一种温室环境调控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种温室环境调控方法及装置，方法包括实时获取温室环境的当前光辐射值，在当前光辐射值大于预设阈值时向遮光设备发送控制信号以遮光，当前光辐射值小于等于预设阈值时，根据第一关系表，获取待调控的温度范围，并据此获取待调控的湿度范围，根据第二关系表获取待调控的二氧化碳施肥量范围；根据当前光辐射值和每天预设辐射周期计算全天辐射累计量，并据此、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值确定待补光时间；判断当前光辐射值是否等于预设历史平均日辐射量，据判断结果确定待调控水量；根据上述待调控的值对温室环境进行调控。本发明专利技术以光辐射值为驱动，在线调整上述各个参数，简化耦合影响，加大光合减少呼吸作用等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温室环境调控方法及装置。
技术介绍
设施农业作为新型的农业生产方式，已经成为我国解决人口、粮食、土地矛盾的重要途径。目前我国温室环境控制仍以生产者经验调控为主，缺乏科学的控制目标和有效的测控手段，造成病害严重、产品污染等突出问题。因此，从整体上提高温室环境控制水平，已成为产业提升和可持续发展的迫切需求。当前用于温室环境控制方法主要包括PI控制、PID、前馈控制、非线性反馈控制等。在以上控制算法基础上，研究人员开发了温室环境的多因子综合控制系统，可以根据温室作物的生长发育规律，对温室内光照、温度、水、气、肥等因子进行自动控制。荷兰将差温管理技术用于温室环境的自动控制，实现了花卉、果蔬等产品开花和成熟期的控制；日本将各种作物不同生长发育阶段所需环境条件输人计算机程序，以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2浓度为随变因素，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动作出相应修正或调整，使这四个环境因素始终处于最佳配合状态。有一种温室环境多因子协调控制算法，结合设施园艺的一些经验方法,对温室系统进行变换和等效处理,将问题简化。简化措施降低了系统建模的难度和控制算法的复杂程度,但能够满足温室环境控制的要求。该算法既能够实现温室环境多因子、多目标的控制,也能够解决温室环境多因子严重耦合的问题。多因子环境控制是当前温室环境控制的应用趋势，但由于环境因子难以完全解耦，实际还是单因子结合其他环境因子辅助控制。模型构建是决策支持系统和智能控制系统研究的核心问题之一。设施农业中模型作为主要的定量化研究工具一般包括温室环境模拟模型和作物生长发育模型。由于温室结构多样，环境各异，难以一种模型是通用适合国内多地域、多特征温室；同时模型由于算法复杂，对资源和运算速度要求较高，普通微控制难以嵌入应用。有一种温室多模型信息融合的温室环境调控方法及系统，提出一种温室多模型信息融合的温室环境调控技术，采用基于设定值、基于光照和基于积温的三种温室环境控制模型进行特征向量的提取，采用D-S证据理论方进行三种调控方法的特征向量的多信息融合，建立环境优化调控决策策略，实现温室短尺度和长尺度控制要求的协调。有一种基于多因子耦合的光环境智能调控系统方法与系统，根据当前环境内植物光照需求特性设定其光照累计时间，在累计光照的时间内，监测环境中实时的红蓝光PFD值和实时的温度值，利用温度与最适环境光强拟合，根据不同温度条件下当前植物的红蓝光光饱和点，计算红蓝光监测值和目标值之间的差值，进行按需补光，且当温度监测值超出光合作用有效温度阈值范围时，对温度进行调整使其在该范围内；有一种以温度优先的温室环境控制技术，根据温度判断进行分级环境控制设备开关，实现环境控制。当前
技术介绍
很多是单因素设置上下限进行控制，很少考虑环境之间的相互作用，同时很少将作物生理作用作为环境控制的理论依据；多因子多模型控制提高整体系统复杂性，难以集成在控制系统实现现场控制，同时未能考虑到能耗情况；采用光驱动目前只用在独立一个参数控制，比如光指导灌溉、光指导补光很少将温室温度、湿度、光、二氧化碳施肥、灌溉施肥结合一体的光驱动控制系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种全部或至少部分解决上述技术问题的温室环境调控方法及装置。本专利技术还提供一种温室环境调控方法，包括：实时获取温室环境的当前光辐射值，判断所述当前光辐射值是否大于预设阈值；若是，则向遮光设备发送控制信号，以使遮光设备对温室进行遮光，并在获取到温室环境的当前光辐射值小于等于所述预设阈值时，获取所述当前光辐射值所处的辐射范围；根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射温度关系表，获取待调控的温度范围，根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射二氧化碳关系表，获取待调控的二氧化碳施肥量范围，并根据所述待调控的温度范围，获取待调控的湿度范围；所述预设辐射温度关系表包括辐射范围和温度范围的关系，所述预设辐射二氧化碳关系表包括辐射范围和二氧化碳施肥量范围的关系；根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，计算全天辐射累计量，并根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，确定待补光时间；判断当前光辐射值是否等于预设历史平均日辐射量，并根据判断结果确定待调控水量；根据所述待调控的温度范围、待调控的二氧化碳施肥量范围、待调控的湿度范围、待补光时间和待调控水量对温室环境进行调控。优选的，根据所述待调控的温度范围，获取待调控的湿度范围，包括：根据所述待调控的温度范围，通过公式(一)获取待调控的湿度范围H＝1-VPD×0.0145/ep公式(一)p＝-1.0440397*104/T-1.129465-2.702*10-2T-(-1.289*10-5)T2+(-2.478*10-9)T3-6.546lnT其中，H为湿度，VPD为预设的饱和水汽压差，T为温度。优选的，根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，计算全天辐射累计量，包括：根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，通过公式(二)计算全天辐射累计量DLI＝Rv×Rp公式(二)其中，DLI为全天辐射累计量，Rv为光辐射值，Rp为每天预设辐射周期。