CN103197659B - 一种自适应的动态优化环境质量的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，仅通过对目标状况参数的测量，以及一套自适应的自动控制方法，就可以实现针对特定目标状况参数的环境质量优化控制，自动地实现人为设置的理想目标状况参数。本发明的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，投入成本低、通用性好，能在减少人力成本的同时更科学，更有效的对环境质量给予控制；保护人、动物、微生物、植物在良好的环境下生活及成长，减少因环境质量问题引起的病患。有效提高影响到人健康的单项或者多项目标状况参数。有效提高影响植物、微生物、动物其经济指标的单项或者多项目标状况参数。

Description

一种自适应的动态优化环境质量的控制方法

技术领域

本发明涉及环境质量控制领域，具体地，涉及一种自适应的动态优化环境质量的控制方法。

背景技术

影响环境质量的因素一般包含：第一、空气温度；第二、空气压强；第三、空气的流动状况参数；第四、空气中的固体、液体、气体成分；第五、空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、空气中的光照度；第七、土壤的温度；第八、土壤中的固体、液体、气体成分；第九、土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、水温；第十一、水的流动状况参数；第十二、水中的固体、液体、气体成分；第十三、水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、水中的光照度。当涉及的目标为人的时候，这些因素主要影响到人的健康。当涉及的目标是经济动物、经济微生物、经济植物的时候，主要影响其生长和成长过程，从而进一步影响决定人工养殖经济效益的多种重要指标参数，这些参数可以称为“目标状况参数”，例如，成活率、瘦肉率、出栏率、受孕率、营养物质的含量、有害物质的含量、营养物质的浓度、有害物质的浓度、营养物质的成分、有害物质的成分、动物的重量、微生物和植物的重量及尺寸、微生物和植物的观赏性等等。

如何保证环境质量长期处于有利于人类健康成长的状态，减少人的生病率和死亡率；或者在人工养殖中，使环境质量长期处于有利于经济动物、经济微生物、经济植物健康生长的状态，减少经济动物、经济微生物、经济植物的生病率和死亡率，已经成为当代社会亟需解决的一项重大课题。近年来我国在针对环境质量控制方面出现了很多新的产品及新的方法，国家各个主管部门也出台了一系列的政策用以制约人为造成的环境污染。

目前常用的一些改善环境的技术手段包括：

第一，简单地使用环境质量感知系统对温度、湿度及有害气体成分进行检测，这个系统可以包括多种设备，例如，温度传感器、湿度传感器、气体传感器、光学传感器、化学传感器、生物传感器等电子设备；并利用环境质量控制系统对温度、湿度、气体浓度、光照度进行有效调节，有时还包括把有害气体排出。这个系统中常见的设备有很多，例如，通风扇、屋顶风口、水泵、空调、电热炉、热风炉、风机、湿帘、空气净化器、制氧机、空气过滤器、灯具等设备。在实际的应用当中，这种方法忽略了各个环境状况要素之间存在的相互关系，更重要的是，忽略了这些要素与所要追求的目标状况参数之间的关系。因此，多数情况下，控制系统是由人进行手动或者半自动化式操作，其所依据的控制约束具有很强的经验性和随意性，很难真正有效地实现所要达到的目标状况参数，例如人的呼吸频率、家猪的较高成活率和瘦肉率、植物和微生物的重量及尺寸等等。

第二，为了解决这一瓶颈问题，现有技术方案具有如下基本特征：首先根据行业经验对环境质量状况参数中的一个或者几个进行设置，然后通过环境质量控制系统对相关参数进行调节，从而使得环境质量的某几个指标达到预先设定的优化值。这种方法极大地依赖于这些行业经验的科学性和有效性，由于生物体生长/成长过程及其复杂，并且具有长期性，因此，这种静态地、依赖于专门机构进行实验室研究得来经验参数的方法，不仅自动化水平低、环节多、可靠性下降、成本提高、应用风险大，而且很难真正实现针对目标状况参数优化的环境质量调节。

因此，由于环境质量和生物体健康与生长过程的复杂性，如何得到各种环境质量状况参数的优化值，进而动态地调节环境质量，达到某种或同时达到某几种所期望的理想目标状况参数，成为环境质量调节技术更有效地应用于居民生活、公共卫生、种植业和畜牧业中的重要瓶颈问题。

