本發(fā)明涉及硒元素監(jiān)測調(diào)控，尤其涉及一種小麥生長環(huán)境的硒元素監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的快速發(fā)展和人們對健康食品需求的日益增長，小麥作為重要的糧食作物之一，其營養(yǎng)價值和品質(zhì)備受關(guān)注。硒元素作為一種對人體健康至關(guān)重要的微量元素，具有抗氧化、增強免疫力等多種生物功能。缺硒與多種疾病的發(fā)生成正相關(guān)關(guān)系，如克山病、肌營養(yǎng)不良、食道癌等。然而，傳統(tǒng)方法難以精確監(jiān)測小麥生長環(huán)境中的硒元素含量及其變化，導(dǎo)致無法準確評估硒元素對小麥生長的影響。因此，在小麥種植過程中，合理監(jiān)測和調(diào)控硒元素的含量，對提高小麥的品質(zhì)和營養(yǎng)價值具有重要意義。

2、現(xiàn)有的技術(shù)，通過安裝在小麥田間的傳感器實時監(jiān)測小麥植株的生長數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和模型對生長數(shù)據(jù)進行分析處理以獲取硒元素含量信息，同時根據(jù)獲取的硒元素含量信息對小麥植株的生長環(huán)境進行評估并采取相應(yīng)的措施，實現(xiàn)了小麥硒元素含量監(jiān)測調(diào)控準確性的提高。

3、例如公告號為：cn114414645b發(fā)明專利公告的一種細菌/細胞生長的監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法，包括：將細菌溶液用移液槍量取0.5-3ml加到監(jiān)測裝置的工作電極的培養(yǎng)腔中，后將監(jiān)測裝置放置在30-37℃恒溫箱中，通過引線與電化學工作站連接，進行測試；設(shè)置電化學工作站參數(shù)，交流電壓為0.01v-1v，監(jiān)測頻率范圍為0.001hz-100?khz，靜置30-300s后測試，得到交流阻抗；將得到的交流阻抗數(shù)值，與相同條件下測試得到的相同細菌的交流阻抗圖譜比較，從而判斷對細菌生長的狀況。

4、例如公告號為：cn113406075b發(fā)明專利公告的植物生長環(huán)境的設(shè)置方法和植物生長監(jiān)測裝置，包括：接收預(yù)設(shè)的多個時間點對應(yīng)的植物生長環(huán)境參數(shù)；將植物生長環(huán)境參數(shù)輸入生長階段對應(yīng)的植物生長模型，獲取植物生長信息；將植物生長信息輸入生長階段對應(yīng)的植物生長評級模型，獲取植物生長狀態(tài)綜合評分；根據(jù)植物生長狀態(tài)綜合評分，確定植物生長階段的最佳生長環(huán)境參數(shù)。

5、但本技術(shù)在實現(xiàn)本技術(shù)實施例中發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

6、現(xiàn)有技術(shù)中，小麥生長環(huán)境中的硒元素含量受到氣候條件的影響，導(dǎo)致用于分析處理小麥生長數(shù)據(jù)的算法和模型存在一定的局限性，無法完全模擬小麥生長過程中硒元素的吸收機制，存在監(jiān)測調(diào)控過程中小麥硒元素吸收效率評估準確度低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例通過提供一種小麥生長環(huán)境的硒元素監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測調(diào)控過程中小麥硒元素吸收效率評估準確度低的問題，實現(xiàn)了監(jiān)測調(diào)控過程中小麥硒元素吸收效率評估準確度的提高。

2、本技術(shù)實施例提供了一種小麥生長環(huán)境的硒元素監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)，包括：硒元素數(shù)據(jù)獲取模塊、硒元素數(shù)據(jù)處理模塊、環(huán)境調(diào)控模塊和系統(tǒng)管理模塊；其中，所述硒元素數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株的硒元素數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)生長環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的變化情況獲取硒元素影響指數(shù)，所述硒元素影響指數(shù)用于反映預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境對待測小麥植株吸收硒元素效率的影響程度；所述硒元素數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評估硒元素數(shù)據(jù)是否在待測小麥植株的生長指標范圍內(nèi)，若否，則根據(jù)評估的結(jié)果生成對應(yīng)的調(diào)控指令；所述環(huán)境調(diào)控模塊用于對生長環(huán)境因子進行評估以獲取環(huán)境因子干擾值，同時根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施，所述生長環(huán)境因子用于反映待測小麥植株根系對應(yīng)的土壤數(shù)據(jù)對硒元素吸收充分程度的影響程度，所述環(huán)境因子干擾值用于評估預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境因子對待測小麥植株吸收硒元素充分程度的干擾程度；所述系統(tǒng)管理模塊用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)以獲取運行評估指標，同時根據(jù)獲取的運行評估指標對系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，所述運行評估指標用于評估系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性。

