CN116578031A - 一种智慧农业大棚远程监控调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业大棚监控分析技术领域，具体公开一种智慧农业大棚远程监控调控系统，包括信息获取模块、信息采集模块、信息分析模块、大棚开启模块、大棚分析模块、大棚调控模块和数据存储终端，通过根据获取大棚信息进而分析大棚各预估时间点对应的热量评估值，并依据大棚各预估时间点对应的热量评估值进而对光伏太阳能板进行调控，解决人工管理费时费力等问题，能大大提高农业生产效率，帮助农民提高收益，为促进现代农业的转型升级提供技术支撑的同时带动新农村的改革建设，在一定程度上实现了科学精准地控制大棚热量，同时还营造了作物最适应的生长环境，在一定程度上促进了农作物生产，提高了质量和产量。
Description
技术领域
本发明涉及农业大棚监控分析技术领域，尤其涉及一种智慧农业大棚远程监控调控系统。
背景技术
农业大棚是设施农业工程领域的核心装备，改善农业大棚设施装备，提高机械水平和自动化水平，是提高我国农业高效产出的重要举措，农业大棚是设施农业工程领域的核心设备，改善农业大棚设施装备是提高机械水平和自动化水平，是提高我国农业高效产出的重要举措，同时也是现代农业发展的一个重要趋势，为未来农业生产指明了方向。
当前技术对农业大棚调控主要是针对农业大棚内部的温度以及湿度进行实现内部调控，忽略了农业大棚内植物生理作用的吸热量和土壤的热湿迁移，具有一定的局限性，很显然这种分析方式至少存在以下方面问题：
1、当前对于大棚内部温度调节控制忽略了农业大棚的热负荷计算，在一定程度上无法实现科学精准地控制大棚热量，同时还无法营造作物最适应的生长环境，在一定程度上不利于促进农作物生产，无法提高质量和产量。
2、当前对农业大棚热量调节控制没有考虑大棚土壤的导热性，无法提高农业生产效率，提高了资源浪费和环境污染，降低了帮助农民提高收益，同时还无法为促进现代农业的转型升级提供技术支撑的同时带动新农村的改革建设。
3、当前忽略了农业大棚内部作物的自身的呼吸效应也会对大棚内部湿度和热量有影响，特别是因管理不当导致作物疯长、徒长时，作物更会因为温湿度智能化控制不当，无法保证大棚作物的健康成长和挂果，同时还无法起到增产增效的目的。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种智慧农业大棚远程监控调控系统。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种智慧农业大棚远程监控调控系统，包括信息获取模块、信息采集模块、信息分析模块、大棚开启模块、大棚分析模块、大棚调控模块和数据存储终端。
所述信息获取模块，用于获取目标日光温室大棚对应的基本信息和目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息，并将目标日光温室大棚标记为目标温室大棚。
所述信息监测模块，用于根据布设的监测仪器对目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息进行监测，其中，棚内信息包括温度值。
所述信息分析模块，用于结合目标温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息和目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息，进而综合分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数。
所述大棚开启模块，用于根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，进而对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控。
所述大棚分析模块，用于根据目标温室大棚对应的基本信息，进而综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长。
所述大棚调控模块，用于根据目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时间和预开启时长，进而对目标温室大棚进行光伏太阳能板开启调控。
所述数据存储终端，用于存储各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称和目标温室大棚对应的三维模型图，用于存储各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，还用于存储目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，各土壤种类对应的参考孔隙率和各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数。
上述提到的目标日光温室大棚对应的基本信息包括种植的农作物名称、种植的农作物总数目、单位种植的农作物的表面积和土壤种类，目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息包括布设总数目、单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率。
上述提到的所述分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，具体分析过程如下：
F1、根据在目标温室大棚内部布设的各温度传感器，进而得出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的温度，从中筛选出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的最高温度和最低温度，并同步获取目标温室大棚内部对应各监测时间段的时长，通过计算得出目标温室大棚内部对应各监测时间段的温度上升速率，并将其进行均值计算，得出目标温室大棚的温度平均上升速率，将其作为目标温室大棚各预估时间点的温度上升速率，将其标记为WDy，y表示为各预估时间点对应的编号，y＝1,2,......u。
F2、根据目标温室大棚对应的基本信息，进而从中得出目标温室大棚对应的种植的农作物名称，将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端存储的各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称进行比对，进而得到目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值。
F3、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，进而从中提取出目标温室大棚对应各监测时间段的日照信息，其中，日照信息包括日照强度，并将目标温室大棚对应各监测时间段的日照强度与设定的单位日照强度对应的日照产生热量值进行比对，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的日照产生热量值，依据目标温室大棚的温度平均上升速率的计算方式同理计算得出目标温室大棚的热量平均上升速率，并将其做作为目标温室大棚各预估时间点的热量上升速率，并通过计算得出目标温室大棚各预估时间点的日照产生热量值，并将其记为RLy。
F4、从目标温室大棚对应的基本信息中提取出种植的农作物总数目和单位种植的农作物的表面积，并将其分别记为M和S，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值αy，WD′表示为预定义的上升单位温度值对应的产生热量值，β表示为目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值。