通过对已经公开的专利、文献和在售产品的调研，以下公开文献可资对比。

如专利号为2012100072180的中国专利提供了一种室内环境舒适度的自动控制方法。该发明适用于室内舒适度控制，其主要是通过不断的采集室内外的温度、相对湿度、平均辐射温度、风速等环境数据的方式来建立一个样本数据库，利用样本数据库建立一个神经网络模型，通过神经网络模型分析得出的数据结合SET最优值和范围对样本数据库的数据进行处理，产生控制空调系统和风扇系统的信号，以实现室内舒适度的自动控制。该方法已经实现的功能在于可以对每一时刻的室内环境进行分析调节。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如专利号为2010101491549的中国专利提出了环境区域控制器，其通过环境传感器实时采集室内环境数据并与已经设定好的标准数据进行对比从而控制空调风机、窗帘、灯光和新风执行机构以维护用户设定的标准环境参数。该发明已经实现的功能在于可同时控制多种变量及设备。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如专利号为201120064882X的中国专利提出了智能环境监测系统，其通过环境监测模块、数据输入端、网间连接器环境控制器来对周围环境中的空气成分、温度、湿度等数据进行采集和监控。该发明已经实现的功能在于用户可以根据采集到的信号来对相关设备进行调节。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如专利号为2010205251728的中国专利提出了智能型禽舍环境控制器，其通过键盘设置标准参数，通过温湿度传感器、氨气传感器和二氧化碳传感器来采集室内外的环境参数，通过采集的数据与用户设置的参数进行比较，发出控制信号来控制风机控制器、定时供水系统、加热器分控制器、变频器，从而实现禽舍环境的智能控制。该发明已经实现的功能是可以通过温湿度传感器、氨气传感器、二氧化碳传感器来检测室内环境，将事先设置好的标准参数与采集到的数据进行对比，从而准确无误的控制各执行机构，调节室内环境。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如专利号为2011204365355的中国专利提出了一种畜禽舍远程通信及短信报警系统，其通过传感器来采集禽舍内环境数据并发送给环境控制器，环境控制器接收到信号后发给有线设备的同时，将采集到的数据跟控制器内部设置好的温度自动下降曲线表进行对比，计算出最佳环境参数，环境控制器根据该参数发送控制指令给各个执行机构，并同时把数据存储于计算机当中；当采集到的数据超过内部设置的安全范围时，环境控制器给有线设备发送特殊采集信号，并同时给报警器发送报警信号启动报警装置，计算机将特殊采集信号转换为短信信号发送给工作人员。工作人员收到报警通知后可以用计算机发送指令给环境控制器，通过参数指令对环境控制器温度自动下降曲线进行调节。该发明已经实现的功能在于可以在禽舍、室内环境出现问题时第一时间启动报警装置，并同时把信息发送给工作人员，以进行手动的及时的处理。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如专利号为2011204444380的中国专利提出了禽舍环境控制器，通过单片机、温度传感器组、键盘、多路I/O输出控制电路与单片机电路连接，所述I/O控制电路设置4个以上，包括加热控制输出电路、降温控制输出电路、间歇循环控制电路、多段光照输出控制电路。该发明专利已经实现的功能在于可以通过四个I/O控制电路来灵活的对温度、湿度、通风、光照进行有效且稳定的控制。该发明不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的特征。

再如论文《一种基于CAN总线的温室监控系统的研究》、《规模畜禽养殖场分布式实时监控系统设计研究》、《基于现场总线猪舍环境因子的测量与控制系统》、《禽畜饲养场有害气体测控系统研究》、《猪舍通风系统的设计》、《丹麦舍饲散养自然通风奶牛舍的空气环境分析》等文章都不同程度的使用了电子传感器来对禽畜养殖场内环境气候进行数据采集，再通过把采集到的数据跟通过输入系统事先设置好的标准数据进行对比，从而通过环境控制器、电脑及其它设备控制如：电机、风扇、热风炉、湿帘、通风口等执行机构来对禽畜饲养场、温室内外的温度、湿度、有害气体、挥发性有机物进行调节和排除。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，解决以往不具备把环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制的缺陷，提高环境控制的智能化、自动化水平，提高人的健康状况的单个或者多个指标，提高经济动物、经济植物、经济微生物决定其经济效益的单个或者多个指标。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，使得环境质量状况参数与目标状况参数建立起直接联系，进而进行智能控制，让人、经济动物、经济植物、经济微生物在良好的环境下生活/生长。

为实现上述目的，本发明提供了一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其包括以下步骤：

步骤一、构建目标状况参数感知子系统，所述目标状况参数感知子系统用于测量一个或多个目标状况参数，并将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在目标状况参数数据库子系统中；

步骤二、构建决策子系统，所述决策子系统用于完成以下工作：第一、识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，记录所述绝对值为一个目标状况的第一状态差值，并且识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，记录所述差值为一个目标状况的第二状态差值；第二、记录每个状态差值随时间的变化；第三、将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号；第四，将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；

所述N为大于M_N+1的整数，M_N和R_N为大于1的整数，当N不同，M_N和R_N取相同的数值或者不同的数值；当N等于2时，M_N等于1，为第1个决策周期，是环境质量调节子系统未对环境质量施加影响时的决策周期；K为大于2的整数；

步骤三、构建环境质量调节子系统，所述环境质量调节子系统用于完成以下工作：第一、识别每个反向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数；第二、识别每个正向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为正向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为正数，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值；

步骤四、通过所述目标状况参数感知子系统对目标状况参数进行测量，将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统中；然后，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减，当上述相减得到正差值，所述决策子系统将每个正差值转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号；将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减，当上述相减产生负差值，所述决策子系统将每个负差值转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统接收到反向环境质量调节驱动信号时，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统接收到正向环境质量调节驱动信号，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K次。

根据上述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其中，所述环境质量状况参数包括以下十四种参数中的一个或者多个：第一、空气温度；第二、空气压强；第三、空气的流动状况参数；第四、空气中的固体、液体、气体成分；第五、空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、空气中的光照度；第七、土壤的温度；第八，土壤中的固体、液体、气体成分；第九、土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、水温；第十一、水的流动状况参数；第十二、水中的固体、液体、气体成分；第十三、水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、水中的光照度。

根据上述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其中，环境质量状况参数包括：参数在一段时间内的平均值、某一个或多个时间点的瞬间值，以及每个环境质量状况参数与时间的关系

根据上述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其中，所述目标状况参数，当目标为人时，是指衡量人的健康状况的单个或者多个参数；当目标为动物、植物、微生物时，是指决定其经济效益的单个或者多个参数。

根据上述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其中，所述环境质量调节子设备具有以下功能当中的一种或者多种：第一、调节空气温度；第二、调节空气压强；第三、调节空气的流动状况参数；第四、调节空气中的固体、液体、气体成分；第五、调节空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、调节空气中的光照度；第七、调节土壤的温度；第八、调节土壤中的固体、液体、气体成分；第九、调节土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、调节水温；第十一、调节水的流动状况参数；第十二、调节水中的固体、液体、气体成分；第十三、调节水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、调节水中的光照度。

