本發(fā)明涉及的是一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法的技術。

背景技術：

目前，溫室大棚的大規(guī)模運用解決了農(nóng)作物季節(jié)性生長的問題，使得某些季節(jié)性蔬菜一年四季都有供應?，F(xiàn)在的農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的遠程監(jiān)控技術都是監(jiān)控溫室內(nèi)對農(nóng)作物生長極為重要的環(huán)境因子，如溫度、光照強度和土壤濕度，并在此基礎上結合農(nóng)作物自身生長對環(huán)境的需求狀況通過一些相關的控制設備來改變環(huán)境參數(shù)，以此來達到控制的目的。

AR(Augmented Reality，增強現(xiàn)實)技術，是利用計算機生成一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環(huán)境，通過各種傳感設備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶和環(huán)境直接進行自然交互的技術。利用這樣一種全新的人機交互技術，可以模擬真實的現(xiàn)場景觀，是以交互性和構想為基本特征的計算機高級人機界面。該技術所帶來的是能夠通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且還可以突破空間、時間以及其他客觀限制，體驗到現(xiàn)實世界中無法親身經(jīng)歷的體驗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提出一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法及其噴灌控制方法，通過AR技術和android平臺向 用戶展示溫室內(nèi)的虛擬實景以及影響溫室內(nèi)作物生長的主要影響因素的參數(shù)值，便于用戶對是否調節(jié)對應的濕度或電導率的參數(shù)值作出判斷。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種AR溫室監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法，包括：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關和控制模塊，其中：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關和控制模塊設置于溫室內(nèi)，網(wǎng)關將無線傳感模塊溫室內(nèi)采集到的各參數(shù)信息匯總傳輸至所述的AR設備，通過AR設備上顯示參數(shù)信息、圖表、視頻，并進行3D場景重現(xiàn)，時設備根據(jù)各參數(shù)信息將噴灌模塊的控制指令通過網(wǎng)關傳輸至控制模塊，控制模塊根據(jù)控制指令遠程控制溫室內(nèi)的噴灌模塊，從而改變無線傳感模塊采集到的參數(shù)信息。

所述的參數(shù)信息包括：溫度、光照強度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導率。

所述的AR設備包括：顯示單元和主機單元，其中：顯示單元投射接收到的參數(shù)信息、圖表和視頻，主機單元進行控制操作。

所述的無線傳感模塊包括:溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器、電導率傳感器和網(wǎng)絡攝像頭，其中：溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器和電導率傳感器分別采集溫室內(nèi)的溫度、光照強度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導率，網(wǎng)絡攝像頭通過視頻或照片記錄溫室內(nèi)的實況和作物覆蓋面，得到作物的生長情況。

所述的噴灌模塊包括：噴灌裝置和噴灌閥門。

所述的控制模塊控制噴灌閥門的開合。

本發(fā)明涉及一種基于上述系統(tǒng)的噴灌控制方法，通過AR設備識別出溫室內(nèi)進入視野的濕度傳感器節(jié)點并顯示其2處內(nèi)的變化曲線，由用戶對是否打開噴灌模塊的噴灌閥門進行判斷，并在打開噴灌閥門后在AR設備上彈出實景視頻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖；

圖2為AR設備示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例包括:AR設備、無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關和控制模塊，其中：無線傳感模塊、噴灌模塊、網(wǎng)關和控制模塊設置于溫室內(nèi)，網(wǎng)關將無線傳感模塊溫室內(nèi)采集到的各參數(shù)信息匯總傳輸至AR設備，通過AR設備上顯示參數(shù)信息、圖表、視頻，并進行30場景重現(xiàn)；AR設備根據(jù)各參數(shù)信息將噴灌模塊的控制指令通過網(wǎng)關傳輸至控制模塊，控制模塊根據(jù)控制指令遠程控制噴灌模塊，從而改變無線傳感模塊采集到的參數(shù)信息。

所述的參數(shù)信息包括：溫度、光照強度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導率。

如圖2所示，所述的AR設備包括:顯示單元和主機單元，其中：顯示單元投射接收到的參數(shù)信息、圖表和視頻，主機單元進行控制操作。

所述的顯示單元為可穿戴的AR眼鏡。

所述的主機單元為基于Android4.0的AR程序，所有操作均在觸摸屏上完成。

所述的顯示單元和主機單元均為WIFI便攜式設備。

所述的無線傳感模塊包括:溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器、電導率傳感器和網(wǎng)絡攝像頭，其中：溫度傳感器、光照傳感器、濕度傳感器和電導率傳感器分別采集溫室內(nèi)的溫度、光照強度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導率，網(wǎng)絡攝像頭通過視頻或照片記錄溫室內(nèi)的實況和作物覆蓋面，得到作物的生長情況。

