本公开涉及草坪养护技术领域，具体涉及一种智能草坪管理系统。
背景技术：
随着人们对生活环境越来越重视，环保成了当今社会的热门词，而城市绿化则是环保的重要部分。其中，草坪是城市绿化的主力军，在我们的生活中随处可见——公园、运动场、高尔夫球场、学校、住宅小区和城市绿化带等，它可以使空气得到很好地净化，使城市生态得到美化。
种植草坪离不开科学合理的管理与维护。然而，目前在对草坪进行管理与维护时，例如对草坪进行自动喷灌时，需要耗费大量的电能，使得草坪养护成本居高不下。
技术实现要素：
为了至少部分解决现有技术中存在的草坪养护耗电量大的技术问题而完成了本公开。
解决本公开技术问题所采用的技术方案是：
本公开提供一种智能草坪管理系统，其包括：用于为植被的根部供水的水循环系统，以及设置在草坪上且用于为所述水循环系统提供电能的多个太阳能发电组件；多个所述太阳能发电组件呈阵列排布且相互拼接，并在拼接处露出植被。
本公开中，草坪利用水循环系统为植被根部供水，节约了水资源；同时，利用太阳能发电组件为水循环系统提供电能，解决了草坪养护成本高的技术问题；而且，多个太阳能发电组件呈阵列排布且相互拼接，并在拼接处露出植被，使得太阳能发电组件与草坪集成为一体，既避免了占用额外的场地来布置太阳能发电组件，又能在冬季寒冷时节使植被增加抗寒能力，因为太阳能发电时会产生热量，这些热量足以使植被度过寒冷的冬季，避免植被因寒冷而枯黄，且温度也不会太高而伤害到植被的正常生长。
可选地，每个所述太阳能发电组件由至少两片薄膜组件拼接而成，相邻所述太阳能发电组件的拼接处，以及单个太阳能发电组件中各片所述薄膜组件的拼接处分别被部分挖空以形成多个植草区域，所述植草区域内种植有植物。
可选地，所述太阳能发电组件由四片薄膜组件拼接而成，这四片薄膜组件排布成两行两列，其中每片薄膜组件的四角分别被挖空预设形状，且这四角被挖空的形状两两对称。
可选地，所述薄膜组件包括透明衬底、发电薄膜和防渗水层，所述发电薄膜设置在所述透明衬底与所述防渗水层之间。
可选地，所述植草区域内设置有紧固部件；所述紧固部件的中部设有能够插入植物的植被插口，所述紧固部件用于将插入至所述植被插口内的植物杆部固定住。
可选地，所述水循环系统包括：蓄水池、接入所述蓄水池的多条灌溉管道，以及设置在所述灌溉管道上的至少一台循环泵；多条所述灌溉管道组成灌溉环网，所述灌溉环网经过所有植草区域的下方，所述植草区域内的植物根部能够伸入至相应灌溉管道中。
可选地，所述智能草坪管理系统还包括：分散设置在草坪上的多个植物诊断装置和与之一一对应的多个定位装置，多个所述太阳能发电组件还用于为所述植物诊断装置和所述定位装置提供电能；所述植物诊断装置与其对应的所述定位装置电连接，用于诊断所处位置的植物颜色是否正常，以及在植物颜色异常时生成报警信号，并向其对应的所述定位装置输出所述报警信号；所述定位装置用于获取所在位置信息，并将所述报警信号与所述位置信息一起发送至管理平台。
可选地，所述植物诊断装置包括图像采集模块、识别判断模块和报警模块；所述图像采集模块与所述识别判断模块电连接，用于采集所处位置的植物图像信息并输出至所述识别判断模块；所述识别判断模块与所述报警模块电连接，其内置标准颜色特征，用于对所述植物图像信息进行处理以提取植物颜色特征，以及计算植物颜色特征与标准颜色特征的相似度，判断相似度值是否符合预设的颜色阈值，并在判断结果为否定时向所述报警模块输出表征植物颜色异常的信号；所述报警模块用于在接收到所述表征植物颜色异常的信号时生成报警信号，并将所述报警信号输出至对应的所述定位装置。
可选地，所述定位装置包括gps模块和与之电连接的无线通信模块。
可选地，还包括与所述太阳能发电组件阵列电连接的蓄电池。
可选地，所述太阳能发电组件阵列通过并网逆变器接入公共电网以形成光伏并网发电系统。
附图说明
图1为本公开实施例提供的智能草坪管理系统的结构框图；
图2为本公开实施例提供的智能草坪管理系统中单个太阳能发电组件、植物诊断装置和定位装置的示意图；
图3为图2中薄膜组件的剖视图；
图4为本公开实施例提供的智能草坪管理系统中多个光伏组件拼接结构和水循环系统的示意图。
图中：1－植物诊断装置；2－定位装置；3－太阳能发电组件；4－薄膜组件；41－衬底；42－发电薄膜；43－防渗水层；5－接线孔；6－植草区域；7－紧固部件；8－植被插口；9－水循环系统；91－蓄水池；92－灌溉管道；10－外部逆变器；11－蓄电池。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和实施例对本公开作进一步详细描述。