因此，本发明的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，解决了以往环境控制系统只能通过已经输入好的标准环境质量状况参数与当前所测得的环境质量状况参数进行对比，进而控制执行机构调节环境质量状况参数。不能实现环境质量状况参数与目标状况参数之间建立起直接联系的缺陷。从而有效提高了环境控制的自动化、智能化水平、提高能体现人的健康状况的单个或者多个指标，提高能够体现经济动物、经济微生物、经济植物单个或者多个经济效益的指标。

附图说明

图1是本发明的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法的框架示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

本发明的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其包括以下步骤：

步骤一、构建目标状况参数感知子系统，所述目标状况参数感知子系统用于测量一个或多个目标状况参数，并将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在目标状况参数数据库子系统中；

步骤二、构建决策子系统，所述决策子系统用于完成以下工作：第一、识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，记录所述绝对值为一个目标状况的第一状态差值，并且识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，记录所述差值为一个目标状况的第二状态差值；第二、记录每个状态差值随时间的变化；第三、将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号；第四，将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；

所述N为大于M_N+1的整数，M_N和R_N为大于1的整数，当N不同，M_N和R_N取相同的数值或者不同的数值；当N等于2时，M_N等于1，为第1个决策周期，是环境质量调节子系统未对环境质量施加影响时的决策周期；K为大于2的整数；

步骤三、构建环境质量调节子系统，所述环境质量调节子系统用于完成以下工作：第一、识别每个反向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数；第二、识别每个正向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为正向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为正数，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值；

步骤四、通过所述目标状况参数感知子系统对目标状况参数进行测量，将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统中；然后，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述相减得到正差值，所述决策子系统将每个正差值转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号，当上述相减产生负差值，所述决策子系统将每个负差值转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统接收到反向环境质量调节驱动信号时，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统接收到正向环境质量调节驱动信号，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K次。

具体地，环境质量状况参数包括以下十四种参数中的一个或者多个：第一、空气温度；第二、空气压强；第三、空气的流动状况参数；第四、空气中的固体、液体、气体成分；第五、空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、空气中的光照度；第七、土壤的温度；第八，土壤中的固体、液体、气体成分；第九、土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、水温；第十一、水的流动状况参数；第十二、水中的固体、液体、气体成分；第十三、水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、水中的光照度。

环境质量状况参数包括：参数在一段时间内的平均值、某一个或多个时间点的瞬间值，以及每个环境质量状况参数与时间的关系。

目标状况参数，当目标为人时，是指衡量人的健康状况的单个或者多个参数；当目标为动物、植物、微生物时，是指决定其经济效益的单个或者多个参数。

环境质量调节子设备具有以下功能当中的一种或者多种：第一、调节空气温度；第二、调节空气压强；第三、调节空气的流动状况参数；第四、调节空气中的固体、液体、气体成分；第五、调节空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、调节空气中的光照度；第七、调节土壤的温度；第八、调节土壤中的固体、液体、气体成分；第九、调节土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、调节水温；第十一、调节水的流动状况参数；第十二、调节水中的固体、液体、气体成分；第十三、调节水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、调节水中的光照度。

实施例1：

实施例中的环境质量状况参数2为空气温度，具体为气温。

实施例中目标为动物，具体为猪，目标状况参数1为猪的体重。

实施例中所使用的子设备具有调节空气温度的功能，具体包括：第一，通风设备，具体包括四个1.1kw的轴流风扇，单个风量在10200m³/h，该设备能够有效的调节空气温度；第二，供暖设备，具体包括两台采暖供暖专用地源热风机，单台循环风量在6000m³/h，单台额定制热量18KW，单台额定制热功率4.5KW，单台冷媒充注量4430g，单台地下水流量2m³/h，该设备能够有效的调节空气温度。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为24小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为24个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝20。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝20，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例1的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个重量传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个重量传感器对10头猪的体重进行时时测量，并能够将每24小时所测量的10头猪体重数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为24小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中猪的体重测量值与人为设定的猪的体重优化值——20kg之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，通风设备、供暖设备这二个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节空气温度参数；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值20kg之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值20kg之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气温度进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气温度进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(20)次，使得目标状况参数——10头猪的平均体重由N＝1时的18.2kg，达到N＝21时的19.5kg，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——10头猪的平均体重20kg之间的差值由N＝1时的1.8kg，缩小到0.5kg。

实施例2：

实施例中的环境质量状况参数2为空气压强。

实施例中目标为人，目标状况参数1为人的呼吸频率。

实施例中所使用的子设备具有调节人的呼吸频率的功能，具体包括：第一，通风设备，具体包括四个1.1kw的轴流风扇，单个风量在10200m³/h，该设备能够有效的调节空气当中的含氧量和空气压强；第二，制氧设备，具体包括两台真空变压吸附制氧机，单台产氧量在2000Nm³/h，单台制氧纯度90％-94％，单台装机总功率1200KW，单台冷却水耗量12t/h该设备能够有效的调节室内氧气含量及间接调节空气压强。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过无线网络实现。

实施例中所选用的决策周期为5分钟。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为5分钟，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例2的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过3个呼吸传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这3个呼吸传感器对3个人的呼吸频率进行时时测量，并能够将每5分钟所测量的3个人的呼吸频率数据的平均值通过无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为5分钟，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中人的呼吸频率测量值与人为设定的人的呼吸频率优化值——每1分钟呼吸19次之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正12V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负12V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，通风设备、制氧设备这二个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节空气压强参数；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值每1分钟呼吸19次之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值每1分钟呼吸19次之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气压强参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气压强参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——3个人的平均呼吸频率由N＝1时的16次，达到N＝13时的18次，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——3个人的呼吸频率平均值的19次之间的差值由N＝1时的4次，缩小到1次。

