CN115933785B - 一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统，涉及农业智能控制技术领域，该方法包括：根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；连接可视化仿真系统，以管道建模数据进行仿真，生成可视化管道模型；获取预设环境控制参数集；将预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入可视化管道模型中，获得模型运行数据集；输入环境控制参照模型中，基于环境控制参照模型，输出控制参数集；将控制参数集发送至环境控制系统，对目标大棚区域进行环境控制。本发明解决了现有技术中存在太阳能光热农业大棚的环境控制不准确，控制效率低的技术问题，达到了提高大棚环境控制的准确程度，缩短响应周期，提高控制质量的技术效果。

Description

一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统

技术领域

本发明涉及农业智能控制技术领域，具体涉及一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，新材料、新技术的广泛应用，通过在大棚上覆盖塑料薄膜的方式，从而起到防寒保暖，控制作物生长环境条件，促进农作物的高质高量生长。

目前，在我国北方，由于温度较低，仅仅使用薄膜覆盖的方式不能满足作物生长所需要的条件，往往通过采用锅炉、加热器的方式来对大棚内的温度和湿度进行调控，通过控制锅炉和加热器的工作参数，进而控制进入大棚的气体温度，从而使大棚内的温度和湿度在一定范围内。

然而，随着对于环境保护的重视程度越来越高，锅炉和加热器进行温度控制的方式已经不能满足环保的需求，也不能满足“双碳要求”。通过采用太阳能为农业大棚供热的方式，采用清洁能源从而降低对环境的破坏。但是对于太阳能对大棚内的环境控制仍比较粗糙，无法精确调控大棚内的温度和湿度，导致大棚内作物生长质量和产量较低。现有技术中存在太阳能光热农业大棚的环境控制不准确，控制效率低的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统，用于针对解决现有技术中存在太阳能光热农业大棚的环境控制不准确，控制效率低的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法及系统。

本申请的第一个方面，提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法，其中，所述方法应用于太阳能光热农业大棚的环境控制系统，所述环境控制系统与可视化管道模型通信连接，所述方法包括：

根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成所述可视化管道模型；

获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制。

本申请的第二个方面，提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制系统，所述系统包括：

建模数据生成模块，所述建模数据生成模块用于根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

管道模型生成模块，所述管道模型生成模块用于连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成可视化管道模型；

预设控制参数获得模块，所述预设控制参数获得模块用于获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

运行数据获得模块，所述运行数据获得模块用于将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

控制参数集获得模块，所述控制参数集获得模块用于将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

环境控制模块，所述环境控制模块用于将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请通过根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据，然后连接可视化仿真系统，以管道建模数据进行仿真，生成可视化管道模型，进而通过得到预设环境控制参数集，其中，预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集，然后将预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入可视化管道模型中，得到模型运行数据集，将其输入环境控制参照模型中，基于环境控制参照模型，输出控制参数集，然后将控制参数集发送至环境控制系统，对目标大棚区域进行环境控制。达到了对农业大棚内的环境进行准确控制，提高控制效率和控制质量，保证大棚内作物高质高产的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法中生成管道建模数据的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法中得到模型响应结果的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种太阳能光热农业大棚的环境控制系统结构示意图。

附图标记说明：建模数据生成模块11，管道模型生成模块12，预设控制参数获得模块13，运行数据获得模块14，控制参数集获得模块15，环境控制模块16。

具体实施方式

本申请通过提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法，用于针对解决现有技术中存在太阳能光热农业大棚的环境控制不准确，控制效率低的技术问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法，其中，所述方法应用于太阳能光热农业大棚的环境控制系统，所述环境控制系统与可视化管道模型通信连接，所述方法包括：