3、進一步的，所述硒元素影響指數(shù)的具體限制表達式為：

4、

5、式中，i為預(yù)設(shè)時間段的編號，i＝1,2,...,u，u為預(yù)設(shè)時間段的總數(shù)量，e為自然常數(shù)，xi表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株在預(yù)設(shè)時間段的硒元素影響指數(shù)，pi表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的硒元素含量影響指數(shù)，qi表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的硒元素濃度影響指數(shù)，ai表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的硒元素添加量，a0表示參考硒元素添加量，p1i表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測點在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的空氣溫度，k10表示預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的參考空氣溫度，p2i表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測點在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的空氣濕度，k20表示預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的參考空氣濕度，q1i表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測點在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的光照強度，l10表示預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的參考光照強度，q2i表示生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的預(yù)設(shè)監(jiān)測點在第i個預(yù)設(shè)時間段內(nèi)二氧化碳濃度，l20表示預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的參考二氧化碳濃度。

6、進一步的，所述根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評估硒元素數(shù)據(jù)是否在待測小麥植株的生長指標范圍內(nèi)的具體步驟包括：步驟一，判斷獲取的硒元素影響指數(shù)是否在待測小麥植株的生長指標范圍內(nèi)，若是，則表明生長環(huán)境數(shù)據(jù)符合待測小麥植株吸收硒元素的條件，否則執(zhí)行步驟二；步驟二，判斷硒元素含量影響指數(shù)是否在待測小麥植株的硒元素含量指標范圍內(nèi)，若是，則執(zhí)行步驟三，否則調(diào)整含量影響參數(shù)，所述含量影響參數(shù)包括待測小麥植株的硒元素添加量、預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的空氣溫度和空氣濕度；步驟三，判斷硒元素濃度影響指數(shù)是否在待測小麥植株的硒元素濃度指標范圍內(nèi)，若是，則將獲取的硒元素影響指數(shù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，否則調(diào)整濃度影響參數(shù)，所述濃度影響參數(shù)包括待測小麥植株的硒元素添加量、預(yù)設(shè)監(jiān)測點上的光照強度和二氧化碳濃度。

7、進一步的，所述環(huán)境因子干擾值的獲取步驟為：通過土壤ph值測試儀實時測量待測小麥植株根系土壤的土壤ph值，并結(jié)合對應(yīng)的參考土壤ph值獲取土壤ph值分數(shù)，所述土壤ph值分數(shù)為土壤ph值與參考土壤ph值之差與參考土壤ph值的比值，所述參考土壤ph值為中性土壤的ph值；通過電位測定儀實時測量待測小麥植株根系土壤的工作電極和參比電極，獲取氧化還原電位分數(shù)，所述工作電極為電位測定儀測量過程中待測小麥植株根系土壤的土壤氧化還原電位，所述參比電極為電位測定儀測量之前待測小麥植株根系土壤的初始土壤氧化還原電位，所述氧化還原電位分數(shù)為土壤氧化還原電位與初始土壤氧化還原電位之差與初始土壤氧化還原電位的比值，所述初始土壤氧化還原電位為預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫中的歷史土壤氧化還原電位最小值；通過離子色譜儀實時測量待測小麥植株根系土壤的土壤競爭離子成分以獲取鈣離子含量、鎂離子含量和鈉離子含量，并結(jié)合對應(yīng)的參考值獲取土壤競爭離子分數(shù)，所述土壤競爭離子分數(shù)用于反映土壤競爭離子含量在土壤元素含量中的占比程度，所述土壤元素含量包括硒元素含量、鈣離子含量、鎂離子含量和鈉離子含量；將獲取土壤ph值分數(shù)、氧化還原電位分數(shù)和土壤競爭離子分數(shù)進行加法運算得到環(huán)境因子干擾值，所述土壤ph值測試儀、電位測定儀和離子色譜儀在相同時間段內(nèi)實時測量的待測小麥植株根系的位置相同。

