CN104656694A - 基于温度积分算法的温室温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于温度积分算法的温室温度调控方法，包括以下步骤：A.划定积分时间段天数P，并将每日时间分隔为时长为int的N个时刻；B.确定积分时间段内总期望平均温度值、最低温度限定设定值、最高温度限定设定值；C.根据总期望平均温度值和前（P-1）天实际平均温度值计算当前日期望平均温度值；D.根据当前日期望平均温度值和当前时刻之前每时刻实际平均温度值，计算当前时刻温度调节设定点；E.当前时刻实际平均温度值与设定点进行比较，确定温度调节方案。本发明降低了复杂计算方法对控制器较高的数据处理能力要求，又避免了传统静态温度设定点不能根据实际情况进行动态优化调节室内温度所带来的热能浪费，能够简单高效的控制温室内温度。

Description

基于温度积分算法的温室温度调节方法

技术领域

本发明涉及设施农业环境控制技术领域，具体涉及一种温室温度调控方法。

背景技术

温室环境控制系统需要根据温室内气候环境的变化，控制执行机构进行相应的调节：气温过低时，需要利用供暖系统补充温度，气温过高时，需要控制通风口、遮阳系统、排气扇或蒸发冷却装置等工作，避免过热。现在大多数的温室控制方式，基本分为两大类：（1）使用神经网络、遗传算法、模糊控制等先进控制理论对温室温度设定点进行调节，但是这种控制方法对控制器的分析、计算及处理能力要求较高，进而不可避免的增加了控制系统的投资成本；（2）传统的静态温度设定点控制方式，预先设定固定不变的温度值，若温室内部温度达不到要求则进行调节，但是这种控制方式一般无法根据实际情况对温室内温度进行优化调节，往往会造成能源的浪费。为了克服上述控制方式的缺点，就需要有一种相对简单高效的控制方法，即能够实现温度的动态优化调节，又能够尽最大可能利用太阳热能，减少由于加热带来的能源的耗费。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于温度积分算法的温室内部温度调控方法，简单高效的实现了温室温度智能调控，降低了温室环境控制器的成本，避免了能源的浪费。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

A.划定积分时间段的天数P，并将每日时间分隔为N个时刻，每个时刻的时长为int；

B.确定积分时间段P的总期望平均温度值最低温度限定值T_Pmin,最高温度限定值T_Pmax；

C.根据总期望平均温度值和前(P-1)天实际平均温度值计算当前日的期望平均温度值

D.根据当前日期望平均温度值和当前时刻之前所有时刻的实际平均温度值计算当前时刻加温设定点T_HSP和降温设定点T_CSP；

E.当前时刻实际温度平均值T_int(i)和T_HSP及T_CSP进行比较，若T_int(i)≤T_HSP则进行加温，若T_CSP≤T_int(i)则进行降温，若T_HSP≤T_int(i)≤T_CSP,则不进行任何操作。

优选的，所述步骤1中，积分时间段P是可变的，可以根据实际情况进行调节，例如P＝1、2、3天等；同样的，每日时间分隔N及每个时刻的时长int也可以根据具体控制器性能进行调节，例如，int＝5、 10、15分钟等；

优选的，所述步骤2中，积分时间段P的总期望平均温度值最低温度限定值T_Pmin,最高温度限定值T_Pmax，可以根据具体作物种类及作物所处的不同生长阶段进行设定，例如针对处于开花期的番茄，可以设定T_Pmin＝10℃，T_Pmax＝10℃；

优选的，所述步骤3中，若当前日期望平均温度值大于最高温度限定值T_Pmax，则取若当前日期望平均温度值小于最低温度限定值T_Pmin，则取

(三)有益效果

本发明利用温度积分的方法对温室内部温度进行调节，即避免了复杂计算方法对控制器较高的数据处理能力的要求，降低了控制器成本，又避免了传统静态温度设定点不能根据实际情况进行动态优化调节室内温度所带来的热能浪费；本发明即能够降低温室控制的成本，又节约了能源，能够简单高效的控制温室内温度。