步骤S100：根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

步骤S200：连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成所述可视化管道模型；

进一步的，如图2所示，本申请实施例步骤S100还包括：

步骤S110：根据目标大棚区域的管道铺设数据，得到U型管道位置点、风机设置位置点、除湿箱体位置点，其中，所述风机设置位置点包括排风设置位置点和进风设置位置点；

步骤S120：根据所述U型管道位置点、所述风机设置位置点和所述除湿箱体位置点进行环境温湿度均匀性测试，输出均匀性指标；

步骤S130：判断所述均匀性指标是否满足预设均匀性指标，若所述均匀性指标满足所述预设均匀性指标，生成所述管道建模数据。

进一步的，判断所述均匀性指标是否满足预设均匀性指标，本申请实施例步骤S130还包括：

步骤S131：若所述均匀性指标不满足所述预设均匀性指标，获取环境温湿度均匀性测试的测试数据集，基于所述测试数据集的数据大小分离环境温湿度的非均匀性区域；

步骤S132：基于所述非均匀性区域，生成管道排列调整方案；

步骤S133：按照所述管道排列调整方案对所述目标大棚区域的管道铺设进行调整，更新所述管道建模数据。

具体而言，所述可视化管道模型是通过连接可视化仿真系统，以根据目标大棚区域内的管道铺设情况得到的管道建模数据进行仿真得到的对大棚内的管道进行直观的可视化展示的管道模型。所述可视化仿真系统是以三维GIS技术、虚拟仿真技术和数据可视化技术为基础，包括三维虚拟仿真平台、可视化软件平台、数据存储模块和评估显示模块的仿真系统。可视化仿真系统的工作过程是以管道建模数据为输入数据，经过仿真系统内对管道建模数据的运算和模拟，输出可视化管道模型，示例性的，通过Matlab技术对管道建模数据进行运算，从而得到对目标大棚区域内的管道铺设情况进行仿真模拟，以及可视化展示的可视化管道模型。

具体的，所述目标大棚区域是任意一个使用太阳能光热作为环境温度供应源的农业大棚内的区域。所述管道建模数据是对目标大棚区域的管路铺设实际数据进行采集后得到的，反映了目标大棚区域内进行铺设的管段以及各个管段自身长度，和管段之间的连接方式。优选的，获得目标大棚的建设图纸，通过根据建设图纸上的管路连接方式和管路各个管段的距离进行统计，得到所述管道建模数据。所述管道建模数据包括设备设置点数据、管段连接方式数据、管段长度数据、管段排列方式数据。其中，所述设备设置点数据是对目标大棚内的各个设备分布的位置点进行统计得到。所述管段连接方式数据是相邻两个管段之间连接的方式，包括三通连接、二通连接、法兰连接等。所述管段长度数据是对各个管段的长度进行统计得到的。所述管段排列方式数据是对多个管段在目标大棚区域内的分布位置进行确定的数据。通过获得所述管道建模数据为后续进行目标大棚区域内的管道铺设模拟进行可视化仿真提供基础仿真数据的技术效果。

具体的，以设备位置为提取目标，对所述管道铺设数据进行数据提取，得到所述U型管道位置点、风机设置位置点、除湿箱体位置点。示例性的，利用太阳能光热对农业大棚内进行供热时，在夜间，利用风机将温室内低温高湿的空气吸入进气管道中，低温高湿空气通过管路进入除湿箱体，除湿箱体中的复合除湿剂吸附空气中的水分子，并释放少量吸附热，然后输出干冷空气，干冷空气进入U形管中，U形管横置于土壤中，土壤中的热量被干冷空气带走，然后空气进入若干个U型管路再预热，土壤温度进一步降低，最终干热空气通过北侧管路排出，与温室中的低温高湿空气混合，达到了提高大棚温度，降低土壤温度的技术效果。在白天时，太阳光被太阳能光热板连接组采集，光热板对中间玻璃管内的空气进行加热，约80℃的热空气通过管路进入除湿箱体，热空气通过对饱和的除湿剂进行加热，使其脱附再生，进而高温高湿的空气进入U型管路中，管内热空气通过管壁将热量传递给四周土壤，同理热空气继续进入后面的管路，管道由横管和U型管组成，横管绝热不影响作物的根温度，用于传递空气介质，U型管道进行空气和土壤之间的热量转换，最终常温常湿空气经过北侧管路排出，达到了提高土壤温度，保证作物生长温度和湿度的技术效果。

具体的，所述U型管道位置点是在目标大棚区域内进行U型管道设置的点。所述风机设置位置点是在目标大棚区域内设置风机的位置点，包括排风设置位置点和进风设置位置点。其中，所述排风设置位置点是将目标大棚区域内的空气排出大棚外的装置设置点，所述进风设置位置点时将目标大棚区域外的空气利用压差吸入大棚内的装置设置点，通过排风装置和进风装置实现目标大棚内空气的交互，促进大棚空气流通，保证作物的正常生长。所述除湿箱体位置点是除湿箱体在目标大棚内设置的位置点，除湿箱体是用于对进入箱体内的空气中的水分子进行吸附，使其变成干燥空气的装置，除湿箱体内包含有复合除湿剂，用于吸附空气中的水分子以及释放少部分的吸附热。

