本申请涉及智能收卷领域，且更为具体地，涉及一种防虫网收卷装置及方法。
背景技术：
1、在现代农业生产中，虫害防治是确保作物健康生长和提高产量的重要环节。防虫网是一种预防害虫侵入作物区域的保护性网状材料，它通常由聚乙烯等耐候材料制成，具有强度大、耐水、耐腐蚀、耐老化等优点。防虫网的使用可以减少农药的使用，保护环境和提高农产品的安全性。
2、中国专利cn116902708a公开了一种辊式防虫网的锁定及释放装置，其通过释放机构、收卷机构和锁定机构来实现防虫网的展开、收卷以及锁定，同时能够实现防虫网的释放和拉伸的同步进行，避免褶皱。具体来说，该装置能够通过螺纹杆的转动，带动螺纹块和连接块移动，实现防虫网的下拉。并且，通过转动套的转动，带动插杆、滑杆和转动辊转动，实现防虫网的展开或收卷。在进行转盘的转动过程中，通过拉动拉块，导杆脱离定位孔，实现转盘的转动，从而收卷防虫网。收卷完成后，拉块在弹簧作用下复位，导杆重新与定位孔对接，锁定转盘。
3、在上述辊式防虫网的锁定及释放装置中，虽然能够很好地实现防虫网的释放、收卷以及锁定功能，同时能够实现释放和拉伸的同步进行，避免造成防虫网的褶皱。然而，这种防虫网的展开和收卷装置往往依靠固定的规则或人工操作的方式来执行防虫网的展开和收卷任务，缺乏智能化控制。也就是说，现有的防虫网展开和收卷控制方式难以适应环境的变化和土壤条件的变化，只能依靠人工或固定规则的控制，效率低下且缺乏灵活性，需要人为进行环境监控并控制防虫网的释放和收卷，增加了操作的复杂性和劳动强度。
4、因此，期望一种优化的防虫网收卷装置。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种防虫网收卷装置及方法，其通过土壤传感器组实时监测采集土壤湿度和营养元素含量，并实时监测采集天气数据，包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度，然后，在后端引入基于人工智能和深度学习的数据处理和分析算法来对于该土壤湿度和营养元素含量数据，以及天气数据进行时序语义交互响应分析，以此来学习并捕获出土壤元素和天气之间的时序交互响应关联关系，从而根据土壤状态和天气状态来自动判断是否通过电动机驱动防虫网收卷。这样，能够实现更为智能化地数据监测和防虫网收卷控制，不仅可以减少虫害的发生，还能优化资源的使用，有助于提高作物的生长质量。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种防虫网收卷装置，其包括防虫网本体、释放机构、收卷机构和锁定机构，其中，所述收卷机构包括转动套，与转动套套接的插杆，设置于所述插杆内部的滑杆，与所述滑杆固定连接的转动辊，其中，所述转动辊的外壁缠绕有防虫网本体，且所述转动辊与电动机电连接，其特征在于，还包括：电连接于所述电动机的控制器，所述控制器包括：土壤数据采集模块，用于获取由土壤传感器组采集的土壤参数数据的时间序列，其中，所述土壤参数数据包括土壤湿度和营养元素含量；天气数据采集模块，用于获取天气数据的时间序列，其中，所述天气数据包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度；参数数据嵌入编码模块，用于分别对所述土壤参数数据的时间序列和所述天气数据的时间序列进行嵌入编码以得到土壤元素嵌入编码特征向量的序列和天气参数嵌入编码特征向量的序列；时序节点特征信息传播推理模块，用于将所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列和所述天气参数嵌入编码特征向量的序列分别通过基于时间节点能量衰减机制的节点特征信息传播推理网络以得到土壤元素语义时序推理特征向量和天气语义时序推理特征向量；土壤元素语义-天气语义时序交互响应模块，用于对所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量进行特征响应性交互关联分析以得到土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量；防虫网收卷驱动模块，用于基于所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量，确定是否通过所述电动机驱动防虫网收卷。
3、根据本申请的另一个方面，提供了一种防虫网收卷方法，其包括：获取由土壤传感器组采集的土壤参数数据的时间序列，其中，所述土壤参数数据包括土壤湿度和营养元素含量；获取天气数据的时间序列，其中，所述天气数据包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度；分别对所述土壤参数数据的时间序列和所述天气数据的时间序列进行嵌入编码以得到土壤元素嵌入编码特征向量的序列和天气参数嵌入编码特征向量的序列；将所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列和所述天气参数嵌入编码特征向量的序列分别通过基于时间节点能量衰减机制的节点特征信息传播推理网络以得到土壤元素语义时序推理特征向量和天气语义时序推理特征向量；对所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量进行特征响应性交互关联分析以得到土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量；基于所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量，确定是否通过所述电动机驱动防虫网收卷。
4、与现有技术相比，本申请提供的一种防虫网收卷装置及方法，其通过土壤传感器组实时监测采集土壤湿度和营养元素含量，并实时监测采集天气数据，包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度，然后，在后端引入基于人工智能和深度学习的数据处理和分析算法来对于该土壤湿度和营养元素含量数据，以及天气数据进行时序语义交互响应分析，以此来学习并捕获出土壤元素和天气之间的时序交互响应关联关系，从而根据土壤状态和天气状态来自动判断是否通过电动机驱动防虫网收卷。这样，能够实现更为智能化地数据监测和防虫网收卷控制，不仅可以减少虫害的发生，还能优化资源的使用，有助于提高作物的生长质量。
