【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及茶树补光，具体为一种光伏茶园茶树补光控制系统及方法。
技术介绍
1、光伏茶园是一种将太阳能光伏发电与茶园种植相结合的创新农业模式。在光伏茶园中，茶树种植于光伏组件下方，光伏板通过吸收阳光发电，同时为茶树提供遮阴，减少阳光直射，改善茶树生长环境。这种模式不仅能有效利用土地资源，提高空间利用率，还能通过光伏发电产生清洁能源，实现绿色电力供应。此外，光伏板的遮阴作用有助于提高茶叶的品质，尤其是在高温天气下，茶树不易受热害，茶叶中的氨基酸和茶多酚含量也会有所增加，进而提升茶叶的口感和营养价值。
2、主要以茶树叶片为食。它们的幼虫期对茶树的危害最为严重，会大量啃食叶片，造成叶片残缺不全，影响茶树的光合作用和生长发育，严重时甚至可导致整株茶树枯死。茶尺蠖的大量发生不仅会导致茶树产量下降，还会影响茶叶的质量，降低茶叶的市场价值。此外，茶尺蠖的防治通常需要使用化学农药，这不仅增加了茶园的管理成本，还可能对环境和人体健康造成不良影响。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种光伏茶园茶树补光控制系统及方法，具备通过获取各个监测区域茶树的图像数据，并获取图像数据中茶尺蠖的数量，并将其与茶尺蠖数量安全阈值对比，判断茶尺蠖数量是否超标，当出现茶尺蠖数量超标时，根据各个监测点采集到的光照强度数据计算各个点的平均光照强度，并和目标光照强度判断是否需要补光，当需要补光时，根据目标光照强度、各个监测点的平均光照强度、补光灯的光照强度
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光伏茶园茶树补光控制方法，包括以下步骤：
5、s1、获取光伏茶园中茶树表面的图像数据，使用yolo图像识别算法提取茶树表面的茶尺蠖数量，并判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值；
6、s2、实时获取光伏茶园的多个监测点的光照强度数据以及从云端天气获取当天的光照时长；
7、s3、根据多个监测点所采集到的光照强度数据计算每个监测点的平均光照强度，且选择茶尺蠖在特定光照强度下活跃度最低和繁殖度最低的光照强度作为目标光照强度，将每个监测点的平均光照强度和目标光照强度对比，判断对应的监测点是否需要补光；
8、s4、根据目标光照强度、各个监测点的平均光照强度、补光灯的光照强度以及当前的光照时长计算本次补光灯开启的时长，并生成补光信号，控制补光灯开启和定时关闭；
9、s5、补光灯在关闭后，再次获取光伏茶园中茶树表面的图像数据，使用yolo图像识别算法提取茶树表面的茶尺蠖数量，并将茶尺蠖数量和茶尺蠖数量安全阈值对比，判断茶尺蠖数量是否下降，若未出现下降，生成补光信号二，若茶尺蠖数量下降，生成关闭补光信号，补光灯关闭；
10、s6、补光灯接收到补光信号二后，对茶园茶树进行间歇性补光，并使补光时长满足计算产生的补光灯开启的时长；
11、s7、重复步骤五，直至茶尺蠖数量减少，生成关闭补光信号，补光灯关闭。
12、优选的，所述茶尺蠖数量表示为c,所述茶尺蠖数量安全阈值表示为yc，所述判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值的表达式如下：
13、
14、公式中，cb＝1表示判定茶尺蠖的数量超出茶尺蠖数量安全阈值，cb＝0表示判定茶尺蠖的数量并未超出茶尺蠖数量安全阈值，c≥yc表示触发判定茶尺蠖的数量超出茶尺蠖数量安全阈值的条件，0c＜yc表示触发判定茶尺蠖的数量并未超出茶尺蠖数量安全阈值的条件，cb表示判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值的结果。
15、优选的，多个所述监测点逐一分配有位移的数字编号，且这些数字编号分别为：1、2、3...、n，多个所述监测点所采集到的光照强度数据分别表示为：gz1＝{g11、g12、g13、...、g1m}、gz2＝{g21、g22、g23、...、g2m}、gz3＝{g31、g32、g33、...、g3m}、...、gzn＝{gn1、gn2、gn3、...、gnm},其中，gz1表示第一个监测点，gz2表示第二监测点、gz3表示第三个监测点、…、gzn表示第n个监测点，{g11、g12、g13、...、g1m}表示第一个监测点所采集到的所有的光强度数据，{g21、g22、g23、...、g2m}表示第二个监测点所采集到的所有的光强度数据，{g31、g32、g33、...、g3m}表示第三个监测点所采集到的所有的光强度数据、…、{gn1、gn2、gn3、...、gnm}表示第n个监测点所采集到的所有的光强度数据。
16、优选的，多个所述监测点采集光照强度数据的采集周期、采集间隔和采集的光照强度数据数量相同。
17、优选的，所述监测点的平均光照强度计算表达式如下：
18、
19、公式中，表示监测点的平均光照强度，下标i表示对应监测点的数字编号，表示对对应监测点所采集到的全部光照强度数据求和，其中m表示最后一个光照强度数据为第m个光照强度数据，分母中除以m即所采集到的m个光照强度数据，产生的结果为监测点的平均光照强度
20、优选的，所述判断对应的监测点是否需要补光的表达式如下：
21、
22、公式中，bgz表示目标光照强度，bgi＝1表示判定对应的监测点需要补光，bgi＝0表示判定对应的监测点不需要补光，表示触发需要补光的条件，表示触发不需要补光的条件。