8、進一步的，所述根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施的具體流程為：判斷獲取的環(huán)境因子干擾值是否小于環(huán)境因子參考值：若獲取的環(huán)境因子干擾值小于環(huán)境因子參考值，則表明待測小麥植株在預(yù)設(shè)監(jiān)測點對硒元素充分吸收并將獲取的環(huán)境因子干擾值存儲至系統(tǒng)管理模塊中；若獲取的環(huán)境因子干擾值大于或等于環(huán)境因子參考值，則執(zhí)行調(diào)控指令對應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施并重新評估生長環(huán)境因子。

9、本技術(shù)實施例提供了一種小麥生長環(huán)境的硒元素監(jiān)測調(diào)控方法，包括以下步驟：s1，獲取生長環(huán)境區(qū)域內(nèi)的待測小麥植株的硒元素數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)生長環(huán)境數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的變化情況獲取硒元素影響指數(shù)，所述硒元素影響指數(shù)用于反映預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境對待測小麥植株吸收硒元素效率的影響程度；s2，根據(jù)獲取的硒元素影響指數(shù)評估硒元素數(shù)據(jù)是否在待測小麥植株的生長指標范圍內(nèi)，若否，則根據(jù)評估的結(jié)果生成對應(yīng)的調(diào)控指令；s3，對生長環(huán)境因子進行評估以獲取環(huán)境因子干擾值，同時根據(jù)獲取的環(huán)境因子干擾值與環(huán)境因子參考值判斷是否執(zhí)行調(diào)控指令對應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施，所述生長環(huán)境因子用于反映待測小麥植株根系對應(yīng)的土壤數(shù)據(jù)對硒元素吸收充分程度的影響程度，所述環(huán)境因子干擾值用于評估預(yù)設(shè)監(jiān)測點的生長環(huán)境因子對待測小麥植株吸收硒元素充分程度的干擾程度；s4，實時監(jiān)測系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)以獲取運行評估指標，同時根據(jù)獲取的運行評估指標對系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，所述運行評估指標用于評估系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性。

10、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

11、1、通過獲取的硒元素影響指數(shù)評估硒元素數(shù)據(jù)是否在待測小麥植株的生長指標范圍內(nèi)，然后獲取環(huán)境因子干擾值并判斷是否執(zhí)行環(huán)境調(diào)控措施，最后實時監(jiān)測系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)以獲取運行評估指標并進行優(yōu)化調(diào)整，從而實現(xiàn)了環(huán)境因子干擾值獲取準確性的提高，進而實現(xiàn)了監(jiān)測調(diào)控過程中小麥硒元素吸收效率評估準確度的提高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)測調(diào)控過程中小麥硒元素吸收效率評估準確度低的問題。

12、2、通過判斷硒元素含量影響指數(shù)是否在待測小麥植株的硒元素含量指標范圍內(nèi)，若否，則調(diào)整含量影響參數(shù)，最后判斷硒元素濃度影響指數(shù)是否在待測小麥植株的硒元素濃度指標范圍內(nèi)，若否，則調(diào)整濃度影響參數(shù)，從而實現(xiàn)了硒元素含量和硒元素濃度的更準確判斷，進而實現(xiàn)了生長環(huán)境數(shù)據(jù)評估準確性的提高。

13、3、通過判斷獲取的環(huán)境因子干擾值是否小于環(huán)境因子參考值，若獲取的環(huán)境因子干擾值小于環(huán)境因子參考值，則表明待測小麥植株在預(yù)設(shè)監(jiān)測點對硒元素充分吸收并將獲取的環(huán)境因子干擾值存儲至系統(tǒng)管理模塊中，若獲取的環(huán)境因子干擾值大于或等于環(huán)境因子參考值，則執(zhí)行調(diào)控指令對應(yīng)的環(huán)境調(diào)控措施并重新評估生長環(huán)境因子，從而實現(xiàn)了環(huán)境因子干擾值獲取準確性的提高，進而實現(xiàn)了環(huán)境調(diào)控措施的更精準判斷。