果蔬水肥调控方法和装置以及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农业灌溉技术领域，特别是涉及果蔬水肥调控方法、果蔬水肥调控装置和计算机可读存储介质。该果蔬水肥调控方法包括：获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和当前生长期下的当前生长状况；根据果蔬的预设表型参数数据，识别出当前生长期下的预设生长状况，并与当前生长状况进行对比；根据对比结果，确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；根据水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。本发明专利技术至少能够实现可以根据果蔬表型和生长环境实时对灌溉量和施肥量进行动态调整。

Methods, devices and computer readable storage media for regulating water and fertilizer of fruits and vegetables

The invention relates to the technical field of agricultural irrigation, in particular to a method for regulating water and fertilizer of fruits and vegetables, a device for regulating water and fertilizer of fruits and vegetables and a computer-readable storage medium. The method includes: obtaining the real-time phenotypic parameter data of fruits and vegetables to identify the current growth period and the current growth condition of fruits and vegetables; identifying the pre-set growth condition of fruits and vegetables according to the pre-set phenotypic parameter data of fruits and vegetables, and comparing with the current growth condition; determining the water and fertilizer deficiency condition of fruits and vegetables according to the comparison results Determine the water and fertilizer irrigation scheme; adjust the current water and fertilizer irrigation mode according to the water and fertilizer irrigation scheme, and stop the water and fertilizer irrigation operation until the preset environmental parameters are met. The invention can at least realize dynamic adjustment of irrigation amount and fertilizer amount in real time according to fruit and vegetable phenotype and growth environment.

【技术实现步骤摘要】
果蔬水肥调控方法和装置以及计算机可读存储介质
本专利技术涉及农业灌溉
，特别是涉及果蔬水肥调控方法和装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着农业现代化的发展，灌溉施肥系统在发展设施农业、节水农业和生态农业等方面的重要性日益突出。农户种植果蔬过程中通常根据经验确定灌水施肥量，往往造成“高投入低产出”现状，导致水资源和肥料严重浪费肥料深层淋失和环境污染等问题。目前，关于果蔬灌溉施肥的研究很多，但主要集中于以果蔬产量和品质为目标的水肥耦合研究上，多数还是基于作物经验模型，即按经验给出水肥配方，同时监控水肥和产量的关系。但是，现有技术缺乏对生长环境因子动态变化对作物灌溉量和施肥量的影响的考虑，现有的水肥调控技术水肥利用效率低，经济效益无法实现最大化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供果蔬水肥调控方法和装置以及相应的计算机可读存储介质，以至少实现可以根据果蔬表型和生长环境实时对灌溉量和施肥量进行动态调整。根据本专利技术的一个方面，提供了一种果蔬水肥调控方法，包括：获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况；根据果蔬的预设表型参数数据，识别出所述当前生长期下的预设生长状况，并与所述当前生长状况进行对比；根据对比结果，确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；根据所述水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。根据本专利技术的实施例，该果蔬水肥调控方法进一步包括：获取果蔬的实时表型参数数据，以获得果蔬的形态学参数和生理学参数；以及基于深度学习法识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况。根据本专利技术的实施例，获得果蔬的形态学参数包括获得果蔬的株高参数、茎直径参数、冠幅参数和果实图像中的一个或多个；并且获得果蔬的生理学参数包括获得果蔬的叶绿素参数、光合速率参数、水分胁迫参数和叶片含水量参数中的一个或多个。根据本专利技术的实施例，确定果蔬的水肥缺失状况包括确定果蔬的水肥缺失状况为缺水、缺肥或者缺水并缺肥中的任一种；并且所述生长期包括发芽期、幼苗期、开花期和结果期中的任一阶段。根据本专利技术的实施例，该果蔬水肥调控方法进一步包括：根据历史获取的生长环境参数与当前实时监测获取的生长环境参数获得环境参数预测值；将所述环境参数预测值与环境参数基准值进行比较；如果所述环境参数预测值与所述环境参数基准值一致，则停止水肥灌溉操作。根据本专利技术的实施例，所述生长环境参数数据包括空气温度、空气湿度、大气压、风向、风速、光照度、二氧化碳浓度数值中的一个或多个。根据本专利技术的另一方面，提供了一种果蔬水肥调控装置，包括：果蔬表型参数获取模块，用于获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况；处理模块，用于根据果蔬的预设表型参数数据，识别出所述当前生长期下的预设生长状况并与所述当前生长状况进行对比、以及根据对比结果确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；水肥调控模块，用于根据所述水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。根据本专利技术的实施例，该果蔬水肥调控装置还包括：环境参数获取模块，用于根据历史获取的生长环境参数与当前实时监测获取的生长环境参数获得环境参数预测值；其中，所述处理模块还用于将所述环境参数预测值与环境参数基准值进行比较；并且如果所述环境参数预测值与所述环境参数基准值一致，则控制所述水肥调控模块停止水肥灌溉操作。根据本专利技术的又一方面，提供了一种果蔬水肥调控装置，包括：存储器，用于存储程序；以及处理器，用于执行所述程序，所述程序至少用于实现如上任一所述的果蔬水肥调控方法的各个步骤。根据本专利技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一所述的果蔬水肥调控方法的各个步骤。本专利技术的有益效果在于：在本专利技术提供的果蔬水肥调控方法和装置以及计算机可读存储介质中，可以获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和该当前生长期下的当前生长状况；进一步地，将当前生长期下的预设生长状况与当前生长状况进行对比；然后，根据对比结果可以确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；最终根据水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。由此可以明显地看出，本专利技术能够实现可以根据果蔬表型和生长环境实时对灌溉量和施肥量进行动态调整。从而在有效节约水肥资源的同时，以便于果蔬可以快速且高效地生长发育。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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是根据本专利技术实施例的果蔬水肥调控方法的流程图。图2是根据本专利技术实施例的果蔬水肥调控方法的示意性框图。图3是根据本专利技术实施例的基于ResNet50卷积神经网络的流程图。图4是根据本专利技术实施例的基于LSTM神经网络模型的温室环境变量预测模型流程图。图5是根据本专利技术实施例的基于LSTM神经网络模型的温室环境变量预测模型框图。图6是根据本专利技术实施例的LSTM细胞层的内部单元结构图。图7是根据本专利技术实施例的果蔬水肥调控装置的结构示意图。图8是根据本专利技术实施例的果蔬表型参数获取装置的结构示意图。图9是根据本专利技术实施例的电子设备结构示意图。附图标记：101、102、103、104：各个步骤；200：框图；301、302、303：各个步骤；401、402、403、404、405：各个步骤；700：果蔬水肥调控装置；701：果蔬表型参数获取模块；702：处理模块；703：水肥调控模块；704：环境参数获取模块；801：横梁；802：竖梁；803：高度调节器；804：滑轨；805：滑轮；806：图像采集器；807：镂空支架；901：处理器；902：通信接口；903：存储器；904：通信总线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。...

