[发明专利]一种基于单片机控制的种子发芽试验辅助决策系统

说明书

本发明公开一种基于单片机控制的种子发芽试验辅助决策系统，包括发芽过程监控模块、发芽研究辅助决策模块、发芽试验智能控制器、发芽室和数据库模块；发芽过程监控模块用于监测发芽室的温度、湿度，光照，水分实时数据，同时将预设的发芽试验控制参数传到发芽试验智能控制器，使其对发芽室的发芽试验实行智能控制；发芽研究辅助决策模块通过试验数据分析，不仅能辅助科研者进行与发芽试验智能控制相结合的种子发芽条件参数的优选决策与验证，而且还能辅助科研者对优选发芽方案的样本试验数据进行显著性差异分析，以获统计意义的检验；系统帮助科研者脱离了繁杂的数据统计过程，提高了效率和缩短研发周期，完成了种子发芽研究全过程信息化。

技术领域

本发明属于种子发芽试验研究技术领域，具体涉及一种基于单片机控制的种子发芽试验辅助决策系统。

背景技术

种子发芽试验过程的目的是，在发芽试验室内幼苗出现和生长达到一定阶段时，判定幼苗的主要构造是否能在室外土壤适宜条件下进一步生长成为正常植株；种子发芽的主要测定项目有发芽率、正常幼苗、不正常幼苗、未发芽的种子、新鲜不发芽种子等；在发芽过程中，温度、光照，湿度，水分是重要的条件，它们最终决定以上重要指标结果；种子发芽过程的试验研究，首先要选出具有能较好体现种子发芽指标的环境因子控制条件；然后再按照优选出的试验的各发芽阶段重要控制条件再进行足够的样本试验；当样本试验数据分析获得满意的统计结果后，才能进行进一步研究和推广；因此，为了提高效率和缩短研究开发周期，迫切需要建立智能控制与辅助决策密切结合的系统，这个系统既能支持科研者分析并且优选出较好发芽指标的试验过程控制条件，又能支持对样本试验结果进行统计分析，同时还能按照试验的各阶段光照，温度，湿度和水分条件进行发芽过程的智能控制；建立该系统是改进研究质量，减少研究工作量的重要措施。

目前使用的种子发芽设施有光照培养箱、智能种子发芽室两大类；光照培养箱大多采用强制对流的方式来控制温度、湿度、光照等参数，由于强制对流方式使发芽床的水分容易迅速丧失，加之环境密闭，造成种子发芽后幼苗生理失衡，成活率低等现象；智能种子发芽室可根据用户的要求的种子发芽所需要的时间、温度、湿度、光照值段进行微电脑全自动控制，控制板一体化，为种子发芽提供稳定的环境条件，但存在着投入高，场地占用大的缺陷。

为了解决试验效果与成本问题，已经有人自行搭建的发芽自动控制室；谢平等(2008)以ATS单片机为核心，用C语言编写控制软件，建立了对培养箱的温度、湿度、光照的自动控制；岑益超(2014)设计了基于STM8S单片机和REX3U无线网络，使用C语言编写控制程序的植物组培高效智能LED光照系统；但这些研究仅仅集中在组培苗的培养。

发明专利“一种网络化的种子除湿控制系统”(CN 103955240 B)虽然对种子实现了较好的湿度控制，但是并没有对发芽过程的光照，温度等条件的实施控制。

分析以上所述，现有各种发芽设备和设施的共同缺陷是，仅仅提供一个发芽过程的控制或者部分条件控制，不能辅助研究者进行与发芽过程控制相结合的“种子发芽条件参数的优选决策”，也不能在指定优选发芽参数下进行样本试验自动控制及其研究的辅助决策，同时仍然离不开人工计算和有较多工作量，造成不少处理误差，因而无法提高种子发芽全过程研究的效率、质量和方便性。

发明内容

为了解决以上缺陷技术问题，本发明提供一种基于单片机控制的种子发芽试验辅助决策系统；本发明采用面向对象模块化技术和嵌入式开发技术，在PC机上采用Python脚本文件对种子发芽过程控制及决策分析研究进行描述，建立发芽过程监控模块、发芽研究辅助决策模块和数据库模块，以此作为上位机，通过以单片机为核心的发芽试验智能控制器，对种子发芽室内光照、温度、湿度、水分环境参数进行实时采集，实现智能自动调节功能；同时将反馈来的过程结果进行数据分析，以供研究者进行控制条件优选；进一步，通过发芽试验智能控制器和发芽室，对优选发芽方案再进行样本试验，然后对样本试验的结果信息进行统计分析，从而帮助科研人员脱离了繁杂的数据统计过程，提高了效率和缩短研究开发周期，完成了种子发芽研究全过程的信息化。