F5、将目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值与设定的参考热量评估值进行比对，若目标温室大棚某预估时间点对应的热量评估值小于或等于参考热量评估值，则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ′，反之则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ″，由此得到目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数χy。
上述提到的所述对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控，具体调控过程如下：
根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，从中提取出热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点，并将热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点记为各开启时间点。
将目标温室大棚各开启时间点按照从小到大的顺序进行排列，筛选出排列第一的开启时间点作为目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间。
上述提到的所述综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长，具体分析过程包括以下步骤：
B1、根据目标温室大棚对应的基本信息，从中提取出目标温室大棚对应的土壤种类，将目标温室大棚对应的土壤种类与数据存储终端中存储的各土壤种类对应的参考孔隙率进行比对，进而得出目标温室大棚对应土壤种类的参考孔隙率，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率。
B2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局和目标温室大棚对应的基本信息，进而分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量。
B3、根据数据存储终端存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，通过计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值。
B4、依据目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值，从中筛选目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，并将目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值进行归一化处理并取其数值，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长ε，其中，ω、ξ和ψ分别表示为目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值，T标表示为预定义的大棚参考热量评估值，T现表示为预定义的目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，S′、P、δ和M′分别表示为目标温室大棚光伏太阳能板对应的单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率和布设总数目，e表示为自然常数，/>表示为向上取整。
上述提到的所述计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率，具体计算过程如下：
C1、从数据存储终端中获取得出目标温室大棚对应的三维模型图，并根据目标温室大棚对应的三维模型图从中提取出目标温室大棚对应土壤种类的厚度和断面面积，并将其分别记为d和A。
C2、并依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的流动热量值，通过计算得出目标温室大棚各监测时间段对应的平均流动热量值。
C3、根据目标温室大棚对应的三维模型图提取出目标温室大棚对应土壤种类的断面模型，并将目标温室大棚对应土壤种类的断面模型按照预设高度进而分层，依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而监测得出目标温室大棚对应土壤种类的各层土壤的两端温度，通过求和平均公式得出目标温室大棚对应土壤种类的的两端均温，并将其记为T1和T2，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚对应土壤种类的的导热率ω，Tj表示为目标温室大棚第j监测时间段的时长，Qj表示为目标温室大棚第j监测时间段对应的平均流动热量值，j表示为各监测时间段对应的编号，j＝1,2,......i。
上述提到的所述分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量，具体分析过程如下：
D1、根据目标温室大棚对应的三维模型图，从中提取出目标温室大棚对应的各方位棚面的面积和围护结构的材质，将目标温室大棚对应的各方位棚面的围护结构的材质与数据存储终端存储的各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数进行比对，进而得出目标温室大棚对应的各方位棚面围护结构材质对应的单位时间参考传热系数，并根据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的室内温度和室外温度，通过计算得出目标温室大棚对应的室内均温和室外均温，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量η，t内、t外分别表示为目标温室大棚对应的室内均温、室外均温，w表示为目标温室大棚各方位棚面围护结构材质对应的编号，w＝1,2,......k,S″w、/>分别表示为目标温室大棚第w个方位棚面围护结构材质对应的面积、单位时间参考传热系数，τ表示为设定的其他影响因素修正系数；
D2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，获取目标温室大棚各监测时间段对应的风速值，将其记为FSj，并从数据存储终端中提取出目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，同时将其分别标记为V和N，将目标温室大棚各监测时间段对应的风速值、参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数进行归一化处理，利用计算公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的冷风耗热量θ；
D3、根据目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量和冷风耗热量，利用计算公式ξ＝η+θ，计算得出目标温室大棚对应的总内耗热量ξ。
上述提到的所述计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值，具体计算过程如下：
E1、将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端中存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率进行比对，进而得出目标温室大棚对应种植的农作物名称的单位鲜重计量呼吸速率，将其标记为