23、优选的，所述补光灯开启的时长的计算表达式如下：
24、
25、公式中，bsi表示补光灯开启的时长，下标对应监测点的数字编号，即对应监测点的补光灯开启的时长，dq表示补光灯的光照强度，gsc表示当前的光照时长。
26、优选的，当计算产生所述补光灯开启的时长后，根据当前的时间计算补光灯的关闭时间。
27、一种光伏茶园茶树补光控制系统，基于任一所述的光伏茶园茶树补光控制方法，包括茶树表面图像数据采集单元、光照数据采集单元、天气数据采集单元、数据分析处理单元以及补光单元；
28、所述茶树表面图像数据采集单元用于采集茶园茶树的表面图像数据，并将采集到的图像数据发送至数据分析处理单元；
29、所述光照数据采集单元用于采集监测点的光照强度数据，并将采集到的光照强度数据发送至数据分析处理单元；
30、所述天气数据采集单元用于从云端天气获取当天的光照时长，并将当天的光照时长发送至数据分析处理单元；
31、所述数据分析处理单元用于提取茶树表面的茶尺蠖数量，并判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值，根据采集到的光照强度数据计算每个监测点的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：所述茶尺蠖数量表示为C,所述茶尺蠖数量安全阈值表示为YC，所述判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值的表达式如下：
3.根据权利要求2所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：多个所述监测点逐一分配有位移的数字编号，且这些数字编号分别为：1、2、3...、n，多个所述监测点所采集到的光照强度数据分别表示为：Gz1＝{G11、G12、G13、...、G1m}、Gz2＝{G21、G22、G23、...、G2m}、Gz3＝{G31、G32、G33、...、G3m}、...、Gzn＝{Gn1、Gn2、Gn3、...、Gnm},其中，Gz1表示第一个监测点，Gz2表示第二监测点、Gz3表示第三个监测点、…、Gzn表示第n个监测点，{G11、G12、G13、...、G1m}表示第一个监测点所采集到的所有的光强度数据，{G21、G22、G23、...、G2m}表示第二个监测点所采集到的所有的光强度数据，{G31、G32、G33、...
4.根据权利要求3所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：多个所述监测点采集光照强度数据的采集周期、采集间隔和采集的光照强度数据数量相同。
5.根据权利要求4所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：所述监测点的平均光照强度计算表达式如下：
6.根据权利要求5所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：所述判断对应的监测点是否需要补光的表达式如下：
7.根据权利要求6所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：所述补光灯开启的时长的计算表达式如下：
8.根据权利要求7所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：当计算产生所述补光灯开启的时长后，根据当前的时间计算补光灯的关闭时间。
9.一种光伏茶园茶树补光控制系统，基于权利要求1～8任一所述的光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：包括茶树表面图像数据采集单元、光照数据采集单元、天气数据采集单元、数据分析处理单元以及补光单元；
...【技术特征摘要】
1.一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：所述茶尺蠖数量表示为c,所述茶尺蠖数量安全阈值表示为yc，所述判断茶尺蠖的数量是否超出茶尺蠖数量安全阈值的表达式如下：
3.根据权利要求2所述的一种光伏茶园茶树补光控制方法，其特征在于：多个所述监测点逐一分配有位移的数字编号，且这些数字编号分别为：1、2、3...、n，多个所述监测点所采集到的光照强度数据分别表示为：gz1＝{g11、g12、g13、...、g1m}、gz2＝{g21、g22、g23、...、g2m}、gz3＝{g31、g32、g33、...、g3m}、...、gzn＝{gn1、gn2、gn3、...、gnm},其中，gz1表示第一个监测点，gz2表示第二监测点、gz3表示第三个监测点、…、gzn表示第n个监测点，{g11、g12、g13、...、g1m}表示第一个监测点所采集到的所有的光强度数据，{g21、g22、g23、...、g2m}表示第二个监测点所采集到的所有的光强度数据，{g31、g32、g33、...、g3m}表示第三...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷丽琼，杨盛美，肖星，唐一春，周玉忠，
申请(专利权)人：云南省农业科学院茶叶研究所，
类型：发明
国别省市：
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