所述的溫度、光照強度、空氣濕度和土壤濕度、土壤電導率為對作物生長極為重要的環(huán)境因子。

所述的溫室內(nèi)作物的生長情況通過二值法算出網(wǎng)絡攝像頭拍攝的相應作物的照片中的綠色面積進行估計，用以估算作物產(chǎn)量并評價生長態(tài)勢。

所述的噴灌模塊包括：噴灌裝置和噴灌閥門。

所述的控制模塊控制噴灌閥門的開合。

所述的噴灌閥門可控制水噴灌或水肥混合噴灌。

本實施例采用Android4.0平臺，設計相應的程序，根據(jù)溫室內(nèi)作物的生長情況，通過Unity3D構建3D模擬溫室內(nèi)的作物，實現(xiàn)遠 程實時主觀獲得作物的生長情況。

本實施例涉及一種基于上述系統(tǒng)的噴灌控制系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1、用戶打開AR程序，戴上AR眼鏡后，觀察鏡片上投射的虛擬溫室內(nèi)的3D實況并晃動視角，AR程序實時自動判斷視角內(nèi)是否有傳感器的節(jié)點，如果沒有，則繼續(xù)顯示3D場景；否則以懸浮框的形式在AR眼鏡上顯示視角內(nèi)的所有傳感器對應的參數(shù)值及其24小時內(nèi)的變化曲線。

步驟2、AR程序判斷視角內(nèi)是否有濕度傳感器的節(jié)點，如果存在，則詢問用戶是否打開噴灌閥門，否則結束檢測。

步驟3、用戶選擇打開噴灌閥門后，AR程序向控制模塊發(fā)出控制指令，控制模塊控制打開噴灌閥門，眼鏡上彈出溫室內(nèi)噴水情況的實時CG動畫并在視野左下角播放網(wǎng)絡攝頭的實景視頻，并懸浮20S后回到3D場景界面，否則回到步驟1。

本實施例可將肥料與水混合后放入噴灌裝置進行噴灌，可同時改變濕度和土壤電導率。本實施例的試驗地址位于上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)實驗基地中的日光溫室，選取的綠葉菜大棚長400，寬200，頂高3.50。將大棚內(nèi)分為兩片20*200的區(qū)域，并在每片區(qū)域內(nèi)設置溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器和電導率傳感器；網(wǎng)絡攝像頭設置于大棚內(nèi)四周的墻柱上以便看清溫室內(nèi)景；噴灌裝置、控制模塊和網(wǎng)關布置調試完成后，使用AR設備連上WIFI進行操作。

根據(jù)AR眼鏡上顯示的大棚內(nèi)的3D重建畫面，人員溫室大棚內(nèi)的中央，或者在“大棚”內(nèi)“走動觀察”，周圍是綠色的蔬菜和溫室大 棚的內(nèi)壁時，隨著視角的變動，一些傳感器節(jié)點就會自動出現(xiàn)在視角中并在節(jié)點的上方浮動顯示出它的數(shù)值及變化曲線，如果視角內(nèi)是濕度傳感器或者電導率傳感器，還會詢問是否需要打開閥門澆水或者水肥混合的溶液，一旦在手中的AR程序確認打開閥門后，視野中立即出現(xiàn)噴頭噴灑出液體的畫面，從而改變濕度或者電導率的參數(shù)值，通過這種方式“沉浸”式地以一種所見即所得的方式高效地完成了溫室大棚的遠程監(jiān)控。而現(xiàn)有技術則是在電腦屏幕前操作，則需要打開軟件或者登入網(wǎng)頁查看數(shù)據(jù)和圖表，然后根據(jù)濕度或者電導率傳感器數(shù)據(jù)來移動鼠標選擇閥門開啟時間和開啟時長。

本實施例在使用時，只需帶上眼鏡打開AR程序即可從任何地方“進入”溫室大棚查看各項參數(shù)值和控制閥門開閉改變溫室濕度或者土壤電導率的值。