优选的，根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，确定待补光时间，包括：根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，通过公式(三)确定待补光时间T补光＝(DLIset-DLI)/RL公式(三)其中，T补光为待补光时间，DLIset为预设全天辐射累计量，DLI为所述全天辐射累计量，RL为补光设备的单位时间辐射值。优选的，根据判断结果确定待调控水量，包括：若光辐射值等于预设历史平均日辐射量，则根据所述预设历史平均日辐射量、单位面积植株数和预设的温室面积确定待调控水量。优选的，根据所述预设历史平均日辐射量、单位面积植株数和预设的温室面积确定待调控水量，包括：确定所述预设历史平均日辐射量、单位面积植株数和预设的温室面积三者相乘获取的值为待调控水量。优选的，根据判断结果确定待调控水量，包括：若光辐射值不等于预设历史平均日辐射量，则根据所述光辐射值、预设的单位光辐射值对应的耗水量和预设的温室面积，确定待调控水量。优选的，根据所述光辐射值、预设的单位光辐射值对应的耗水量和预设的温室面积，确定待调控水量，包括：确定所述光辐射值、预设的单位光辐射值对应的耗水量和预设的温室面积三者相乘获取的值为待调控水量。优选的，根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射温度关系表，获取待调控的温度范围之后，所述方法还包括：获取温室环境的当前温度；若所述当前温度小于所述待调控的温度范围的最小值，则根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和所述预设辐射温度关系表，确定加温延迟时间；所述预设辐射温度关系表包括辐射范围与加温延迟时间的关系。第二方面，本专利技术还提供一种温室环境调控装置，包括：第一获取单元，用于实时获取温室环境的当前光辐射值，判断所述当前光辐射值是否大于预设阈值；第二获取单元，用于若是，则向遮光设备发送控制信号，以使遮光设备对温室进行遮光，并在获取到温室环境的当前光辐射值小于等于所述预设阈值时，获取所述当前光辐射值所处的辐射范围；第三获取单元，用于根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射温度关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室环境调控方法，其特征在于，包括：实时获取温室环境的当前光辐射值，判断所述当前光辐射值是否大于预设阈值；若是，则向遮光设备发送控制信号，以使遮光设备对温室进行遮光，并在获取到温室环境的当前光辐射值小于等于所述预设阈值时，获取所述当前光辐射值所处的辐射范围；根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射温度关系表，获取待调控的温度范围，根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射二氧化碳关系表，获取待调控的二氧化碳施肥量范围，并根据所述待调控的温度范围，获取待调控的湿度范围；所述预设辐射温度关系表包括辐射范围和温度范围的关系，所述预设辐射二氧化碳关系表包括辐射范围和二氧化碳施肥量范围的关系；根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，计算全天辐射累计量，并根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，确定待补光时间；判断当前光辐射值是否等于预设历史平均日辐射量，并根据判断结果确定待调控水量；根据所述待调控的温度范围、待调控的二氧化碳施肥量范围、待调控的湿度范围、待补光时间和待调控水量对温室环境进行调控。

【技术特征摘要】
1.一种温室环境调控方法，其特征在于，包括：实时获取温室环境的当前光辐射值，判断所述当前光辐射值是否大于预设阈值；若是，则向遮光设备发送控制信号，以使遮光设备对温室进行遮光，并在获取到温室环境的当前光辐射值小于等于所述预设阈值时，获取所述当前光辐射值所处的辐射范围；根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射温度关系表，获取待调控的温度范围，根据所述当前光辐射值所处的辐射范围和预设辐射二氧化碳关系表，获取待调控的二氧化碳施肥量范围，并根据所述待调控的温度范围，获取待调控的湿度范围；所述预设辐射温度关系表包括辐射范围和温度范围的关系，所述预设辐射二氧化碳关系表包括辐射范围和二氧化碳施肥量范围的关系；根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，计算全天辐射累计量，并根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，确定待补光时间；判断当前光辐射值是否等于预设历史平均日辐射量，并根据判断结果确定待调控水量；根据所述待调控的温度范围、待调控的二氧化碳施肥量范围、待调控的湿度范围、待补光时间和待调控水量对温室环境进行调控。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待调控的温度范围，获取待调控的湿度范围，包括：根据所述待调控的温度范围，通过公式(一)获取待调控的湿度范围H＝1-VPD×0.0145/ep公式(一)p＝-1.0440397*104/T-1.129465-2.702*10-2T-(-1.289*10-5)T2+(-2.478*10-9)T3-6.546lnT其中，H为湿度，VPD为预设的饱和水汽压差，T为温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，计算全天辐射累计量，包括：根据所述当前光辐射值和每天预设辐射周期，通过公式(二)计算全天辐射累计量DLI＝Rv×Rp公式(二)其中，DLI为全天辐射累计量，Rv为光辐射值，Rp为每天预设辐射周期。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，确定待补光时间，包括：根据所述全天辐射累计量、预设全天辐射累计量和补光设备的单位时间辐射值，通过公式(三)确定待补光时间T补光＝(DLIset-DLI)/RL公式(三)其中，T补光为待补光时间，DLIset为预设全天辐射累计量，DLI为所述全天辐射累计量，RL为补光设备的单位时间辐射值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据判断结果确定待调控水量，包括：若光辐射值等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭利朋，杨英茹，黄媛，田国英，田东良，靳青，高欣娜，岳赵寒，
申请(专利权)人：石家庄市农林科学研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13