1.一种防虫网收卷装置，包括防虫网本体、释放机构、收卷机构和锁定机构，其中，所述收卷机构包括转动套，与转动套套接的插杆，设置于所述插杆内部的滑杆，与所述滑杆固定连接的转动辊，其中，所述转动辊的外壁缠绕有防虫网本体，且所述转动辊与电动机电连接，其特征在于，还包括：电连接于所述电动机的控制器，所述控制器包括：土壤数据采集模块，用于获取由土壤传感器组采集的土壤参数数据的时间序列，其中，所述土壤参数数据包括土壤湿度和营养元素含量；天气数据采集模块，用于获取天气数据的时间序列，其中，所述天气数据包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度；参数数据嵌入编码模块，用于分别对所述土壤参数数据的时间序列和所述天气数据的时间序列进行嵌入编码以得到土壤元素嵌入编码特征向量的序列和天气参数嵌入编码特征向量的序列；时序节点特征信息传播推理模块，用于将所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列和所述天气参数嵌入编码特征向量的序列分别通过基于时间节点能量衰减机制的节点特征信息传播推理网络以得到土壤元素语义时序推理特征向量和天气语义时序推理特征向量；土壤元素语义-天气语义时序交互响应模块，用于对所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量进行特征响应性交互关联分析以得到土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量；防虫网收卷驱动模块，用于基于所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量，确定是否通过所述电动机驱动防虫网收卷。
2.根据权利要求1所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述参数数据嵌入编码模块，用于：将所述土壤参数数据的时间序列通过基于全连接嵌入层的土壤元素编码器以得到所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列；将所述天气数据的时间序列通过基于全连接嵌入层的天气参数编码器以得到所述天气参数嵌入编码特征向量的序列。
3.根据权利要求2所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述时序节点特征信息传播推理模块，包括：节点能量统计范式值计算单元，用于基于所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列中的各个土壤元素嵌入编码特征向量的最大值、平均值和方差，来计算所述各个土壤元素嵌入编码特征向量的节点能量统计范式值以得到土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值的序列，其中，将所述土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值的序列中当前的土壤元素嵌入编码特征向量对应的土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值作为当前节点能量统计范式值，且将其他土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值作为历史节点能量统计范式值以得到当前土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值和历史土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值的序列；节点传播空间跨度值计算单元，用于统计所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列中的各个其他土壤元素嵌入编码特征向量与所述当前的土壤元素嵌入编码特征向量之间的节点传播空间跨度值以得到土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度值的序列；节点能量传播衰减系数值计算单元，用于基于所述土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度值的序列和所述历史土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值的序列，确定所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列中的其他各个土壤元素嵌入编码特征向量的节点能量传播衰减系数值以得到土壤元素嵌入编码节点能量传播衰减系数值的序列；节点能量衰减时序特征聚合单元，用于以所述土壤元素嵌入编码节点能量传播衰减系数值的序列作为权重序列，计算所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列中的其他所有土壤元素嵌入编码特征向量之间的加权和以得到历史土壤元素嵌入编码节点能量衰减时序聚合特征向量；土壤元素语义特征时序推理单元，用于基于所述当前土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值来计算所述历史土壤元素嵌入编码节点能量衰减时序聚合特征向量和所述当前土壤元素嵌入编码土壤元素嵌入编码特征向量的加权和以得到所述土壤元素语义时序推理特征向量。