如图1至图4所示，本公开提供一种智能草坪管理系统，其包括：用于为植被的根部供水的水循环系统9，以及设置在草坪上且用于为水循环系统9提供电能的多个太阳能发电组件3；多个太阳能发电组件3呈阵列排布且相互拼接，并在拼接处露出植被。当然，如果水循环系统9需要交流供电，则太阳能发电组件阵列就需要通给外部逆变器10为水循环系统9提供电能；如果水循环系统9需要直流供电，则太阳能发电组件阵列就可直接为水循环系统9提供电能。
本实施例中，草坪利用水循环系统为植被根部供水，节约了水资源；同时，利用太阳能发电组件为水循环系统提供电能，解决了草坪养护成本高的技术问题；而且，多个太阳能发电组件呈阵列排布且相互拼接，并在拼接处露出植被，使得太阳能发电组件与草坪集成为一体，既避免了占用额外的场地来布置太阳能发电组件，又能在冬季寒冷时节使植被增加抗寒能力，因为太阳能发电时会产生热量，这些热量足以使植被度过寒冷的冬季，避免植被因寒冷而枯黄，且温度也不会太高而伤害到植被的正常生长。
如图2和图4所示，太阳能发电组件3由至少两片薄膜组件4拼接而成。相邻太阳能发电组件3的拼接处，以及单个太阳能发电组件3中各片薄膜组件4的拼接处分别被部分挖空以形成多个植草区域6，植草区域6内种植有植物。其中，太阳能发电组件3上设置有用于引出接线的正负接线孔5
本实施例中，每个太阳能发电组件均由至少两片薄膜组件拼接而成，并在拼接处露出植被，增加了植草区域(即植被露出区域)数量，使得植被分布更加均匀、合理。
如图2所示，本实施例中，太阳能发电组件3由四片薄膜组件4拼接而成，且这四片薄膜组件4排布成两行两列，其中每片薄膜组件4的四角分别被挖空预设形状，且这四角被挖空的形状两两对称。例如，每片薄膜组件4的四角分别被挖空四分之一圆，以使得形成的植草区域6为圆形。当然，这只是本公开中太阳能发电组件的一种具体实现方式，并不构成对本公开的限制，本公开对单个太阳能发电组件中薄膜组件的形状、数量及其拼接方式均不作限制。
如图3所示，薄膜组件4包括透明衬底41、发电薄膜42(即薄膜太阳能电池片)和防渗水层43，发电薄膜设置42在透明衬底41与防渗水层43之间。
本实施例中，由于发电薄膜集成在透明衬底上，对透明衬底的光透过率要求较高，故而透明衬底的材质可采用透明塑胶，具体可采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯，这些材料的透光性好、耐磨度高且抗冲击性好，特别适合做发电薄膜的集成材料。
高强度的透明塑胶对阳光的透过率较高，不会影响到太阳能发电组件整体对光的要求，既可实现薄膜组件对光的需求，又可提供足够的强度以防止坍塌。而且，将发电薄膜集成在透明塑胶面上代替常规的塑胶面，增加了发电功能。
防渗水层可采用在背板上涂覆gs防水涂料或柔韧型js防水涂料的结构，以防止水汽对发电薄膜造成损坏。
如图2所示，植草区域6内设置有紧固部件7。紧固部件7的中部设有能够插入植物的植被插口8，紧固部件7用于将插入至植被插口8内的植物杆部固定住。
本实施例中，植物根部以上的杆部被紧固部件牢牢固定于所在位置处。其中，紧固部件可采用具有弹性的橡胶材料制成，而紧固部件的四周可通过胶水等具有粘性的粘接剂固定于植草区域四周。
如图4所示，水循环系统9包括：蓄水池91、接入蓄水池91的多条灌溉管道92，以及设置在灌溉管道92上的至少一台循环泵(图中未示出)。若循环泵采用交流泵，则太阳能发电组件阵列通过外部逆变器10与循环泵电连接，为循环泵提供电力。当太阳能发电组件阵列提供的电能不足以驱动循环泵时，则可由外部电源与太阳能发电组件阵列一起为循环泵提供电力。多条灌溉管道92组成灌溉环网，灌溉环网中的水流方向如图4所示，且灌溉环网经过所有植草区域6的下方，植草区域6内的植物根部能够伸入至相应灌溉管道92中并接触到其中流动的水，可见，此系统中的植被采用的是无土栽培技术。
其中，蓄水池中添加有植物所需的水和营养液等物质。灌溉环网整体呈现坡度，其靠近蓄水池的部分略高于其远离蓄水池的部分，以便于利用重力使水以规定的方向依次流经每个植草区域中的植物。需要说明的是，图4仅示出了灌溉环网中水流方向的一种情况，即从右向左依次流经各个植草区域，但本公开不限制于此。
本实施例中，水循环系统不仅能提供植物所需的水和营养物质，而且循环流动的水还能在炎热的夏季为植被降温，在夏季温度过高，例如高于35℃时，能够避免高温对植被造成损害，在寒冷的冬季也可使植被增加抗寒能力，具有温度调节能力，因此水循环系统的设置使得整个系统无需再额外设置升温、降温系统，保障草坪安全度过炎热的夏季与寒冷的冬季，在降低成本方面效果尤为显著。