E2、并依据目标温室大棚对应的三维模型图，从中筛选出目标温室大棚对应的面积，依据分析公式计算得出目目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值ψ，ΔG表示为预定义的呼吸基质释放的标准自由能，S1表示为目标温室大棚对应的面积。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，通过根据获取温室大棚信息进而分析温室大棚各预估时间点对应的热量评估值，并依据大棚各预估时间点对应的热量评估值进而对光伏太阳能板进行调控，解决了当前技术存在的智能化不足的问题，在一定程度上实现了科学精准地控制大棚热量，同时还营造了作物最适应的生长环境，在一定程度上促进了农作物生产，提高了质量和产量。
(2)本发明实施例通过考虑温室大棚土壤的导热性，提高了农业生产效率，避免了资源浪费和环境污染，在一定程度上帮助农民提高收益，同时还为促进现代农业的转型升级提供技术支撑的同时带动新农村的改革建设。
(3)本发明实施例考虑温室大棚内部作物的自身的呼吸效益，提高了大棚的智能化程度，有效的降低成本，提高了总体生产效益，同时还保证了大棚作物的健康成长和挂果率，达到增产增效的目的。
附图说明
图1为本发明的系统模块连接结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种智慧农业大棚远程监控调控系统，包括信息获取模块、信息采集模块、信息分析模块、大棚开启模块、大棚分析模块、大棚调控模块和数据存储终端。
所述信息分析模块与信息获取模块、信息采集模块和大棚开启模块连接，大棚分析模块与大棚开启模块和大棚调控模块连接，数据存储终端与信息分析模块和大棚分析模块连接。
所述信息获取模块，用于获取目标日光温室大棚对应的基本信息和目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息，并将目标日光温室大棚标记为目标温室大棚。
需要进一步说明的是，目标日光温室大棚对应的基本信息包括种植的农作物名称、种植的农作物总数目、单位种植的农作物的表面积和土壤种类，目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息包括布设总数目、单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率。
所述信息监测模块，用于根据布设的监测仪器对目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息进行监测，其中，棚内信息包括温度值。
所述信息分析模块，用于结合目标温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息和目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息，进而综合分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数。
需要进一步说明的是，所述分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，具体分析过程如下：
F1、根据在目标温室大棚内部布设的各温度传感器，进而得出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的温度，从中筛选出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的最高温度和最低温度，并同步获取目标温室大棚内部对应各监测时间段的时长，通过计算得出目标温室大棚内部对应各监测时间段的温度上升速率，并将其进行均值计算，得出目标温室大棚的温度平均上升速率，将其作为目标温室大棚各预估时间点的温度上升速率，将其标记为WDy，y表示为各预估时间点对应的编号，y＝1,2,......u。
在一个具体的实施例中，计算得出计算得出目标温室大棚内部对应各监测时间段的温度上升速率，具体计算过程如下：
将目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的最高温度和最低温度分别标记为和/>c表示为各传感器对应的编号，c＝1,2,......q，利用计算公式计算得出目标温室大棚各监测时间段对应的温度上升速率γj其中，q表示为温度传感器总数目。
F2、根据目标温室大棚对应的基本信息，进而从中得出目标温室大棚对应的种植的农作物名称，将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端存储的各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称进行比对，进而得到目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值。
F3、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，进而从中提取出目标温室大棚对应各监测时间段的日照信息，其中，日照信息包括日照强度，并将目标温室大棚对应各监测时间段的日照强度与设定的单位日照强度对应的日照产生热量值进行比对，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的日照产生热量值，依据目标温室大棚的温度平均上升速率的计算方式同理计算得出目标温室大棚的热量平均上升速率，并将其做作为目标温室大棚各预估时间点的热量上升速率，并通过计算得出目标温室大棚各预估时间点的日照产生热量值，并将其记为RLy。
F4、从目标温室大棚对应的基本信息中提取出种植的农作物总数目和单位种植的农作物的表面积，并将其分别记为M和S，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值αy，WD′表示为预定义的上升单位温度值对应的产生热量值，β表示为目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值。
在一个具体的实施例中，上升单位温度值对应的产生热量值，具体获取过程如下：
根据目标温室大棚的温度平均上升速率，计算得出目标温室大棚内部对应各监测时间段中各监测时间点的温度值，并同步利用布设的超声波热量表监测得出目标温室大棚内部对应各监测时间段中各监测时间点的热量值，将目标温室大棚内部对应各监测时间段中各监测时间点的温度值和热量值进行归一化处理，利用计算公式进而计算得出目标温室大棚内部对应上升单位温度值对应的产生热值WD′，其中，b表示为监测时间点总数目，i表示为监测时间段总数目，RLjp和W″′jp分别表示为目标温室大棚内部对应第j个监测时间段中第p个监测时间点的热量值和温度值，p表示为各监测时间点对应的编号，p＝1,2,......b。
F5、将目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值与设定的参考热量评估值进行比对，若目标温室大棚某预估时间点对应的热量评估值小于或等于参考热量评估值，则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ′，反之则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ″，由此得到目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数χy。
所述大棚开启模块，用于根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，进而对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控。
需要进一步说明的是，所述对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控，具体调控过程如下：
