一种苗床温室控制方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及温室控制技术领域，公开了一种苗床温室控制方法、系统及存储介质，以对温室温湿度进行综合控制，实现有效准确地对温室环境进行调节。该苗床温室控制方法，包括根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型，根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型；根据热力学原理建立温室内的温度与湿度之间的补偿关系；根据温度模型、湿度模型和补偿关系建立温湿度耦合模型；根据湿度耦合模型计算温室内的温度反馈值和湿度反馈值，根据温度反馈值和湿度反馈值调整温室内的温度和湿度。

A control method, system and storage medium of seedbed greenhouse

【技术实现步骤摘要】
一种苗床温室控制方法、系统及存储介质
本专利技术涉及温室控制
，尤其涉及一种苗床温室控制方法、系统及存储介质。
技术介绍
随着当今温室技术的广泛应用与农作物生长要求的提高，温室成为了设施农业的重要组成部分，据统计，中国拥有全球超过70％的农业大棚。现代温室大棚通过传感器检测技术对环境进行实时检测，并通过人工控制温室内部环境，创造最佳环境条件来满足作物的生长需要，避免自然灾害对作物生长的影响，提高作物的产出率和社会经济效益。大量的理论和实践研究表明合适的生长环境，能够提高作物的产量与品质。由于温室环境较复杂，例如温度、湿度、光照度和二氧化碳等主要影响因子容易受外界环境变化而变化，且相互制约相互影响。如果单纯将各个影响因子分别控制，难以实现精准的控制要求，且容易造成执行设备的频繁启动，降低使用寿命。因此，温室环境进行多因子协调控制成为现代温室发展的必然要求。在温室的诸多环境因素中，温湿度对温室作物生长的影响较大，由于温湿度受外界环境影响大，难以建立精确的温湿度数学模型，因而，如何对温室温湿度进行综合控制成为一个继续解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种苗床温室控制方法、系统及存储介质，以对温室温湿度进行综合控制，实现有效准确地对温室环境进行调节。为实现上述目的，本专利技术提供了一种苗床温室控制方法，包括以下步骤：S1:根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型，根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型；S2:根据热力学原理建立温室内的温度与湿度之间的补偿关系；S3:根据所述温度模型、所述湿度模型和所述补偿关系建立温湿度耦合模型；S4:根据所述湿度耦合模型计算温室内的温度反馈值和湿度反馈值，根据所述温度反馈值和所述湿度反馈值调整温室内的温度和湿度。优选地，所述根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型具体包括以下步骤：向所述温室中输入设定幅值的温度，根据设定的频率采集温室内的温度值，根据所述温度值计算得到温度阶跃响应曲线；采用两点法对所述温度阶跃响应曲线进行参数识别，根据所述参数建立温度模型为：式中，G(s)1表示温度模型，s表示函数的自变量，e表示常数；优选地，所述根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型具体包括以下步骤：向所述温室中输入设定幅值的湿度，根据设定的频率采集温室内的湿度值，根据所述温度值计算得到湿度阶跃响应曲线；采用两点法对所述湿度阶跃响应曲线进行参数识别，根据所述参数建立湿度模型为：式中，G(s)2表示温度模型。优选地，所述温湿度耦合模型包括两部分，分别为温度对湿度的拟合关系和湿度对温度的拟合关系；其中，温度对湿度的拟合关系的计算公式为：式中，表示温度对湿度的拟合关系，t表示湿度对温度的拟合关系；湿度对温度的拟合关系的计算公式为：式中，t表示湿度对温度的拟合关系，表示温度对湿度的拟合关系。优选地，还包括以下步骤：S5:获取温室内的CO2浓度值，判断所述CO2浓度值是否低于预设的CO2浓度阈值，当所述CO2浓度值低于所述CO2浓度阈值时，控制设于温室内的CO2发生器工作。优选地，还包括以下步骤：S6:获取温室内的光照值,判断所述光照值是否低于预设的光照阈值，当所述光照值低于所述光照阈值时，控制设于温室内的补光设备工作。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种苗床温室控制系统，包括：湿度传感器，用于获取温室内的温度值，并将所述温度值和温度值对应的第一时间信息发送至主控器；温度传感器，用于获取温室内的温度值，并将所述湿度值和对应的第二时间信息发送至主控器；主控器，用于根据所述温度值和所述第一时间信息建立温度模型，根据所述湿度值和所述第二时间信息建立湿度模型；根据热力学原理建立温室内的温度与湿度之间的补偿关系；根据所述温度模型、所述湿度模型和所述补偿关系建立温湿度耦合模型；根据所述湿度耦合模型计算温室内的温度反馈值和湿度反馈值；调温设备，用于根据所述温度反馈值调整温室内的温度；喷淋装置，用于根据所述湿度反馈值调整温室内的湿度。优选地，还包括：CO2传感器和CO2发生器；所述CO2传感器用于采集所述温室内的CO2浓度值，并将所述CO2浓度值发送至所述控制器；所述控制器还用于将所述CO2浓度值与预设的CO2浓度阈值进行比较，当所述CO2浓度值小于所述CO2浓度阈值时，控制所述CO2发生器工作。优选地，还包括光照传感器和补光模块；所述光照传感器用于获取温室内的光照值,并将所述光照值发送至所述控制器；所述控制器还用于判断所述光照值是否低于预设的光照阈值，当所述光照值低于所述光照阈值时，控制设于温室内的补光设备工作。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种计算机存储介质，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的一种苗床温室控制方法、系统及存储介质，从热力学的角度出发，进一步分析温湿度之间的耦合关系，通过该耦合关系计算温湿度偏差，根据该温湿度偏差进一步对温湿度进行调节，使得温室温湿度处于稳定状态，能保证温室内的温湿度平衡，为苗作物生长提供一个温湿度平衡稳定的生长环境，便于实现作业过程自动化，减轻人工劳动强度，节省劳动成本。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的苗床温室控制方法流程图；图2是本专利技术优选实施例的温度采样数据阶跃响应曲线图；图3是本专利技术优选实施例的温度PID控制simulink模型图；图4是本专利技术优选实施例的湿度采样数据阶跃响应曲线图；图5是本专利技术优选实施例的湿PID控制simulink模型图；图6是本专利技术优选实施例的单独温度仿真结果和耦合PID温度仿真结果对比图；图7是本专利技术优选实施例的单独湿度仿真结果和耦合PID湿度仿真结果对比图；图8是本专利技术优选实施例的温湿度耦合PID控制simulink模型；图9是本专利技术优选实施例的苗床温室环境控制方法图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1温室的设计主要针对幼苗培育、菇类、芫荽和生菜等矮小的作物，该类作物对生长空间的高度要求低，通过温室进行设计栽培，可以提供更多的作物资源。本专利技术中，为了大幅度提高空间利用率，设计苗床托架层高度为300mm，共8层苗盘呈封闭“z”字型循环，可使空间率高达8倍，需要说明的是，本专利技术并不限定层高，针对生长空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苗床温室控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1:根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型，根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型；/nS2:根据热力学原理建立温室内的温度与湿度之间的补偿关系；/nS3:根据所述温度模型、所述湿度模型和所述补偿关系建立温湿度耦合模型；/nS4:根据所述湿度耦合模型计算温室内的温度反馈值和湿度反馈值，根据所述温度反馈值和所述湿度反馈值调整温室内的温度和湿度。/n