实施例3：

实施例中的环境质量状况参数2为空气的流动状况参数。

实施例中目标为动物，具体为猪，目标状况参数1为猪的体重。

实施例中所使用的子设备具有调节空气的流动状况参数的功能，具体包括，第一，通风设备，具体包括四个1.1kw的轴流风扇，单个风量在10200m³/h，该设备能够有效的调节空气的流动状况参数。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为24小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为24小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝20。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝20，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例3的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个重量传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个重量传感器对10头猪的体重进行时时测量，并能够将每24小时所测量的10头猪的体重数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为24小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中猪的体重测量值与人为设定的猪的体重优化值——200kg之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线和无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正12V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负12V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，通风设备这个用于环境质量调节的子设备单独工作，调节空气的流动状况参数；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气的流动状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气的流动状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(20)次，使得目标状况参数——10头猪的平均体重由N＝1时的180.5kg，达到N＝21时的190.5kg，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——10头猪的体重平均值200kg之间的差值由N＝1时的19.5kg，缩小到9.5kg。

实施例4：

实施例中的环境质量状况参数2为空气中的固体成分的浓度，具体为尺度在0.02微米以上的细菌在空气中的体积百分比；空气中的液体成分的浓度具体为水的雾化液滴在空气中的质量百分比；空气中的气体成分的浓度具体为氨气在空气中的质量百分比。

实施例中目标为动物，具体为猪，目标状况参数1为猪的体重。

实施例中所使用的子设备具有调节空气中的固体、液体、气体成分的浓度功能，具体包括：第一，空气除菌设备，该设备标称气体过滤精度为0.02um，即对0.02um以上的各种细菌及噬菌体达到100％滤除。除去小于0.2um微粒，效率达到99.999％，过滤能力可在0.1～100m³/min范围内调整；第二，超声雾化设备，该设备标称通过每秒200万次的超声波高频震荡，将水雾化为1-5微米的超微粒子，雾化量15kg/h；第三，通风设备，具体包括四个1.1kw的轴流风扇，单个风量在10200m³/h，该设备能够有效的调节空气中氨气的浓度。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为24小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为24小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例4的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个重量传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个重量传感器对100头猪的体重进行时时测量，并能够将每24小时所测量的100头猪的体重数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为24小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中猪的体重测量值与人为设定的猪的体重优化值——200kg之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线和无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正12V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负12V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负12V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，空气除菌设备、超声雾化设备、通风设备这三个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节空气中的细菌含量、雾化液滴含量和氨气含量；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正12V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负12V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——100头猪的平均体重由N＝1时的180.5kg，达到N＝13时的190.5kg，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——100头猪的体重平均值200kg之间的差值由N＝1时的19.5kg，缩小到9.5kg。

实施例5：

实施例中的环境质量状况参数2为空气中的固体成分，具体为尺度在0.02微米以上的细菌；空气中的液体成分，具体为水的雾化液滴；空气中气体成分，具体为超声雾化水过程中产生的臭氧。

实施例中目标为动物，具体为猪，目标状况参数1为猪的体重。

实施例中所使用的子设备具有调节空气中的固体、液体、气体成分的功能，具体包括：第一，空气除菌设备，该设备标称气体过滤精度为0.02um，即对0.02um以上的各种细菌及噬菌体达到100％滤除。除去小于0.2um微粒，效率达到99.999％，过滤能力可在0.1～100m³/min范围内调整；第二，除湿机，该设备标称空气循环量为2000m³/h，除湿量7kg/h，该设备能够有效的调节水的雾化液滴在空气成分中的比例；第三，增湿机，该设备具体标称处理风量6000～9000m³/h，加湿量25～30kg/h，该设备可以有效的调节水的雾化液滴在空气成分中的比例；第四，通风设备，该设备具体包括四个1.1kW的轴流风扇，单个风量在10200m³/h，该设备能够有效的调节臭氧及其它气体在空气中当中的比例。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为24小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为24小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例5的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过20个重量传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这20个重量传感器对200头猪的体重进行时时测量，并能够将每24小时所测量的200头猪的体重数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为24小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中猪的体重测量值与人为设定的猪的体重优化值——200kg之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线和无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正24V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负24V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，空气除菌设备、除湿机、通风设备这三个用于环境质量调节的子设备可以不同时工作，具体为在每个执行周期的三分之一时间段先通过空气除菌设备把空气当中的细菌及噬菌体过滤掉，到了执行周期的三分之二时间段再通过除湿机调节水的雾化液滴在空气成分中的比例，最后的三分之一时间段通过通风设备调节臭氧及其它气体在空气中当中的比例。或者，三个用于环境质量调节的子设备也可以以组合的方式展开工作，具体为在每个执行周期的二分之一时间段，先通过空气除菌设备把空气当中的细菌及噬菌体过滤掉，再通过除湿机调节水的雾化液滴在空气成分中的比例，到了执行周期的最后二分之一时间段通过通风设备调节臭氧及其它气体在空气中当中的比例；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值200kg之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——200头猪的平均体重由N＝1时的180.5kg，达到N＝13时的199.5kg，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——200头猪的体重平均值200kg之间的差值由N＝1时的19.5kg，缩小到0.5kg。