具体的，根据所述U型管道位置点、所述风机设置位置点和所述除湿箱体位置点所在的位置，利用温度监测装置和湿度监测装置对各个位置点的温度和湿度进行监测，从而得到温度数据集和湿度数据集。所述进行环境温湿度均匀性测试是通过对温度数据集和湿度数据集分别进行均值化处理，得到温度均值和湿度均值，设定温度偏离范围和湿度偏离范围，对温度数据集中超出温度偏离范围的温度数据数量进行采集，得到温度偏离数量值，对湿度数据集中超出湿度偏离范围的湿度数据数量进行采集，得到湿度偏离数量值。其中，所述温度偏离范围是与温度均值相差的数值范围，示例性的，温度均值为20℃，温度范围为15℃525℃。温度偏离数量值是目标大棚区域内的温度超出温度偏离范围的异常温度数据的数量，反映了大棚内温度的均匀程度。湿度偏离数量值是目标大棚区域内的湿度超出湿度偏离范围的异常湿度数据的数量，反映了大棚内湿度的均匀程度。将温度偏离数据量和湿度偏离数据量作为所述均匀性指标。其中，所述均匀性指标是对目标大棚内的环境温度和湿度的均匀程度进行描述的指标。所述预设均匀性指标是预先设置的目标大棚区域内温度和湿度满足分布要求时异常温度数据的数量和异常湿度数据的数量，由工作人员自行设定，在此不做限制。

具体的，当所述均匀性指标满足所述预设均匀性指标时，表明此时的管道铺设方案合理，可以进行使用，进而，得到所述管道建模数据。当所述均匀性指标不满足所述预设均匀性指标时，表明此时管道铺设方案，不能使目标大棚内的温度和湿度整体分布值在要求范围内，存在温度过高，或湿度过高的区域，需要对管道排列方案进行调整。

具体的，根据所述测试数据集即所述温度数据集和所述湿度数据集。其中，所述温度数据集是对各个位置点的温度进行采集得到的数据。所述湿度数据集是对各个位置点的湿度进行采集得到的数据。通过得到测试数据集中的异常温度数据和异常湿度数据。其中，所述异常温度数据是目标大棚区域内的温度超出温度偏离范围的数据。所述异常湿度数据是目标大棚区域内的湿度超出湿度偏离范围的数据。对所述异常温度数据和异常湿度数据对应的位置点进行采集，将其作为非均匀性区域。非均匀性区域是目标大棚区域内温度和湿度异常的区域，包括温度非均匀性区域和湿度非均匀性区域。

具体的，根据所述非均匀性区域的，生成管道排列调整方案是通过根据非均匀性区域的类型进行得到的。当非均匀性区域为温度非均匀性区域，表明此区域的温度调控不到位，需要对该区域添加U型管道，从而加大温度调节能力。当非均匀性区域为湿度非均匀性区域，表明此区域的风机无法调控该区域的湿度，需要对该区域添加风机，从而加大湿度调节能力。根据各个非均匀性区域添加管道和风机的位置和数量，得到所述管道排列调整方案。所述管道排列调整方案是对目标大棚区域内的管道铺设进行调整的方案，进而根据所述管道排列调整方案对所述目标大棚区域的管道铺设进行调整，重新进行管道铺设数据采集，对所述管道建模数据进行更新。达到了提高农业大棚的管道铺设合理性的技术效果。

步骤S300：获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

具体而言，所述预设环境控制参数集是根据农业大棚内作物的种植要求，得到的所需环境参数，将其作为预先设置对大棚环境进行控制的参数，包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集。其中，所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集是根据农作物的生长周期在不同阶段所需要的温度和湿度进行确定的。达到了对大棚内的环境控制提供目标，提高控制准确的技术效果。

步骤S400：将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

进一步的，如图3所示，本申请实施例步骤S400还包括：

步骤S410：获取所述目标大棚区域的太阳能光热板连接组；

步骤S420：基于所述太阳能光热板连接组的数量和连接方式进行光热功率分析，获取光热转化阈值；

步骤S430：以所述光热转化阈值对所述可视化管道模型进行约束，以所述预设环境温度和预设环境湿度为变量进行响应，得到模型响应结果，其中，所述模型响应结果包括所述模型运行数据集。

