所述煙苗圖像的采集信息和所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述生長(zhǎng)階段相對(duì)應(yīng)的采集信息相匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，發(fā)送控制大棚內(nèi)部溫度和濕度的信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法，通過攝像機(jī)5采集煙苗的實(shí)時(shí)圖像，處理器12根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)圖像得到煙苗的生長(zhǎng)階段，然后查找已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)該生長(zhǎng)階段的大棚外部氣候的溫度值和濕度值，得到與外部氣候最接近的數(shù)據(jù)及與該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的大棚內(nèi)部的溫度值和濕度值，再控制溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14調(diào)節(jié)煙苗大棚的溫度值和濕度值，因此，本發(fā)明根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)階段及外部氣候調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制煙苗大棚內(nèi)的溫濕度，無需人工監(jiān)控，使煙苗大棚內(nèi)的溫濕度適宜煙苗生長(zhǎng)，提高煙苗的產(chǎn)量。

本發(fā)明提供另一實(shí)施例，步驟402包括如下步驟：

步驟51：將所述煙苗圖像的目標(biāo)煙苗圖像與背景圖像進(jìn)行分割，得到所述目標(biāo)煙苗圖像。

對(duì)目標(biāo)煙苗圖像與背景圖像進(jìn)行分割的方法可以有多種，示例性的，本實(shí)施例可采用如下方法：遍歷煙苗圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，對(duì)像素點(diǎn)進(jìn)行判斷，如果該像素點(diǎn)的G值比R值和B值都大，且G值大于R值和B值的1.1倍，則該像素點(diǎn)是綠色像素點(diǎn)，再將綠色像素點(diǎn)提取出來，得到目標(biāo)煙苗的圖像。

步驟52：將所述目標(biāo)煙苗圖像二值化處理，得到所述目標(biāo)煙苗的二值化圖像。

步驟53：提取所述目標(biāo)煙苗的二值化圖像的形狀特征量。

提取目標(biāo)煙苗的二值化圖像的形狀特征量可采用blob分析方法。

blob分析是計(jì)算機(jī)視覺和圖像理解的一個(gè)重要組成部分，在對(duì)圖像中物體的位置、形狀和大小幾乎沒有任何先驗(yàn)知識(shí)的情況下可以很方便的定位物體，計(jì)算物體的幾何特征量，從而可以根據(jù)這些特征量對(duì)物體進(jìn)行選擇和分類。

采用blob分析對(duì)目標(biāo)煙苗的二值化圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，得到連通區(qū)域，然后根據(jù)目標(biāo)區(qū)域提取形狀特征量。

步驟54：根據(jù)所述目標(biāo)煙苗的二值化圖像的形狀特征量與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的形狀特征量進(jìn)行相似度匹配，提取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述目標(biāo)煙苗的二值化圖像的形狀特征量相似度最高的預(yù)設(shè)煙苗圖像及對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)階段信息，確定所述目標(biāo)煙苗的生長(zhǎng)階段。

煙苗的生長(zhǎng)階段可分為出苗期、十字期、生根期和成苗期，煙苗的出苗期是指煙苗長(zhǎng)出煙葉，但是葉片的數(shù)量小于四片；煙苗的十字期是指煙苗的葉片成十字形，且煙苗的葉片數(shù)量只有四片；煙苗的生根期的葉片數(shù)量達(dá)到七片，煙苗的葉片數(shù)量大于七片即煙苗處于成苗期，因此可通過匹配煙苗的形狀特征量，可得到煙苗的生長(zhǎng)階段。

本發(fā)明提供又一實(shí)施例，步驟404包括如下步驟，

步驟61：將所述煙苗圖像的采集時(shí)間和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)分別與所述生長(zhǎng)階段相匹配的采集時(shí)間相比較，提取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述生長(zhǎng)階段相匹配，且與所述煙苗圖像的相同采集時(shí)間對(duì)應(yīng)的大棚外部的溫度值和濕度值。

數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)著歷年的大棚外部的溫度值和濕度值，以及在該天氣條件下，煙苗大棚內(nèi)適宜煙苗生長(zhǎng)的溫度和濕度值。并且存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是按照煙苗的生長(zhǎng)階段進(jìn)行分類存儲(chǔ)的，并且還存儲(chǔ)以上信息對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

步驟62：將所述煙苗圖像的采集時(shí)間對(duì)應(yīng)的大棚外部濕度值分別和所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與每個(gè)所述生長(zhǎng)階段相匹配，且與所述煙苗圖像的相同采集時(shí)間對(duì)應(yīng)的大棚外部濕度值相減，得到差值。

步驟63：判斷所述差值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)；

如果所述差值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則將所述煙苗圖像采集時(shí)間對(duì)應(yīng)大棚外部溫度值和所述與差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)的大棚外部的濕度值對(duì)應(yīng)的溫度值相比較，得到所述數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)與所述煙苗圖像的大棚外部溫度值相差最小的溫度值和所述相差最小的溫度值對(duì)應(yīng)的濕度值。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供了一種煙苗大棚及煙苗大棚的自適應(yīng)控制方法，通過攝像機(jī)5采集煙苗的實(shí)時(shí)圖像，處理器12根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)圖像得到煙苗的生長(zhǎng)階段，然后查找已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)該生長(zhǎng)階段的大棚外部氣候的溫度值和濕度值，得到與外部氣候最接近的數(shù)據(jù)及與該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的大棚內(nèi)部的溫度值和濕度值，再控制溫度調(diào)節(jié)裝置13和濕度調(diào)節(jié)裝置14調(diào)節(jié)煙苗大棚的溫度值和濕度值，因此，本發(fā)明根據(jù)煙苗的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)階段及外部氣候調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制煙苗大棚內(nèi)的溫濕度，無需人工監(jiān)控，使煙苗大棚內(nèi)的溫濕度適宜煙苗生長(zhǎng)，提高煙苗的產(chǎn)量。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。