实施例6：

实施例中的环境质量状况参数2为空气中的光照度。

实施例中目标为植物，具体为文竹，目标状况参数1为文竹的生长高度。

实施例中所使用的子设备具有调节空气中的光照度的功能，具体包括：第一，日光灯，具体包括二十个LED植物生长灯，该设备标称LED数量168颗，工作电压AC85V-264V，灯具功率10W，照射面积约3个平方；第二，移动天窗，具体包括屋顶采光天窗，该设备标称适应安装角度为0°-90°，天窗最大开启角度为0°-180°。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为48小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为48小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例6的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过4个3D传感器和20个高度传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这4个3D视觉传感器和20个高度传感器对1000盆文竹的高度进行时时测量，并能够将每48小时所测量的1000盆文竹的高度数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为48小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中文竹的生长高度测量值与人为设定的文竹的生长高度优化值——5厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线和无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正24V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负24V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，日光灯、移动天窗这二个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节空气中的光照度；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值5厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值5厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的光照度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对空气中的光照度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——1000盆文竹的平均生长高度由N＝1时的0.3厘米，达到N＝13时的3.9厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000盆文竹的生长高度平均值5厘米之间的差值由N＝1时的4.7厘米，缩小到1.1厘米。

实施例7：

实施例中的环境质量状况参数2为土壤的温度。

实施例中目标为微生物，具体为牛杆菌，目标状况参数1为牛肝菌的菌伞直径。

实施例中所使用的子设备具有调节土壤的温度功能，具体包括：第一，加热设备，具体包括土壤和草坪加热系统，该系统包含：发热电缆、地温温控器、探头线软管、漏电保护器、CT接触器各一个，该系统可以有效的调节和控制土壤的温度；第二，加热膜，具体包括低温PET铜铂发热膜，该发热膜标称电压220V，表面温度60℃，该膜可以有效的调节土壤的温度。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为24小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为24小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例7的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过20个3D视觉传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这20个3D视觉传感器对1000朵牛肝菌的菌伞直径进行时时测量观察，并能够将每24小时所测量的1000朵牛肝菌的菌伞直径数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为24小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中牛肝菌的菌伞直径测量值与人为设定的牛肝菌的菌伞直径优化值——27厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线和无线网络节点与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正24V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负24V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，加热设备、加热膜这二个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节土壤的温度；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值27厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值27厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤的温度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤的温度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——1000朵牛肝菌的平均菌伞直径由N＝1时的0.3厘米，达到N＝13时的3.7厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000朵牛肝菌的菌伞直径平均值27厘米之间的差值由N＝1时的26.7厘米，缩小到23.3厘米。

实施例8：

实施例中的环境质量状况参数2为土壤中的固体成分，具体为土壤中的细菌；土壤中的液体成分，具体为土壤中的水分；土壤中的气体成分，具体为土壤中的氧气、二氧化碳、氮气。

实施例中目标为微生物，具体为灵芝，目标状况参数1为灵芝的生长高度。

实施例中所使用的子设备具有调节土壤中的固体、液体、气体成分的功能，具体包括：第一，移动天窗，具体为通过手动或者电动方式移动的通风窗；第二，遮阳系统，具体为带有齿轮/齿条驱动及钢丝/绳子驱动两种驱动方式的遮阳网；第三，滴灌系统，具体由多个水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表组成，该滴灌系统可以有效的调节细菌在土壤中的比例，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化碳、氮气的比例；第四，微喷灌系统，具体由多个水泵(及动力机)、过滤器、控制与测量仪表组成，该微喷灌系统可以有效的调节土壤中水分的比例，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化氮、氮气的比例。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为30分钟。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为30分钟，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝12。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝12，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例8的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过4个3D红外热像仪和4个视觉传感器来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这4个3D红外热像仪和4个视觉传感器对1000朵灵芝的生长高度进行时时测量观察，并能够将每30分钟所测量的1000朵灵芝的生长高度数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为30分钟，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中灵芝的生长高度测量值与人为设定的灵芝的生长高度优化值——15厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正24V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负24V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，移动天窗、遮阳系统、滴灌系统、微喷灌系统这四个用于环境质量调节的子设备可以不同时工作，具体为在每个执行周期的四分之一时间段先通过移动天窗来调节阳光的照射度，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化氮、氮气的比例。到了执行周期的四分之二时间段通过遮阳系统调节阳光的照射度，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化氮、氮气的比例。到了执行周期的四分之三时间段可以通过滴灌系统有效的调节细菌在土壤中的比例，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化碳、氮气的比例。最后四分之一时间段通过微喷灌系统调节土壤中水分的比例，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化氮、氮气的比例。或者，四个用于环境质量调节的子设备也可以以组合的方式展开工作，具体为在每个执行周期的二分之一时间段，先通过移动天窗、遮阳系统调节阳光的照射度，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化氮、氮气的比例，到了执行周期的最后二分之一时间段通过滴灌系统、微喷灌系统调节细菌在土壤中的比例和土壤中水分的比例，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化碳、氮气的比例；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值15厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值15厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(12)次，使得目标状况参数——1000朵灵芝的平均生长高度值由N＝1时的0.00138厘米，达到N＝13时的0.13248厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000盆文竹的平均生长高度值15厘米之间的差值由N＝1时的14.99862厘米，缩小到14.86752厘米。

实施例9：

实施例中的环境质量状况参数2为土壤中的固体成分的浓度，具体为细菌在土壤中的体积百分比；土壤中的液体成分的浓度，具体为水分在土壤中的质量百分比；土壤中的气体成分的浓度，具体为氧气、二氧化碳、氮气在土壤中的质量百分比。

