本发明涉及荔枝种植领域，尤其涉及一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控系统及方法。
背景技术：
1、荔枝是生产于中国南方地区的一种常绿乔木，高可达20m，属于亚热带水果。荔枝果肉含丰富的葡萄糖、蔗糖，其总糖量达到70％以上，位于多种水果的首位，并含有铁、钙、磷、脂肪、蛋白质和维生素c、a、b等多种营养物质。荔枝可用于止渴，提神健脑，还可治头晕、心闷、烦躁不安、背膊不适、颈淋巴结结核、脓肿和疔疮、小儿痘疮等。荔枝树用途广泛，全身是宝，综合利用性强，是一种具有利用率高、发展前途广阔、实用价值高的果树。荔枝具有栽培粗放、寿命长的特点，荔枝树中果皮、树皮、树根含有大量单宁，是制药的原料，种子也可入药。荔枝树干坚实，耐潮防腐，是修建房屋、舟船、桥梁和制造家具的优良木材，枝叶还可以作燃料。
2、在荔枝种植过程中，需水量和需肥量是影响其生长的重要因素，但是在现有技术中，灌溉与施肥的过程均依靠人工控制，这样一方面控制精度低，另一方面也会存在不及时的情况。荔枝生殖生长期为8-9个月，营养生长期为3-4个月，按照《克服荔枝中晚熟品种“大小年”产业技术方案》，需要对荔枝全年不同生长时期采取相应的栽培技术。
3、为此，本发明提出一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控系统及方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控系统及方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控系统，包括：
4、水肥灌溉模组，其由供水单元和供肥单元组成，用于对荔枝生产提供水源和肥料；
5、传感器模组，其用于监测荔枝生长的环境信息以及荔枝生长信息；
6、健康生长模型，其用于储存荔枝生长过程中的环境信息和生长信息的健康模型；
7、中央处理模块，其用于对传感器模组采集的数据进行处理，并与健康生长模型比对，并根据比对结果生成对应的控制指令；
8、控制模块，其用于根据中央处理模块的控制指令控制水肥灌溉模组进行动作执行。
9、一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其包括以下步骤：
10、s1：根据荔枝生长需求以及传感器模组监测的环境类型，建立荔枝正常生长的健康模型；
11、s2：传感器模组对荔枝生长的环境信息和生长信息进行实时监测，并将监测数据传输至中央处理模块；
12、s3：中央处理模块对数据进行预处理，然后将预处理后的数据与荔枝生长的健康模型进行对比，根据对比结果生成是否施肥以及施肥浓度和施肥量的控制指令；
13、s4：控制模块根据控制指令控制水肥灌溉模组进行动作执行。
14、优选地：所述s1步骤中，其具体包括以下步骤：
15、s11：通过大数据以及既往种植经验把荔枝的整个生长过程分为n个生长阶段；
16、s12：确定每个阶段荔枝健康生长的需水和需肥的阈值范围；
17、s13：将每个阶段对应的参数阈值范围，作为一个数据区块，与生长阶段对应进行储存。
18、优选地：所述s3步骤中，数据预处理包括数据分类、数据归一化、缺失值填充和重复值去除处理。
19、优选地：所述s3步骤中，数据分类的方法包括以下步骤：
20、s31a：初始化聚类的中心点数量k，中心点数量k与传感器模组中的传感器种类数相同；
21、s32a：对每个数据点进行分类，将其归入最近的聚类中心点所在的聚类，最终形成多个独立的子数据表。
22、优选地：所述s32a步骤中，其包括以下步骤：
23、s321a：对于数据表中的每个数据点，计算其与每个聚类中心点之间的距离；
24、s322a：将每个数据点分配给距离它最近的聚类中心；
25、s323a：所有的数据点都被分配完成，每个聚类的聚类中心按照本聚类的现有数据点重新计算；
26、s324a：判断新的中心点和旧的中心点是否相同，若相同，则终止，若不同，则继续重复s323a步骤。
27、优选地：所述s3步骤中，数据归一化处理采用数学函数归一化的方法，数学函数为：
28、其中xmin为数据中的最小值，xmax为数据中的最大值；
29、其中e是自然对数的底数；
30、其中xmin为数据中的最小值，xmax为数据中的最大值；
31、fa(x)＝xp，其中p＜1；
32、其中
33、中的任意一种。
34、优选地：所述s3步骤中，数据缺失值填充的方法包括以下步骤：
35、s31b：以时间轴为横轴，以数据为纵轴建立二维坐标系；
36、s32b：以传感器的数据采集频率为周期，在横轴选取相应节点；
37、s33b：将获取的数据填充至每个节点的纵坐标处，节点数据缺失则相应空缺；
38、s34b：按照公式f(xi-1，xi+1)填充位于第i个节点的缺失数据，xi为第i个节点的数据，f(x)为填充函数逻辑；
39、所述s34b步骤中，或
40、优选地：所述s3步骤中，重复值去除的方法包括以下步骤：
41、s31c：将重复值全部删除，形成空白值区域；
42、s32c：将空白值区域采用缺失值填充的方法进行填充。
43、优选地：所述s3步骤中，对比的方法包括以下步骤：
44、s31d：中央处理模块将预处理过的传感器模组采集种植土壤的湿度信息和营养浓度信息进行采集；
45、s32d：将采集的信息与健康模型的阈值范围进行比对；
46、s33d：当湿度或者营养程度小于阈值时，进行水、肥的灌溉，并且灌溉量根据实际值与阈值的偏离程度确定。
47、本发明的有益效果为：
48、1.本发明通过传感器模组获取实际参数，然后利用中央处理模块将实际参数与健康生长模型对比，从而形成控制指令，然后再对水肥灌溉模组进行执行控制，从而实现了自动化水肥灌溉的功能。
49、2.本发明，对于采集的数据进行缺失值和重复值处理，从而可有效地避免因传感器采集数据异常造成的执行结果异常，增加了使用的可靠性。
50、3.本发明通过对数据进行归一化和分类处理，从而使得不同类型的传感器采集的数据可靠分类且每个种类数据一致性较高，便于后续分析处理，且能增加后续分析处理的速度。
1.一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控系统，其特征在于，包括：
2.一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其为权利要求1所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控的工作方法，其特征在于，其包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s1步骤中，其具体包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，数据预处理包括数据分类、数据归一化、缺失值填充和重复值去除处理。
5.根据权利要求4所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，数据分类的方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s32a步骤中，其包括以下步骤：
7.根据权利要求4所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，数据归一化处理采用数学函数归一化的方法，数学函数为：
8.根据权利要求4所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，数据缺失值填充的方法包括以下步骤：
9.根据权利要求4所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，重复值去除的方法包括以下步骤：
10.根据权利要求1所述的一种基于智能水肥一体化的荔枝营养和生殖生长平衡精准调控方法，其特征在于，所述s3步骤中，对比的方法包括以下步骤：
