【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生长调控，更具体地说，本专利技术涉及苹果树生长环境智能调控系统。
技术介绍
1、苹果树生长环境智能调控系统是一种利用先进的传感技术、数据分析和自动控制技术，以及人工智能算法，对苹果树生长环境进行监测、分析和调节的系统。这种系统旨在优化苹果树生长环境，提高果树生长效率和产量，改善果品质量，同时减少资源消耗和环境影响。
2、现有技术存在以下不足：
3、在果园管理方面现有智能调控系统在进行不同苹果树种植区域内水额度的分配时，忽略了不同区域内的环境因素和苹果树生长状态对分配水额度的影响，没有对不同区域进行一个合理的水额度分配，影响了果园的生产效率和水资源的合理应用。
4、针对上述问题，本专利技术提出一种解决方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供苹果树生长环境智能调控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、苹果树生长环境智能调控系统，包括数据采集模块，数据处理模块以及数据存储模块；
4、数据采集模块确定采集用于分析水额度分配的相关数据，对数据进行预处理；
5、数据处理模块使用预处理后的数据分别计算环境因素和苹果树生长状态，并将得到的环境因素和苹果树生长状态转换成数据并输入；
6、接着对输入的数据进行判断其苹果树生长状态是否达到阈值，若已达到，则分析环境因素；若未达到，则综合分析环境因素和苹果树
7、最后输出水额度分配；
8、数据存储模块用于存储智能调控系统处理过程中产生的所有数据。
9、在一个优选的实施方式中，数据处理模块计算环境因素是通过综合考虑土壤湿度系数和气候条件系数对环境因素的影响，通过对这土壤湿度系数和气候条件系数加权平均计算获取环境因素系数。
10、在一个优选的实施方式中，数据处理模块计算土壤湿度系数a具体步骤如下；
11、y1:收集不同深度下的土壤湿度数据，这些数据可以通过土壤湿度传感器或者土壤钻孔采样等方式获取，数据包括深度和土壤湿度两个特征值；
12、y2:对数据进行预处理后初始化，将每个深度的土壤湿度数据视为一个独立的簇；
13、y3:计算相似度矩阵，计算每两个簇(深度)之间的相似度，使用欧式距离作为相似度度量，具体公式如下：
14、式中，ci和cj分别表示两个不同深度的土壤湿度簇，xik和xjk分别表示这两个簇中额土壤湿度数据点；
15、y4:合并最相似的簇，从相似度矩阵中选择距离最近的两个簇，再将这两个簇合并为一个新的簇；
16、y5:更新相似度矩阵，根据合并的新簇，更新相似度矩阵以反映新的簇之间的距离；
17、y6:重复迭代，重复y4和y5，直到满足停止准则为止即达到指定的相似度阈值。
18、在一个优选的实施方式中，数据处理模块计算气候条件系数b具体步骤如下：
19、d1:获取气象数据，包括温度、相对湿度、风速；
20、d2:计算潜在蒸发量，使用气象数据通过penman-monteith公式来计算潜在蒸发量，具体公式如下：
21、式中，δ是饱和水汽压和实际水汽压之差，rn是净辐射，g是土壤热通量，γ是大气压缩因子，vs是饱和水汽压与温度的函数，t是温度，v是风速；
22、d3:获取实际蒸发量，实际蒸发量是土壤表面实际蒸发的水量，通过土壤传感器来测量实际蒸发量；
23、d4:计算气候条件系数b，具体公式为：
24、在一个优选的实施方式中，数据处理模块计算苹果树生长状态过程如下：
25、w1:收集生长参数数据，包括树龄、叶面积指数、树冠覆盖率、果实数量和大小；
26、w2:数据预处理，对收集到的数据进行归一化处理；
27、w3:计算生长状态系数，使用sigmoid函数作为非线性函数计算生长状态系数，具体公式如下：z＝a1×p1+a2×p2+...+an×pn+k；
28、式中，z是输入的线性组合，p1,p2,...,pn是生长参数即所采集的数据，对应的权重分别为a1，a2，...，an，偏置为k；
29、对环境因素系数和苹果树生长状态系数分析如下：
30、将环境因素系数和苹果树生长状态系数作为数据输入并判断；
31、如果苹果树生长状态系数s大于等于阈值，则只需要分析环境因素，具体过程如下：
32、环境因素系数大于等于预设值时：若差值的绝对值大于阈值，则需要降低水额度；若差值的绝对值小于阈值，则保持水额度不变；
33、环境因素系数小于预设值时，表示生长环境较差，需要相应增加水额度。
34、在一个优选的实施方式中，如果苹果树生长状态系数s小于阈值，则需要对环境因素和苹果树生长状态综合分析，具体过程如下：
35、f1:通过计算得到环境因素系数和苹果树生长状态系数，将环境因素系数和生长状态系数定义为输入变量，将其分别划分为不同的模糊集合；
36、f2:将分配水额度定义为输出变量，将其划分为模糊集合；
37、f3:制定模糊规则，描述环境因素系数和生长状态系数对分配水额度的影响；
38、f4:根据模糊规则进行模糊推理，确定了不同区域苹果树的水额度分配。
39、本专利技术苹果树生长环境智能调控系统的技术效果和优点：
40、本专利技术通过结合环境因素和苹果树生长状态对不同区域的苹果树生长环境分配水额度，为果园管理合理运用水资源提供了一个分配方法。这种方法确保了通过确定水额度分配，可以确保水资源得到合理利用，避免了水资源的浪费和过度使用。从而使苹果树健康生长，提高果实质量和品质。
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1.苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于，包括数据采集模块，数据处理模块以及数据存储模块；
2.根据权利要求1所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于:
6.根据权利要求5所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于:
【技术特征摘要】
1.苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于，包括数据采集模块，数据处理模块以及数据存储模块；
2.根据权利要求1所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的苹果树生长环境智能调控系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：马筱建，张宏伟，石海强，李慧杰，解斌，段鹏伟，唐仲文，杨素苗，秦立者，马继红，
申请(专利权)人：河北省农林科学院石家庄果树研究所，
类型：发明
国别省市：
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