实施例中目标为微生物，具体为灵芝，目标状况参数1为灵芝的生长高度。

实施例中所使用的子设备具有调节土壤中的固体、液体、气体成分的浓度功能，具体包括：第一，移动天窗，具体为通过手动或者电动方式移动的通风窗；第二，遮阳系统，具体为带有齿轮/齿条驱动及钢丝/绳子驱动两种驱动方式的遮阳网；第三，滴灌系统，具体由多个水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表组成，该滴灌系统可以有效的调节土壤中细菌的体积百分比，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化碳、氮气的质量百分比；第四，微喷灌系统，具体由多个水泵(及动力机)、过滤器、微型喷头、控制与测量仪表组成，该微喷灌系统可以有效的调节，土壤中水分的质量百分比，并且由此能够调节土壤中氧气、二氧化碳、氮气的质量百分比。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为6个小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为6个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝120。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝120，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例9的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过4个3D视觉传感器和4个红外热像仪来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这4个3D视觉传感器和4个红外热像仪对1000朵灵芝的生长高度进行时时测量观察，并能够将每6个小时所测量的1000朵灵芝的生长高度数据的平均值通过有线和无线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为6个小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中灵芝的生长高度测量值与人为设定的灵芝的生长高度优化值——15厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正24V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负24V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负24V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，移动天窗、遮阳系统、滴灌系统、微喷灌系统这四个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节土壤中细菌含量、水分含量和氧气、二氧化碳、氮气含量；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值15厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值15厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正24V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负24V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对土壤中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(120)次，使得目标状况参数——1000朵灵芝的生长高度平均值由N＝1时的0.00138厘米，达到N＝121时的2.5厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000朵灵芝的生长高度平均值15厘米之间的差值由N＝1时的14.99862厘米，缩小到12.5厘米。

实施例10：

实施例中的环境质量状况参数2为水温。

实施例中目标为动物，具体为鱼，目标状况参数1为鱼的体型大小。

实施例中所使用的子设备具有调节水温的功能，具体包括：第一，加热降温设备，具体为热水冰水一体机，该设备标称制冷量68kw，制热量87kw，热水产率2000L/H，最高出水温度≤55℃，2个风机风量在30000m³/h，功率1.7kw，该设备可以有效的调节水温。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为1小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为1个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝360。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝360，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例10的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个3D视觉传感器和5个探鱼仪来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个3D视觉传感器和5个探鱼仪对1000尾鱼进行体型大小的时时测量观察，并能够将每1小时所观察到的1000尾鱼体型大小数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为1小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中鱼的体型大小观察值与人为设定的鱼的体型大小优化值——50厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，加热降温设备这个用于环境质量调节的子设备单独工作，调节水温参数；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水温参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水温参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(360)次，使得目标状况参数——1000尾鱼的体型大小平均数据由N＝1时的3厘米，达到N＝361时的23厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000尾鱼的体型大小平均50厘米之间的差值由N＝1时的47厘米，缩小到27厘米。

实施例11：

实施例中的环境质量状况参数2为水的流动状况参数。

实施例中目标为动物，具体为鱼，目标状况参数1为鱼的体型大小。

实施例中所使用的子设备具有调节水的流动状况参数的功能，具体包括水泵、水轮机。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为1小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为1个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝360。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝360，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例11的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个3D视觉传感器和5个探鱼仪来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个3D视觉传感器和5个探鱼仪对1000尾鱼进行体型大小的时时测量观察，并能够将每1小时所观察到的1000尾鱼体型大小数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为1小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中鱼的体型大小观察值与人为设定的鱼的体型大小优化值——50厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，水泵、水轮机这二个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节水的流动状况参数；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水的流动状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水的流动状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(360)次，使得目标状况参数——1000尾鱼的体型大小平均数据由N＝1时的3厘米，达到N＝361时的23厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000尾鱼的体型大小平均50厘米之间的差值由N＝1时的47厘米，缩小到27厘米。

实施例12：

实施例中的环境质量状况参数2为水中的固体成分，具体为尺度在0.7微米以上的微生物；水中的液体成分，具体为生活污水、工业废水、初期雨水当中的有害物质；水中的气体成分，具体为水中的氨气、氯化氢、二氧化碳。

实施例中目标为动物，具体为鱼，目标状况参数1为鱼的体型大小。

实施例中所使用的子设备具有调节水中的固体、液体、气体成分的功能，具体包括：第一，鱼塘增氧机，该设备标称功率3kw，动力功效≥1.4kg/kw.h，增氧能力4.5kg(O₂)/h，有效面积7～12亩；第二，水处理设备，具体为水池净化直流式过滤箱，该设备标称最大流量：23000L/H，出水口径DN100mm，蓝色生物棉数量18，红色生物棉数量18，特殊滤材18kg，滤网密度300微米，适用最大水池面积140立方米，该设备可以有效的过滤水中0.7微米以上的有害微生物；第三，紫外线净化杀菌灯，该设备标称适用的最大水泵使用水量35000升/小时，流经紫外灯的流量(关闭旁路)4500升/小时，额定功率24瓦，该设备可以有效的阻止水藻、微生物、病原体的产生。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为1小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为1个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝360。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝360，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例12的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个3D视觉传感器和5个探鱼仪来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个3D视觉传感器和5个探鱼仪对1000尾鱼进行体型大小的时时测量观察，并能够将每1小时所观察到的1000尾鱼体型大小数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为1小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中鱼的体型大小观察值与人为设定的鱼的体型大小优化值——50厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，鱼塘增氧机、水处理设备、紫外线净化杀菌灯这三个用于环境质量调节的子设备可以不同时工作，具体为在每个执行周期的三分之一时间段先通过鱼塘增氧机来调节氧气在水中的比例，并且由此能够调节水中氨气、氯化氢、二氧化碳的比例和微生物在水中的比例。到了执行周期的三分之二时间段通过水处理设备调节微生物在水中的比例，并且由此能够调节水中氨气、氯化氢、二氧化碳的比例。最后三分之一时间段通过紫外线净化杀菌灯调节微生物在水中的比例，并且由此能够调节水中氨气、氯化氢、二氧化碳的比例。或者，三个用于环境质量调节的子设备也可以以组合的方式展开工作，具体为在每个执行周期的二分之一时间段，先通过鱼塘增氧机调节氧气在水中的比例，并且由此能够调节水中的氨气、氯化氢、二氧化碳的比例和微生物在水中的比例，到了执行周期的最后二分之一时间段通过水处理设备、紫外线净化杀菌灯调节微生物在水中的比例，并且由此能够调节水中氨气、氯化氢、二氧化碳的比例；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值50厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的固体、液体、气体成分参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(360)次，使得目标状况参数——1000尾鱼的体型大小平均数据由N＝1时的3厘米，达到N＝361时的23厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000尾鱼的体型大小平均50厘米之间的差值由N＝1时的47厘米，缩小到27厘米。

