[发明专利]一种小型智能化植物生长系统

权利要求书

1.一种小型智能化植物生长系统，其特征在于，包括智能化生长设备以及后台服务器，所述智能化生长设备包括植物生长架、光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统，所述植物生长支架上设置有植物生长床，所述植物生长床上设置有若干个种植盘，每个所述种植盘中种植有若干株植物，所述植物生长床开设有营养液输入口和营养液输出口；光源系统包括若干组人工光源，人工光源固定在其对应植物生长床的正上方；营养液供给系统用于通过所述营养液输入口和营养液输出口调整向所述植物生长床的营养液补给量；所述环境监控系统包括湿度传感器、温度传感器、CO₂浓度传感器、营养液液位传感器、营养液浓度传感器、酸碱度传感器，用于分别对植物生长的温度、湿度、CO₂浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度进行实时监测；植物生长状态监控系统用于监控植物的实时形态变形信息及生理信息；后台服务器根据植物的实时形态变形信息及实时生理信息生成实时三维模型，并根据预先存储的标准三维模型以及生成的实时三维模型，生成环境条件调整策略，包括对温度、湿度、CO₂浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度、光照强度和光色的调整，以根据所述环境条件调整策略调整植物生长的温度、湿度、CO₂浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度、光照强度和光色。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述植物生长状态监控系统包括：植物形态变形监控单元以及生理信息监控单元，所述植物形态变形监控单元用于通过获取植物的三维点云或特征点信息，以监控植物的实时形态变形信息，所述生理信息监控单元用于通过多谱图像获取植物的图像信息，以监控植物的实时生理信息。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述植物形态变形监控单元包括数字化仪、三维激光扫描仪或者数字相机中的任一种或多种的组合。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述生理信息监控单元包括固定光谱探头、多光谱相机，所述固定光谱探头用于获取植物的光谱数据，以获取植物图像的特征波长数据，所述多光谱相机用于植物的近红外图像以及RGB、CIR模式的合成图像，以获取植物图像的光谱信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括数据存储服务器，用于根据元数据标准存储监测到的温度、湿度、CO₂浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度信息，以生成实时形态变形信息，以及实时生理信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，基于图像三维重建或点云的重建或参数化建模，所述后台服务器根据植物的实时形态变形信息及实时生理信息生成实时三维模型。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统之间通过ZIGBEE无线通讯协议进行数据传输，所述光源系统、营养液供给系统、环境监控系统、植物生长状态监控系统分别对应一个带状网络子网，每个带状网路子网中的设备对应一个网络节点。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后台服务器为现场服务器，所述现场服务器包括用户信息管理模块，用于对登陆后台服务器的用户进行身份认证，并向身份认证通过后的用户提供数据查询。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括报警模块，用于当监测到的温度、湿度、CO₂浓度、营养液液位、营养液浓度、营养液酸碱度超过对应设定的报警阈值时，产生报警信息。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述基于点云的重建包括：对实时形态变形信息进行预处理，对点数据进行去噪、精简；通过对点云数据点之间的建立三角关系或者多边形结构关系，搭建多边形网络；再进行数据分割以从点云数据表面特征提取过程中测量数据分类转变为造型数据；最后在进行曲面的拟合从而最终形成植物的实时三维模型；所述去噪包括：以每个三维点为球心，通过设定球的半径和球内点云的个数，不满足相应的阈值，则认为该点为噪声点并将其剔除；所述精简包括：对散乱的数据点云进行预处理，使其按照纵向和横向的层排列，依据横向水平层的点形成的曲线的曲线变化程度给数据点分别赋予不同的权值；按照纵向层进行处理，对数据点赋予纵向权值；依据数据点的横纵向权值将点云划分为若干不同区域，保留每个区域中权值大的点，并将其记为节点；对每个横向和纵向区域中的2个节点中间的点按照一定的规则精简，最后得到精简后的点云数据。