发明人还发现，目前对草坪的管理与维护基本都以人力为主，即使现有技术提出了一些智能草坪管理方案，也都是从自动洒水等角度出发，对于植被的生长情况，只能依靠人工巡查的方式获取，而缺乏关于植被自动诊断的解决方案，耗费了大量的人力和财力。
为解决上述问题，如图1和图2所示，所述智能草坪管理系统还包括：分散设置在草坪上的多个植物诊断装置1和与之一一对应的多个定位装置2，太阳能发电组件阵列还用于为植物诊断装置1和定位装置2提供电能。植物诊断装置1与其对应的定位装置2电连接，用于诊断所处位置的植物颜色是否正常，以及在植物颜色异常时生成报警信号，并向其对应的定位装置2输出报警信号。定位装置2用于获取所在位置信息，并将报警信号与位置信息一起发送至管理平台。
本实施例中，当植物诊断装置诊断出所处位置的植物颜色异常，例如颜色枯黄时，能够通过定位装置及时向管理平台上传报警信号和所在位置信息，而管理平台在接收到报警信号后再派出工作人员，工作人员到达现场后可根据所述位置信息迅速找到枯黄的植物并更换，解决了现有技术中必须依靠人工巡查的方式才能获取植被生长情况的问题，极大地节省了人力和财力。
具体地，植物诊断装置1包括图像采集模块、识别判断模块和报警模块。图像采集模块与识别判断模块电连接，用于采集所处位置的植物图像信息并输出至识别判断模块。识别判断模块与报警模块电连接，其内置标准颜色特征，用于对植物图像信息进行处理以提取植物颜色特征，以及计算植物颜色特征与标准颜色特征的相似度，判断相似度值是否符合预设的颜色阈值，并在判断结果为否定时向报警模块输出表征植物颜色异常的信号；报警模块用于在接收到表征植物颜色异常的信号时生成报警信号，并将报警信号输出至对应的定位装置。其中，图像采集模块可采用现有的摄像头。
颜色特征对图像本身的尺寸、方向、视角的依赖性较小，具有较高的鲁棒性，可以通过一定的量化方法将颜色特征表达为向量的形式，再通过计算相似度来衡量图像之间在颜色上的相似性。颜色特征可分为：rgb颜色特征、his颜色特征、hsv颜色特征和cmyk颜色特征。相似度的计算方法可分为：基于颜色直方图计算颜色相似度、基于颜色矩计算颜色相似度、基于颜色集计算颜色相似度、基于颜色聚合向量计算颜色相似度，以及基于颜色相关图计算颜色相似度。这些均为现有技术，本实施例不再赘述。
具体到本实施例，先对采集到的植物图像信息进行处理以提取植物颜色特征，然后计算提取的植物颜色特征与预先设置的标准颜色特征的相似度，再判断计算得到的相似度值是否符合预设的颜色阈值，如果判定结果为符合，则说明植物颜色正常，不需要进一步的动作，如果判定结果为不符合，则说明植物颜色异常，需要上传报警信号。至于标准颜色特征和颜色阈值的具体值、具体采用哪种颜色特征来计算相似度，以及具体采用哪种计算相似度的方法，可由本领域技术人员根据实际情况来确定。
定位装置2包括gps模块和与之电连接的无线通信模块。
其中，gps模块用于获取所在位置信息，并在接收到报警信号后，通过无线通信模块以无线的方式将所述报警信号连同所述位置信息一起上传至管理平台。
本实施例中，植物诊断装置1和定位装置2均可镶嵌在太阳能发电组件中的适当位置处，本公开对其具体位置不做限定。本实施例中，为了方便连线，将植物诊断装置1放置在植草区域6内紧固部件7的外围，并通过导线与最近的定位装置2电连接。因此，如图2所示，植草区域6内设置了植物诊断装置1、紧固部件7和植被插口8。
如图1所示，所述智能草坪管理系统还包括与太阳能发电组件阵列电连接的蓄电池11。
本实施例中，白天时太阳能发电组件阵列发出的电量供植物诊断装置1、定位装置2和水循环系统9使用时，若有结余，可直接存储在蓄电池11中，则夜晚或阴天时就可直接利用蓄电池11存储的电量。
此外，太阳能发电组件阵列还可以通过并网逆变器接入公共电网以形成光伏并网发电系统。
本实施例中，太阳能发电组件阵列发出的电量有结余时还可并网通给场地其他用电设施使用。具体地，太阳能发电组件阵列通过并网逆变器接入公共电网以形成光伏并网发电系统，为场地内其他接入公共电网的用电设施提供电能，其中并网路径上可设置开关装置，以接通或断开并网路径。