【技术保护点】
1.一种果蔬水肥调控方法，其特征在于，包括：/n获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况；/n根据果蔬的预设表型参数数据，识别出所述当前生长期下的预设生长状况，并与所述当前生长状况进行对比；/n根据对比结果，确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；/n根据所述水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种果蔬水肥调控方法，其特征在于，包括：
获取果蔬的实时表型参数数据，以识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况；
根据果蔬的预设表型参数数据，识别出所述当前生长期下的预设生长状况，并与所述当前生长状况进行对比；
根据对比结果，确定果蔬的水肥缺失状况并确定水肥灌溉方案；
根据所述水肥灌溉方案调整当前的水肥灌溉方式，直至满足预设环境参数条件时，停止水肥灌溉操作。


2.根据权利要求1所述的果蔬水肥调控方法，其特征在于，进一步包括：
获取果蔬的实时表型参数数据，以获得果蔬的形态学参数和生理学参数；以及
基于深度学习法识别出果蔬的当前生长期和所述当前生长期下的当前生长状况。


3.根据权利要求2所述的果蔬水肥调控方法，其特征在于，获得果蔬的形态学参数包括获得果蔬的株高参数、茎直径参数、冠幅参数和果实图像中的一个或多个；并且获得果蔬的生理学参数包括获得果蔬的叶绿素参数、光合速率参数、水分胁迫参数和叶片含水量参数中的一个或多个。


4.根据权利要求1所述的果蔬水肥调控方法，其特征在于，确定果蔬的水肥缺失状况包括确定果蔬的水肥缺失状况为缺水、缺肥或者缺水并缺肥中的任一种；并且所述生长期包括发芽期、幼苗期、开花期和结果期中的任一阶段。


5.根据权利要求1所述的果蔬水肥调控方法，其特征在于，进一步包括：
根据历史获取的生长环境参数与当前实时监测获取的生长环境参数获得环境参数预测值；
将所述环境参数预测值与环境参数基准值进行比较；
如果所述环境参数预测值与所述环境参数基准值一致，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，孔繁涛，曹姗姗，周向阳，沈辰，张洪宇，张晶，韩书庆，邱琴，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11