【技术特征摘要】
1.一种苗床温室控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型，根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型；
S2:根据热力学原理建立温室内的温度与湿度之间的补偿关系；
S3:根据所述温度模型、所述湿度模型和所述补偿关系建立温湿度耦合模型；
S4:根据所述湿度耦合模型计算温室内的温度反馈值和湿度反馈值，根据所述温度反馈值和所述湿度反馈值调整温室内的温度和湿度。


2.根据权利要求1所述的苗床温室控制方法，其特征在于，所述根据温室内的温度随时间的变化情况建立温度模型具体包括以下步骤：
向所述温室中输入设定幅值的温度，根据设定的频率采集温室内的温度值，根据所述温度值计算得到温度阶跃响应曲线；
采用两点法对所述温度阶跃响应曲线进行参数辨识，根据所述参数建立温度模型为：



式中，G(s)1表示温度模型，s表示函数的自变量，e表示常数。


3.根据权利要求2所述的苗床温室控制方法，其特征在于，所述根据温室内的湿度随时间的变化情况建立湿度模型具体包括以下步骤：
向所述温室中输入设定幅值的湿度，根据设定的频率采集温室内的湿度值，根据所述温度值计算得到湿度阶跃响应曲线；
采用两点法对所述湿度阶跃响应曲线进行参数辨识，根据所述参数建立湿度模型为：



式中，G(s)2表示温度模型。


4.根据权利要求1所述的苗床温室控制方法，其特征在于，所述温湿度耦合模型包括两部分，分别为温度对湿度的拟合关系和湿度对温度的拟合关系；
其中，温度对湿度的拟合关系的计算公式为：



式中，表示温度对湿度的拟合关系，t表示湿度对温度的拟合关系；
湿度对温度的拟合关系的计算公式为：



式中，t表示湿度对温度的拟合关系，表示温度对湿度的拟合关系。


5.根据权利要求1所述的苗床温室控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S5:获取温室内的CO2浓度值，判断所述CO2浓度值是...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，高立婷，戴思慧，徐新明，周娟，谢景鑫，张良，黄晶晶，
申请(专利权)人：湖南省西瓜甜瓜研究所，湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43