[发明专利]一种水培施肥机

权利要求书

1.一种水培施肥机，包括数据采集单元、数据传输单元、施肥控制单元、以及水肥一体机，其中

所述数据采集单元用于采集水培作物生长过程数据，并通过数据传输单元将采集到的数据以固定时间间隔传输到施肥控制单元；

所述施肥控制单元用于对作物生长过程数据进行存储和预处理，基于深度学习和专家知识库构建水肥配比模型，并根据利用水肥配比模型给出作物生长所需水肥配比和设定的控制策略，控制水肥一体机；

所述水肥一体机，用于根据水肥配比模型和控制策略来执行灌溉施肥操作。

2.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，水培作物生长过程数据包括：水分PH值、水分EC值、水压、供液流量、CO2浓度值、光线强度、空气温湿度、虫害、病害。

3.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，所述水肥配比模型给出作物生长所需水肥配比包括水肥的养分含量、EC和PH测量值。

4.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，所述控制策略包括灌溉施肥时间、灌溉施肥流量、停止条件，其中，所述停止条件为水肥配比模型给出的养分含量、EC和PH设定值与水培作物混液罐内营养液采集到的养分含量、EC和PH测量值误差小于某一给定阈值。

5.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，所述施肥控制单元包括数据预处理模块、数据存储模块、数据分析模块、水肥配比模型、控制策略管理模块、以及水质净化模块。

6.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，所述水肥一体机包括灌溉施肥执行单元和灌溉施肥控制单元，所述灌溉施肥执行单元包括用于配置母液的母液配置系统和用于灌溉的主管道系统，所述灌溉施肥控制单元用于监测传感器测得的数据，在水肥配比模型和控制策略约束条件下控制母液配置系统的配置动作和主管道系统的灌溉动作。

7.根据权利要求1所述的水培施肥机，其特征在于，基于深度学习和专家知识库构建水肥配比模型包括以下步骤：

步骤1，对预处理后的作物生长过程数据依靠专家知识进行标注，所述标注标签表征作物生长环境状态，为作物类型、作物生长发育周期、生长环境区域的组合；

步骤2、将标注后的作物生长过程数据采用训练、验证、测试三分法进行数据集划分，输入建立的深度神经网络模型进行学习和测试，得到训练好的所述深度神经网络模型；

步骤3、将预处理后的作物生长过程数据输入专家知识库和将标注后的作物生长过程数据输入训练好的所述深度神经网络模型，然后将各自的判别结果通过多模态融合网络进行融合，得到水肥配比模型；

步骤4、将当前作物生长过程数据经预处理后输入到水肥配比模型，给出作物生长所需水肥的养分含量、EC和PH测量值。

8.根据权利要求7所述的水培施肥机，其特征在于，还包括报警单元，用于水肥一体机模块当前工作状态无法按水肥配比模型调节或者无法按水肥配比模型进行灌溉施肥时进行告警。