进一步的，本申请实施例步骤S420还包括：

步骤S421：对所述目标大棚区域的外环境进行光照数据采集，获取光照数据集；

步骤S422：以所述光照数据集为纵坐标，以所述光照数据集对应的光照时间为横坐标，绘制光照曲线；

步骤S423：采集所述太阳能光热板连接组的输出的实时热量数据集；

步骤S424：以所述实时热量数据集为纵坐标，以所述实时热量数据集对应的产热时间为横坐标，绘制热量曲线；

步骤S425：根据所述光照曲线和所述热量曲线进行光-热转化率分析，输出所述光热转化阈值。

具体而言，根据目标大棚区域的建设方案，对区域内的太阳能光热板连接组的数据进行提取，得到所述太阳能光热板连接组的数量和连接方式。其中，所述连接方式是所述太阳能光热板连接组之间是串联方式还是并联方式，连接组的用途是用于构成光热回路连接，还是仅仅用于备用连接。

通过，根据所述太阳能光热连接组的数量和连接方式，确定进行光热回路连接的太阳能光热连接组的数量，并根据串联方式和并联方式对太阳能光热板将太阳能转换为热能的转换率进行计算。通过对所述目标大棚区域的外环境的光照数据进行采集，得到所述光照数据集。其中，所述光照数据集是外环境的光照时间和光照能量，反映了目标大棚区域的外环境可以供应的太阳能资源情况。进而，以所述光照数据集为纵坐标，以所述光照数据集对应的光照时间为横坐标，绘制光照曲线。所述光照曲线反映了外环境供应的光照随时间变化的波动情况。进而，根据太阳能光热板将太阳能转换为热能的转换率，对太阳能光热板连接组的输出的实时热量数据集进行采集，其中，所述实时热量数据集包括时间和对应时间点产生的热量。进而，以所述实时热量数据集为纵坐标，以所述实时热量数据集对应的产热时间为横坐标，绘制热量曲线。其中，所述热量曲线反映了太阳能光热板连接组产生的热量随时间变化的情况。进而，以时间为基准，将所述光照曲线和所述热量曲线相同时间点的光照数据集和实时热量数据集进行计算，分别将相同时间点的光照数据除以实时热量数据，得到光-热转化率，从而对所述光-热转化率进行分析，提取最大光-热转化率和最小光-热转化率，将最大光-热转化率和最小光-热转化率作为光热转化阈值。其中，所述光热转化阈值反映了太阳能光热板连接组将太阳能转化为热量的转化率范围。

具体的，以所述光热转化阈值对所述可视化管道模型进行约束，对可视化管道模型中的农业大棚内的太阳能光热转化能力限制在光热转化阈值的范围内。然后以所述预设环境温度和预设环境湿度为变量，即可视化管道模型运行调控的目标进行响应，得到模型响应结果，其中，所述模型响应结果包括所述模型运行数据集。其中，所述模型响应结果反映了可视化管道模型为了实现所述预设环境温度和预设环境湿度的运行过程产生的数据，包括各个位置点的温度数据和各个位置点的湿度数据。

步骤S500：将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

进一步的，将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集，本申请实施例步骤S500还包括：

步骤S510：将所述模型运行数据集输入所述环境控制参照模型中，其中，所述环境控制参照模型包括环境监测子模型和自适应控制子模型，且所述环境监测子模型和所述自适应控制子模型数据交互；

步骤S520：根据所述环境监测子模型对所述目标大棚区域进行异常数据监测，获取异常指标集；

步骤S530：将所述异常指标集输入所述自适应控制子模型，根据所述自适应控制子模型进行自适应分析，获取所述控制参数集。

进一步的，本申请实施例步骤S500还包括：

步骤S540：搭建所述环境控制参照模型，其中，所述环境控制参照模型包括内回路和外回路，所述内回路为基于所述环境控制系统、控制器和被控对象组成的回路，所述外回路为基于所述环境监测子模型的反馈回路；