 附图说明

图1为本发明实施方式中所述基于温度积分算法的温室温度调节方法流程示意图。

图2为本发明实施方式中所述基于温度积分算法的温室温度调节方法的具体实施过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，本发明所述的基于温度积分算法的温室温度调节方法，包括以下步骤：

1.首先确定积分时间段的天数P，P时间段内总期望平均温度值最低温度限定值T_Pmin,最高温度限定值T_Pmax，将每日时间划分为N个时刻，每个时刻的时长为int；

  2.根据公式(1)计算当日期望温度平均值；

$T_d^e={\mathrm{PT}}_P^e-{\∫}_{t-P+1}^{t-1}{T}_i\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(1\right)$

其中，积分下限t-P+1表示当前日前(P-1)天，积分上限t-1表示当前日前一天，T_i(t)为每日实际温度平均值；

3.判断求得的是否满足公式(2)，若满足，则可以利用作为参考值对加温点T_HSP和降温点T_CSP进行计算；若则取T_Pmax作为期望温度平均值，即若则取T_Pmin作为期望温度平均值，即

$T_{P\min }\≤T_d^e\≤T_{P\max }---\left(2\right)$

4.利用公式(3)和公式(4)计算第n个时刻温度调节设定点：加温点T_HSP和降温点T_CSP；

$T_{\mathrm{HSP}}=\frac{N}{N-n+1}{T}_d^e-\frac{1}{N-n+1}{\∫}_1^{n-1}{T}_{\mathrm{int}\left(i\right)}d\left(t\right)---\left(3\right)$

$T_{\mathrm{CSP}}=\frac{N}{N-n+1}{T}_{P\max }-\frac{1}{N-n+1}{\∫}_1^{n-1}{T}_{\mathrm{int}\left(i\right)}d\left(t\right)---\left(4\right)$

公式中n为当前日中第n个时刻，T_int(i)为第i个时刻实际温度平均值。

5.判断当前时刻实际温度平均值T_int(i)是否满足公式(5)，若满足，则不进行加温或降温的操作，否则，若T_int(i)≤T_HSP，说明当前时刻温度较低，需要进行加温，若T_CSP≤T_int(i)，说明当前时刻温度较高，需要进行降温；

T_HSP≤T_int(i)≤T_CSP  (5) 

6.返回第4步，重新计算下一时刻,即T_int(i+1)时刻的温度调节点，并根据实际温度平均值对下一时刻温度调节操作进行判断。

  以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于温度积分算法的温室温度调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.划定积分时间段的天数P，并将每日时间分隔为N个时刻，每个时刻的时长为int；

B.确定积分时间段P的总期望平均温度值最低温度限定值T_Pmin,最高温度限定值T_Pmax；

C.根据总期望平均温度值和前(P-1)天实际平均温度值计算当前日的期望平均温度值

D.根据当前日期望平均温度值和当前时刻之前所有时刻的实际平均温度值,计算当前时刻加温设定点T_HSP和降温设定点T_CSP；

E.当前时刻实际温度平均值T_int(i)和T_HSP及T_CSP进行比较，若T_int(i)≤T_HSP则进行加温，若T_CSP≤T_int(i)则进行降温，若T_HSP≤T_int(i)≤T_CSP,则不进行任何操作。

2.如权利要求1所述的基于温度积分算法的温室温度调控方法，其特征在于：所述步骤A中，积分时间段P是可变的，可以根据实际情况进行调节，同样的，每日时间分隔N及每个时刻的时长int也可以根据具体控制器性能进行调节。

3.如权利要求1所述的基于温度积分算法的温室温度调控方法，其特征在于：所述步骤B中，积分时间段P的总期望平均温度值、最低温度限定值,最高温度限定值，可以根据具体作物种类及作物所处的不同生长阶段进行设定。

4.如权利要求1所述的基于温度积分算法的温室温度调控方法，其特征在于：所述步骤C中，若当前日期望平均温度值大于最高温度限定值，则取当前日期望平均温度等于最高温度限定值，若当前日期望平均温度值小于最低温度限定值，则取取当前日期望平均温度等于最低温度限定值。