并网逆变器可以将太阳能发电组件阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，实现与电网连接并向电网输送电能。光伏并网发电系统的灵活性在于，在日照较强时，太阳能发电组件阵列在给植物诊断装置、定位装置和循环泵等用电设施供电的同时还能将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能发电组件阵列不能为用电设施提供足够电能时，又可从电网索取电能为用电设施供电。
综上所述，本公开提供的智能草坪管理系统既能够自动诊断植被生长情况并在植物颜色异常时向管理平台发送报警信号，又加入为植物根部供水的水循环系统，提供植被所需水分、营养物质和氧气，且循环流动的水能增加植被的抗寒与抗热能力，还利用太阳能发电为植物诊断装置、定位装置和循环泵等用电设施提供电能，克服了现有草坪管理系统功能单一的缺陷，方便植被的日常管理与维护，从整体上降低了成本。
可以理解的是，以上实施例仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
1.一种智能草坪管理系统，其特征在于，包括：用于为植被的根部供水的水循环系统，以及设置在草坪上且用于为所述水循环系统提供电能的多个太阳能发电组件；多个所述太阳能发电组件呈阵列排布且相互拼接，并在拼接处露出植被。
2.根据权利要求1所述的智能草坪管理系统，其特征在于，每个所述太阳能发电组件由至少两片薄膜组件拼接而成，相邻所述太阳能发电组件的拼接处，以及单个太阳能发电组件中各片所述薄膜组件的拼接处分别被部分挖空以形成多个植草区域，所述植草区域内种植有植物。
3.根据权利要求2所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述太阳能发电组件由四片薄膜组件拼接而成，这四片薄膜组件排布成两行两列，其中每片薄膜组件的四角分别被挖空预设形状，且这四角被挖空的形状两两对称。
4.根据权利要求2所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述薄膜组件包括透明衬底、发电薄膜和防渗水层，所述发电薄膜设置在所述透明衬底与所述防渗水层之间。
5.根据权利要求2所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述植草区域内设置有紧固部件；所述紧固部件的中部设有能够插入植物的植被插口，所述紧固部件用于将插入至所述植被插口内的植物杆部固定住。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述水循环系统包括：蓄水池、接入所述蓄水池的多条灌溉管道，以及设置在所述灌溉管道上的至少一台循环泵；多条所述灌溉管道组成灌溉环网，所述灌溉环网经过所有植草区域的下方，所述植草区域内的植物根部能够伸入至相应灌溉管道中。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的智能草坪管理系统，其特征在于，还包括：分散设置在草坪上的多个植物诊断装置和与之一一对应的多个定位装置，多个所述太阳能发电组件还用于为所述植物诊断装置和所述定位装置提供电能；所述植物诊断装置与其对应的所述定位装置电连接，用于诊断所处位置的植物颜色是否正常，以及在植物颜色异常时生成报警信号，并向其对应的所述定位装置输出所述报警信号；所述定位装置用于获取所在位置信息，并将所述报警信号与所述位置信息一起发送至管理平台。
8.根据权利要求7所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述植物诊断装置包括图像采集模块、识别判断模块和报警模块；所述图像采集模块与所述识别判断模块电连接，用于采集所处位置的植物图像信息并输出至所述识别判断模块；所述识别判断模块与所述报警模块电连接，其内置标准颜色特征，用于对所述植物图像信息进行处理以提取植物颜色特征，以及计算植物颜色特征与标准颜色特征的相似度，判断相似度值是否符合预设的颜色阈值，并在判断结果为否定时向所述报警模块输出表征植物颜色异常的信号；所述报警模块用于在接收到所述表征植物颜色异常的信号时生成报警信号，并将所述报警信号输出至对应的所述定位装置。
9.根据权利要求7所述的智能草坪管理系统，其特征在于，所述定位装置包括gps模块和与之电连接的无线通信模块。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的智能草坪管理系统，其特征在于，还包括与所述太阳能发电组件阵列电连接的蓄电池；和/或，所述太阳能发电组件阵列通过并网逆变器接入公共电网以形成光伏并网发电系统。
技术总结