步骤S550：通过对所述环境控制参照模型的内回路和外回路进行训练，直至内外回路的控制偏差收敛于预设偏差值内，激活所述环境控制参照模型的使用。

具体而言，所述环境控制参照模型是对目标大棚区域中的环境进行控制调整的相应参数进行智能化输出的功能模型，包括环境监测子模型和自适应控制子模型，输入数据是模型运行数据集，输出数据是控制参数集。其中，所述环境监测子模型是用于对目标大棚区域中的异常运行数据进行智能化识别的功能子模型，输入数据是模型运行数据集，输出数据是异常指标集。所述自适应控制子模型是对目标大棚区域中在运行过程中的异常指标进行适应性调整时对应的调整参数进行智能化输出的功能子模型，包括温度调整参数，风机功率调整参数，风速调整参数等，自适应控制子模型的输入数据是异常指标集，输出数据是控制参数集。所述控制参数集是对目标大棚内的环境进行调控的参数，包括风机功率调整参数，太阳能光热板运行数量参数等。

具体的，通过对目标大棚内的历史模型运行数据集、历史异常指标集和历史控制参数集进行提取，将历史模型运行数据集和历史异常指标集作为第一训练数据集，对基于BP神经网络构建的环境监测子模型进行训练，将其训练至收敛，得到训练完成的环境监测子模型。然后，将历史异常指标集和历史控制参数集作为第二训练数据集，对基于BP神经网络构建的自适应控制子模型进行训练，将其训练至收敛，从而得到训练完成的自适应控制子模型。通过将训练完成的环境监测子模型作为所述环境控制参照模型的外回路，将自适应控制子模型作为内回路，从而得到所述环境控制参照模型。达到了对模型运行数据进行智能化分析，提高分析效率的技术效果。

具体的，所述内回路为基于所述环境控制系统、控制器和被控对象组成的回路，即为自适应控制子模型。通过获取与第一训练数据集和第二训练数据集不同的数据集，即第三训练数据集输入所述环境控制参照模型中，得到训练控制参数集。其中，所述第三训练数据集包括历史模型运行数据集、历史异常指标集和历史控制参数集。将历史控制参数集与训练控制参数集进行匹配，得到匹配成功的参数数量，将匹配成功的参数数量除以历史控制参数集中的参数总数量，将得到的结果作为控制偏差。所述预设偏差值是预先设置的可以满足使用要求时模型的匹配成功的参数数量占历史控制参数集中的参数总数量的比值，由工作人员自行设定，在此不做限制。当控制偏差在预设偏差值范围内时，激活所述环境控制参照模型进行使用。

步骤S600：将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制。

具体而言，根据所述控制参数集中的参数发送到所述环境控制系统中，根据参数对目标大棚区域中的装置进行参数调整，从而对区域内的环境温度和湿度进行调整。达到了提高环境控制效率，保证农业大棚内的环境控制质量的技术效果。

综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：

本申请实施例通过根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据，实现了为后续进行仿真建模提供数据的目标，然后连接可视化仿真系统，以管道建模数据进行仿真，得到可视化管道模型，对大棚的管道运行进行智能化模拟，然后获取预设环境控制参数集，其中，预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集，进而将预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入可视化管道模型中，获得模型运行数据集，实现了根据预设环境目标对大棚的运行情况进行运行数据采集的目标，然后将模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于环境控制参照模型，输出控制参数集，将控制参数集发送至环境控制系统，对目标大棚区域进行环境控制。达到了提高环境控制质量，保证农业大棚内作物生长环境，提高环境控制效率的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种太阳能光热农业大棚的环境控制系统，本申请实施例中的系统与方法实施例基于同样的发明构思。其中，所述系统包括：

建模数据生成模块11，所述建模数据生成模块11用于根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

管道模型生成模块12，所述管道模型生成模块12用于连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成可视化管道模型；

预设控制参数获得模块13，所述预设控制参数获得模块13用于获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

运行数据获得模块14，所述运行数据获得模块14用于将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

控制参数集获得模块15，所述控制参数集获得模块15用于将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

环境控制模块16，所述环境控制模块16用于将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制。

进一步的，所述系统还包括：

连接组获得单元，所述连接组获得单元用于获取所述目标大棚区域的太阳能光热板连接组；

转化阈值获得单元，所述转化阈值获得单元用于基于所述太阳能光热板连接组的数量和连接方式进行光热功率分析，获取光热转化阈值；

模型响应结果获得单元，所述模型响应结果获得单元用于以所述光热转化阈值对所述可视化管道模型进行约束，以所述预设环境温度和预设环境湿度为变量进行响应，得到模型响应结果，其中，所述模型响应结果包括所述模型运行数据集。