实施例13：

实施例中的环境质量状况参数2为水中的固体成分的浓度，具体为尺度在0.7微米以上的微生物在水中的体积百分比；水中的液体成分的浓度，具体为生活污水、工业废水、初期雨水当中的有害物质在水中的质量百分比；水中的气体成分的浓度，具体为氨气、氯化氢、二氧化碳在水中的质量百分比。

实施例中目标为动物，具体为鱼，目标状况参数1为鱼的体型大小。

实施例中所使用的子设备具有调节水中的固体、液体、气体成分的浓度功能，具体包括：第一，鱼塘增氧机，该设备标称功率3kw，动力功效≥1.4kg/kw.h，增氧能力4.5kg(O₂)/h，有效面积7～12亩；第二，水处理设备，具体为水池净化直流式过滤箱，该设备标称最大流量：23000L/H，出水口径DN100mm，蓝色生物棉数量18，红色生物棉数量18，特殊滤材18kg，滤网密度300微米，适用最大水池面积140立方米，该设备可以有效的过滤水中0.7微米以上的有害微生物；第三，紫外线净化杀菌灯，该设备标称适用的最大水泵使用水量35000升/小时，流经紫外灯的流量(关闭旁路)4500升/小时，额定功率24瓦，该设备可以有效的阻止水藻、微生物、病原体的产生。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网实现。

实施例中所选用的决策周期为1小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为1个小时，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝180。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝180，但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例13的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个3D视觉传感器和5个探鱼仪来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个3D视觉传感器和5个探鱼仪对1000尾鱼进行体型大小的时时测量观察，并能够将每1小时所观察到的1000尾鱼体型大小数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为1小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中鱼的体型大小观察值与人为设定的鱼的体型大小优化值——40厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，鱼塘增氧机、水处理设备、紫外线净化杀菌灯这三个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节水中的微生物含量、水中的生活污水、工业废水、初期雨水当中的有害物质含量和氨气、氯化氢、二氧化碳含量；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值40厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值40厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的固体、液体、气体成分的浓度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(180)次，使得目标状况参数——1000尾鱼的体型大小平均数据由N＝1时的3厘米，达到N＝181时的11.5厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——1000尾鱼的体型大小平均40厘米之间的差值由N＝1时的37厘米，缩小到28.5厘米。

实施例14：

实施例中的环境质量状况参数2为水中的光照度。

实施例中目标为动物，具体为虾，目标状况参数1为虾的体型大小。

实施例中所使用的子设备具有调节水中的光照度的功能，具体包括日光灯、鱼池潜水灯。

实施例中所构建的目标状况参数数据库子系统、决策子系统、环境质量调节子系统中的控制软件设置在三台不同的服务器中运行，其间的数据传输通过以太网和无线网络共同实现。

实施例中所选用的决策周期为6小时。需要说明的是在本实施例当中的决策周期为6小时。但是使用者可以按照实际情况来选择并设置决策周期的时长。

实施例中，M_N＝4，R_N＝1，K＝300。需要说明的是在本实施例当中的M_N＝4，R_N＝1，K＝300。但是使用者可以按照实际情况来选择并设置M_N，R_N，K的相应数值。

参照图1，针对实施例14的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过10个水下视觉传感器和5台水下摄像机来构建目标状况参数感知子系统103，目标状况参数感知子系统103可以通过这10个水下视觉传感器和5台水下摄像机对1亩池塘里的虾进行体型大小的时时测量观察，并能够将每6小时所观察到的1亩池塘里的虾的体型大小数据的平均值通过有线传输的方式存储在目标状况参数数据库子系统104中，目标状况参数数据库子系统104的硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由专用软件控制；

步骤二、构建决策子系统105，其硬件为一台联想ThinikServerTS230V2型号的服务器，其运行状态由高级语言编写的专用软件控制，该软件在Linux环境下运行。

所述决策子系统通过专用软硬件完成以下第三步到第六步中的相关工作，包括：通过软件设置决策周期为6小时，通过软件实现对目标状况参数数据库子系统104中虾的体型大小观察值与人为设定的虾的体型大小优化值——10厘米之间的差值的求解、赋值、存储和信号转换，并通过网线与环境质量调节子系统106通讯。选择M_N＝4，R_N＝1，通过软件实现对从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的值进行赋值和存储，并通过软件判断该数值的正负，并转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向或者正向环境质量调节驱动信号，该信号为32位数字信号；

步骤三、构建环境质量调节子系统106，其中的控制软件用高级程序语言编写，在Linux环境下运行。环境质量调节子系统106通过专用软硬件能实现如下功能：第一，识别每个反向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以正5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数，调节幅值通过正5V脉冲信号的脉冲宽度控制；第二，识别每个正向环境质量调节驱动信号，并将每个反向环境质量调节驱动信号以负5V脉冲信号为特征标示，驱动环境质量调节子设备的运行，使后期差值与前期差值相比为正数，调节幅值通过负5V脉冲信号的脉冲宽度控制，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值。在该步骤中，日光灯、鱼池潜水灯这两个用于环境质量调节的子设备协同工作，同时调节水中的光照度；