4.根据权利要求3所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述节点能量统计范式值计算单元，用于：计算所述土壤元素嵌入编码特征向量的最大值、平均值和方差以得到土壤元素嵌入编码最大值、土壤元素嵌入编码平均值和土壤元素嵌入编码方差；计算所述土壤元素嵌入编码方差与正则项超参数之间的加和后与常数4进行相乘以得到第一土壤元素嵌入编码节点能量统计因子；分别计算所述土壤元素嵌入编码方差和所述正则项超参数与常数2之间的乘积以得到二倍调制土壤元素嵌入编码方差和二倍调制正则项超参数；计算所述土壤元素嵌入编码最大值与所述土壤元素嵌入编码平均值之间的差值平方后，再将其与所述二倍调制正则项超参数和所述二倍调制土壤元素嵌入编码方差进行加和以得到第二土壤元素嵌入编码节点能量统计因子；计算所述第一土壤元素嵌入编码节点能量统计因子和所述第二土壤元素嵌入编码节点能量统计因子之间的除法以得到土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值。
5.根据权利要求4所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述节点能量传播衰减系数值计算单元，用于：以所述土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度值的序列中的各个土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度值作为指数幂，计算以自然常数e为底的指数函数值以得到土壤元素嵌入编码节点传播类支持空间跨度值的序列；计算所述土壤元素嵌入编码节点传播类支持空间跨度值的序列和所述土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度值的序列的按位置加和以得到土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度调制系数的序列；计算所述历史土壤元素嵌入编码节点能量统计范式值的序列和所述土壤元素嵌入编码节点传播空间跨度调制系数的序列之间的按位置除法以得到所述土壤元素嵌入编码节点能量传播衰减系数值的序列。
6.根据权利要求5所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述土壤元素语义-天气语义时序交互响应模块，用于：将所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量通过基于自适应特征区分交互框架的土壤元素语义-天气语义响应关联模块以得到所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量。
7.根据权利要求6所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述土壤元素语义-天气语义时序交互响应模块，包括：全域特征值关联矩阵计算单元，用于计算所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量之间的全域特征值关联矩阵以得到土壤元素-天气全域特征值关联矩阵；土壤元素-天气相关性可区分权重计算单元，用于将所述土壤元素-天气全域特征值关联矩阵输入可学习的门控函数以得到土壤元素-天气相关性可区分权重矩阵；特征区分强化单元，用于以所述土壤元素-天气相关性可区分权重矩阵作为融合掩码矩阵，分别计算所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量与所述土壤元素-天气相关性可区分权重矩阵之间的矩阵乘积以得到区分强化土壤元素语义时序推理特征向量和区分强化天气语义时序推理特征向量；特征语义交互响应单元，用于融合所述区分强化土壤元素语义时序推理特征向量和所述区分强化天气语义时序推理特征向量以得到所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量。
8.根据权利要求7所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述土壤元素-天气相关性可区分权重计算单元，用于：以所述土壤元素-天气全域特征值关联矩阵中的各个位置特征值的负数作为指数幂，计算以自然常数e为底的自然指数函数值以得到土壤元素-天气全域特征值关联类支持矩阵；计算所述土壤元素-天气全域特征值关联类支持矩阵中的各个位置特征值与常数1之和的倒数以得到土壤元素-天气全域特征值关联权重矩阵；计算所述土壤元素-天气全域特征值关联权重矩阵和所述土壤元素-天气全域特征值关联矩阵之间的按位置点乘以得到所述土壤元素-天气相关性可区分权重矩阵。
9.根据权利要求8所述的防虫网收卷装置，其特征在于，所述防虫网收卷驱动模块，用于：将所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量通过基于分类器的防虫网收卷控制器以得到控制结果，所述控制结果用于表示是否对防虫网进行收卷；响应于所述控制结果为对防虫网进行收卷，通过所述电动机驱动防虫网收卷。
10.一种防虫网收卷方法，其特征在于，包括：获取由土壤传感器组采集的土壤参数数据的时间序列，其中，所述土壤参数数据包括土壤湿度和营养元素含量；获取天气数据的时间序列，其中，所述天气数据包括温度、湿度、风速、降雨量和光照强度；分别对所述土壤参数数据的时间序列和所述天气数据的时间序列进行嵌入编码以得到土壤元素嵌入编码特征向量的序列和天气参数嵌入编码特征向量的序列；将所述土壤元素嵌入编码特征向量的序列和所述天气参数嵌入编码特征向量的序列分别通过基于时间节点能量衰减机制的节点特征信息传播推理网络以得到土壤元素语义时序推理特征向量和天气语义时序推理特征向量；对所述土壤元素语义时序推理特征向量和所述天气语义时序推理特征向量进行特征响应性交互关联分析以得到土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量；基于所述土壤元素语义-天气语义交互响应特征向量，确定是否通过所述电动机驱动防虫网收卷。