进一步的，所述系统还包括：

光照数据集获得单元，所述光照数据集获得单元用于对所述目标大棚区域的外环境进行光照数据采集，获取光照数据集；

光照曲线绘制单元，所述光照曲线绘制单元用于以所述光照数据集为纵坐标，以所述光照数据集对应的光照时间为横坐标，绘制光照曲线；

实时热量数据集获得单元，所述实时热量数据集获得单元用于采集所述太阳能光热板连接组的输出的实时热量数据集；

热量曲线绘制单元，所述热量曲线绘制单元用于以所述实时热量数据集为纵坐标，以所述实时热量数据集对应的产热时间为横坐标，绘制热量曲线；

光热转化阈值输出单元，所述光热转化阈值输出单元用于根据所述光照曲线和所述热量曲线进行光-热转化率分析，输出所述光热转化阈值。

进一步的，所述系统还包括：

设置位置点获得单元，所述设置位置点获得单元用于根据目标大棚区域的管道铺设数据，得到U型管道位置点、风机设置位置点、除湿箱体位置点，其中，所述风机设置位置点包括排风设置位置点和进风设置位置点；

均匀性指标输出单元，所述均匀性指标输出单元用于根据所述U型管道位置点、所述风机设置位置点和所述除湿箱体位置点进行环境温湿度均匀性测试，输出均匀性指标；

管道建模数据生成单元，所述管道建模数据生成单元用于判断所述均匀性指标是否满足预设均匀性指标，若所述均匀性指标满足所述预设均匀性指标，生成所述管道建模数据。

进一步的，所述系统还包括：

测试数据获得单元，所述测试数据获得单元用于若所述均匀性指标不满足所述预设均匀性指标，获取环境温湿度均匀性测试的测试数据集，基于所述测试数据集的数据大小分离环境温湿度的非均匀性区域；

排列调整方案生成单元，所述排列调整方案生成单元用于基于所述非均匀性区域，生成管道排列调整方案；

管道建模数据更新单元，所述管道建模数据更新单元用于按照所述管道排列调整方案对所述目标大棚区域的管道铺设进行调整，更新所述管道建模数据。

进一步的，所述系统还包括：

数据集输入单元，所述数据集输入单元用于将所述模型运行数据集输入所述环境控制参照模型中，其中，所述环境控制参照模型包括环境监测子模型和自适应控制子模型，且所述环境监测子模型和所述自适应控制子模型数据交互；

异常指标获得单元，所述异常指标获得单元用于根据所述环境监测子模型对所述目标大棚区域进行异常数据监测，获取异常指标集；

自适应分析单元，所述自适应分析单元用于将所述异常指标集输入所述自适应控制子模型，根据所述自适应控制子模型进行自适应分析，获取所述控制参数集。

进一步的，所述系统还包括：

控制参照模型搭建单元，所述控制参照模型搭建单元用于搭建所述环境控制参照模型，其中，所述环境控制参照模型包括内回路和外回路，所述内回路为基于所述环境控制系统、控制器和被控对象组成的回路，所述外回路为基于所述环境监测子模型的反馈回路；

控制参照模型激活单元，所述控制参照模型激活单元用于通过对所述环境控制参照模型的内回路和外回路进行训练，直至内外回路的控制偏差收敛于预设偏差值内，激活所述环境控制参照模型的使用。

需要说明的是，上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种太阳能光热农业大棚的环境控制方法，其特征在于，所述方法应用于太阳能光热农业大棚的环境控制系统，所述环境控制系统与可视化管道模型通信连接，所述方法包括：

根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成所述可视化管道模型；

获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制；

所述方法还包括：

获取所述目标大棚区域的太阳能光热板连接组；

基于所述太阳能光热板连接组的数量和连接方式进行光热功率分析，获取光热转化阈值；

以所述光热转化阈值对所述可视化管道模型进行约束，以所述预设环境温度和预设环境湿度为变量进行响应，得到模型响应结果，其中，所述模型响应结果包括所述模型运行数据集；

对所述目标大棚区域的外环境进行光照数据采集，获取光照数据集；

以所述光照数据集为纵坐标，以所述光照数据集对应的光照时间为横坐标，绘制光照曲线；

采集所述太阳能光热板连接组的输出的实时热量数据集；

以所述实时热量数据集为纵坐标，以所述实时热量数据集对应的产热时间为横坐标，绘制热量曲线；

根据所述光照曲线和所述热量曲线进行光-热转化率分析，输出所述光热转化阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据目标大棚区域的管道铺设数据，得到U型管道位置点、风机设置位置点、除湿箱体位置点，其中，所述风机设置位置点包括排风设置位置点和进风设置位置点；