步骤四、通过目标状况参数感知子系统103对目标状况参数1进行测量，将所述目标状况参数感知子系统103所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统104中，然后，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值10厘米之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N(N-4)个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统105，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值10厘米之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值从第N-M_N(N-4)到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、当上述的相减产生正差值，所述决策子系统105将每个正差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号。

当上述的相减产生负差值，所述决策子系统105将每个负差值转化为第N+R_N(N+1)个决策周期的正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统106接收到反向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的正5V脉冲信号时，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的光照度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统106接收到正向环境质量调节驱动信号——脉宽100ms的负5V脉冲信号，所述环境质量调节子系统106命令环境质量调节子设备对水中的光照度参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K(300)次，使得目标状况参数——虾的体型大小平均数据由N＝1时的1厘米，达到N＝301时的8.2厘米，与所对应的人为设定的目标状况参数优化值——虾的体型大小平均10厘米之间的差值由N＝1时的9厘米，缩小到1.8厘米。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、构建目标状况参数感知子系统，所述目标状况参数感知子系统用于测量一个或多个目标状况参数，并将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在目标状况参数数据库子系统中；

步骤二、构建决策子系统，所述决策子系统用于完成以下工作：第一、识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，记录所述绝对值为一个目标状况的第一状态差值，并且识别所述目标状况参数数据库子系统中每个目标状况参数当前的测量值与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，记录所述差值为一个目标状况的第二状态差值；第二、记录每个状态差值随时间的变化；第三、将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；第四，将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的负差值，转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号，并且，将每个第二状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减得到的正差值，转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号；

所述N为大于M_N+1的整数，M_N和R_N为大于1的整数，当N不同，M_N等于R_N或者M_N不等于R_N；第1个决策周期是环境质量调节子系统未对环境质量施加影响时的决策周期；K为大于2的整数；

步骤三、构建环境质量调节子系统，所述环境质量调节子系统用于完成以下工作：第一、识别每个反向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为反向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为负数；第二、识别每个正向环境质量调节驱动信号，当输入的信号为正向环境质量调节驱动信号，通过环境质量调节子设备，使后期差值与前期差值相比为正数，其中，后期差值为第N+R_N个决策周期内的所对应的环境质量状况参数平均值与第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值，前期差值为第N个决策周期内的环境质量状况参数平均值与第N-M_N个决策周期内的环境质量状况参数平均值相减得到的差值；

步骤四、通过所述目标状况参数感知子系统对目标状况参数进行测量，将所述目标状况参数感知子系统所测量的数据存储在所述目标状况参数数据库子系统中；然后，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值的绝对值，亦即第一状态差值，并记录所述第一状态差值随时间的变化，并将每个所述第一状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；或者，通过所述决策子系统，识别各个目标状况参数与所对应的人为设定的目标状况参数优化值之间的差值，亦即第二状态差值，并记录所述第二状态差值随时间的变化，并将每个所述第二状态差值在第N-M_N个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减；

步骤五、将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减，当上述相减得到正差值，所述决策子系统将每个正差值转化为第N+R_N个决策周期的反向环境质量调节驱动信号；将每个第一状态差值从第N-M_N到第N-1个决策周期内的平均值与第N个决策周期的平均值相减，当上述相减产生负差值，所述决策子系统将每个负差值转化为第N+R_N个决策周期的正向环境质量调节驱动信号；

步骤六、当所述环境质量调节子系统接收到反向环境质量调节驱动信号时，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为负数；当所述环境质量调节子系统接收到正向环境质量调节驱动信号，所述环境质量调节子系统命令环境质量调节子设备对单个或者多个环境质量状况参数进行调节，使所述后期差值与所述前期差值相比为正数；

步骤七、重复步骤四、五、六K次。

2.根据权利要求1所述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其特征在于，所述环境质量状况参数包括以下十四种参数中的一个或者多个：第一、空气温度；第二、空气压强；第三、空气的流动状况参数；第四、空气中的固体、液体、气体成分；第五、空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、空气中的光照度；第七、土壤的温度；第八，土壤中的固体、液体、气体成分；第九、土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、水温；第十一、水的流动状况参数；第十二、水中的固体、液体、气体成分；第十三、水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、水中的光照度。

3.根据权利要求1或2所述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其特征在于，所述环境质量状况参数包括：参数在一段时间内的平均值、某一个或多个时间点的瞬间值，以及每个环境质量状况参数与时间的关系。

4.根据权利要求1所述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其特征在于，所述目标状况参数，当目标为人时，是指衡量人的健康状况的单个或者多个参数；当目标为动物、植物、微生物时，是指决定其经济效益的单个或者多个参数。

5.根据权利要求1所述的一种自适应的动态优化环境质量的控制方法，其特征在于，所述环境质量调节子设备具有以下功能当中的一种或者多种：第一、调节空气温度；第二、调节空气压强；第三、调节空气的流动状况参数；第四、调节空气中的固体、液体、气体成分；第五、调节空气中的固体、液体、气体成分的浓度；第六、调节空气中的光照度；第七、调节土壤的温度；第八、调节土壤中的固体、液体、气体成分；第九、调节土壤中的固体、液体、气体成分的浓度；第十、调节水温；第十一、调节水的流动状况参数；第十二、调节水中的固体、液体、气体成分；第十三、调节水中的固体、液体、气体成分的浓度；第十四、调节水中的光照度。