[发明专利]一种用于植物全生长周期的智能生长箱

说明书

本发明公开了一种用于植物全生长周期的智能生长箱，涉及植物培育技术领域。本发明包括生长箱；生长箱的顶部固定安装有升降机构；升降机构的底部分别固定安装有四通道可调光源和相机；生长箱的底部设置有自动配液系统。本发明通过相机来拍摄植物不同生长阶段的图像，而图像处理单元将植物高度数据和植物生长状况数据发送至主控单元，主控单元记录植物生长历史数据，并由此通过升降机构来调节相机与四通道可调光源的高度和通过控制四通道可调光源来调节光谱曲线以及通过自动配液系统来为植物配置适合不同生长阶段的营养液；此过程可提高光效，并减轻人们的劳动压力，保证植物的健康生长，为人们研究植物生长过程提供数据支持。

技术领域

本发明属于植物培育技术领域，特别是涉及一种用于植物全生长周期的智能生长箱。

背景技术

在现代农业科研中，需要用到植物生长箱来研究植物生长的过程中，并分析光照(如光照强度何光谱分布等)、空气、温度和水肥等因素对植物生长的影响，以提高人们培育植物的成活率及植物的健康值。

在现有的植物生长箱中培育植物，经常会碰到几个问题：1、现有的光谱大多为固定光谱分布的光源，植物在整个生长周期中，需要接收的光谱分布并不相同，这将导致光效降低；2、固定的照射距离，无法根据植株的高度不同来调整照射距离，从而达到光效利用的最大化；3、必须由人工根据植物的生长状况来调整营养液的配比参数，增加了人们的劳动压力，且配比参数存在一定的误差；4、无法对植物生长的状况来进行记录和实时监控；

因此亟需一种用于植物全生长周期的智能生长箱来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于植物全生长周期的智能生长箱，通过相机来拍摄植物不同生长阶段的图像，而图像处理单元将植物高度数据和植物生长状况数据发送至主控单元，主控单元记录植物生长历史数据，并由此通过升降机构来调节相机与四通道可调光源的高度和通过控制四通道可调光源来调节光谱曲线以及通过自动配液系统来为植物配置适合不同生长阶段的营养液；此过程可提高光效，并减轻人们的劳动压力，保证植物的健康生长，为人们研究植物生长过程提供数据支持；解决了光效利用率低、无法根据植物高度来调节光源高度和植物生长过程无法记录数据以及人们配置营养液，增加人们劳动压力的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于植物全生长周期的智能生长箱，包括生长箱；所述生长箱的顶部固定安装有升降机构；所述升降机构的底部分别固定安装有四通道可调光源和相机；所述生长箱的底部设置有自动配液系统；所述自动配液系统上方设置有植物生长盘；

所述植物生长盘包括栽植盘和营养液水盘；所述栽植盘内种植有植物；所述营养液水盘与自动配液系统相连通；

所述四通道可调光源为植物的生长调节自身的光谱曲线；

所述相机将拍摄的植物图像发送至图像处理单元；所述图像处理单元将植物高度数据和植物生长状况数据发送至主控单元；所述主控单元通过控制升降机构上升降电机的工作来调节四通道可调光源和相机的高度；所述主控单元通过调节四通道可调光源的独立通道光功率来调节光谱曲线；所述主控单元通过控制自动配液系统的自动配液单元来对营养液水盘进行供给；

所述主控单元与人机交互单元进行通讯连接；且所述主控单元记录植物生长历史数据。

进一步地，所述植物高度数据是相机顶好基准成像距离后，调整镜头的焦距，计算图像的梯度，梯度最大时为图像最佳焦距，由此可计算出植株最高点到相机的距离，进而得知植物高度数据。

进一步地，所述相机采用短景深的电动调焦镜头。

进一步地，所述植物生长状况数据是对植物的叶片进行检测；所述图像处理单元对彩色图像中的绿色通道进行处理，并计算出叶片的覆盖面积；同时对叶片的边缘进行锐化，提取出叶片的数量；由此得出植物叶片检测数据。