根据所述U型管道位置点、所述风机设置位置点和所述除湿箱体位置点进行环境温湿度均匀性测试，输出均匀性指标；

判断所述均匀性指标是否满足预设均匀性指标，若所述均匀性指标满足所述预设均匀性指标，生成所述管道建模数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，判断所述均匀性指标是否满足预设均匀性指标，方法还包括：

若所述均匀性指标不满足所述预设均匀性指标，获取环境温湿度均匀性测试的测试数据集，基于所述测试数据集的数据大小分离环境温湿度的非均匀性区域；

基于所述非均匀性区域，生成管道排列调整方案；

按照所述管道排列调整方案对所述目标大棚区域的管道铺设进行调整，更新所述管道建模数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集，方法还包括：

将所述模型运行数据集输入所述环境控制参照模型中，其中，所述环境控制参照模型包括环境监测子模型和自适应控制子模型，且所述环境监测子模型和所述自适应控制子模型数据交互；

根据所述环境监测子模型对所述目标大棚区域进行异常数据监测，获取异常指标集；

将所述异常指标集输入所述自适应控制子模型，根据所述自适应控制子模型进行自适应分析，获取所述控制参数集。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

搭建所述环境控制参照模型，其中，所述环境控制参照模型包括内回路和外回路，所述内回路为基于所述环境控制系统、控制器和被控对象组成的回路，所述外回路为基于所述环境监测子模型的反馈回路；

通过对所述环境控制参照模型的内回路和外回路进行训练，直至内外回路的控制偏差收敛于预设偏差值内，激活所述环境控制参照模型的使用。

6.一种太阳能光热农业大棚的环境控制系统，其特征在于，所述系统包括：

建模数据生成模块，所述建模数据生成模块用于根据目标大棚区域的管道铺设数据，生成管道建模数据；

管道模型生成模块，所述管道模型生成模块用于连接可视化仿真系统，以所述管道建模数据进行仿真，生成可视化管道模型；

预设控制参数获得模块，所述预设控制参数获得模块用于获取预设环境控制参数集，其中，所述预设环境控制参数集包括预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集；

运行数据获得模块，所述运行数据获得模块用于将所述预设环境温度参数集和预设环境湿度参数集输入所述可视化管道模型中，获得模型运行数据集；

控制参数集获得模块，所述控制参数集获得模块用于将所述模型运行数据集输入环境控制参照模型中，基于所述环境控制参照模型，输出控制参数集；

环境控制模块，所述环境控制模块用于将所述控制参数集发送至所述环境控制系统，对所述目标大棚区域进行环境控制；

所述系统还包括：

连接组获得单元，所述连接组获得单元用于获取所述目标大棚区域的太阳能光热板连接组；

转化阈值获得单元，所述转化阈值获得单元用于基于所述太阳能光热板连接组的数量和连接方式进行光热功率分析，获取光热转化阈值；

模型响应结果获得单元，所述模型响应结果获得单元用于以所述光热转化阈值对所述可视化管道模型进行约束，以所述预设环境温度和预设环境湿度为变量进行响应，得到模型响应结果，其中，所述模型响应结果包括所述模型运行数据集；

光照数据集获得单元，所述光照数据集获得单元用于对所述目标大棚区域的外环境进行光照数据采集，获取光照数据集；

光照曲线绘制单元，所述光照曲线绘制单元用于以所述光照数据集为纵坐标，以所述光照数据集对应的光照时间为横坐标，绘制光照曲线；

实时热量数据集获得单元，所述实时热量数据集获得单元用于采集所述太阳能光热板连接组的输出的实时热量数据集；

热量曲线绘制单元，所述热量曲线绘制单元用于以所述实时热量数据集为纵坐标，以所述实时热量数据集对应的产热时间为横坐标，绘制热量曲线；

光热转化阈值输出单元，所述光热转化阈值输出单元用于根据所述光照曲线和所述热量曲线进行光-热转化率分析，输出所述光热转化阈值。

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