根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，从中提取出热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点，并将热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点记为各开启时间点。
将目标温室大棚各开启时间点按照从小到大的顺序进行排列，筛选出排列第一的开启时间点作为目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间。
所述大棚分析模块，用于根据目标温室大棚对应的基本信息，进而综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长。
需要进一步说明的是，所述综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长，具体分析过程包括以下步骤：
B1、根据目标温室大棚对应的基本信息，从中提取出目标温室大棚对应的土壤种类，将目标温室大棚对应的土壤种类与数据存储终端中存储的各土壤种类对应的参考孔隙率进行比对，进而得出目标温室大棚对应土壤种类的参考孔隙率，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率。
B2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局和目标温室大棚对应的基本信息，进而分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量。
B3、根据数据存储终端存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，通过计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值。
B4、依据目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值，从中筛选目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，并将目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值进行归一化处理并取其数值，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长ε，其中，ω、ξ和ψ分别表示为目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值，T标表示为预定义的大棚参考热量评估值，T现表示为预定义的目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，S′、P、δ和M′分别表示为目标温室大棚光伏太阳能板对应的单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率和布设总数目，e表示为自然常数，/>表示为向上取整。
需要进一步说明的是，所述计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率，具体计算过程如下：
C1、从数据存储终端中获取得出目标温室大棚对应的三维模型图，并根据目标温室大棚对应的三维模型图从中提取出目标温室大棚对应土壤种类的厚度和断面面积，并将其分别记为d和A。
C2、并依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的流动热量值，通过计算得出目标温室大棚各监测时间段对应的平均流动热量值。
C3、根据目标温室大棚对应的三维模型图提取出目标温室大棚对应土壤种类的断面模型，并将目标温室大棚对应土壤种类的断面模型按照预设高度进而分层，依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而监测得出目标温室大棚对应土壤种类的各层土壤的两端温度，通过求和平均公式得出目标温室大棚对应土壤种类的的两端均温，并将其记为T1和T2，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚对应土壤种类的的导热率ω，Tj表示为目标温室大棚第j监测时间段的时长，Qj表示为目标温室大棚第j监测时间段对应的平均流动热量值，j表示为各监测时间段对应的编号，j＝1,2,......i。
需要进一步说明的是，所述分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量，具体分析过程如下：
D1、根据目标温室大棚对应的三维模型图，从中提取出目标温室大棚对应的各方位棚面的面积和围护结构的材质，将目标温室大棚对应的各方位棚面的围护结构的材质与数据存储终端存储的各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数进行比对，进而得出目标温室大棚对应的各方位棚面围护结构材质对应的单位时间参考传热系数，并根据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的室内温度和室外温度，通过计算得出目标温室大棚对应的室内均温和室外均温，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量η，t内、t外分别表示为目标温室大棚对应的室内均温、室外均温，w表示为目标温室大棚各方位棚面围护结构材质对应的编号，w＝1,2,......k,S″w、/>分别表示为目标温室大棚第w个方位棚面围护结构材质对应的面积、单位时间参考传热系数，τ表示为设定的其他影响因素修正系数。
在一个具体的实施例中，各方位棚面包括但不限于顶棚，东方位棚面、西方位棚面、南方位棚面和北方位棚面。
D2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，获取目标温室大棚各监测时间段对应的风速值，将其记为FSj，并从数据存储终端中提取出目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，同时将其分别标记为V和N，将目标温室大棚各监测时间段对应的风速值、参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数进行归一化处理，利用计算公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的冷风耗热量θ。
D3、根据目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量和冷风耗热量，利用计算公式ξ＝η+θ，计算得出目标温室大棚对应的总内耗热量ξ。
需要进一步说明的是，所述计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值，具体计算过程如下：
E1、将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端中存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率进行比对，进而得出目标温室大棚对应种植的农作物名称的单位鲜重计量呼吸速率，将其标记为
E2、并依据目标温室大棚对应的三维模型图，从中筛选出目标温室大棚对应的面积，依据分析公式计算得出目目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值ψ，ΔG表示为预定义的呼吸基质释放的标准自由能，S1表示为目标温室大棚对应的面积。
在一个具体的实施例中，预定义的呼吸基质释放的标准自由能参考取值为-2870kJ/mol。
所述大棚调控模块，用于根据目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时间和预开启时长，进而对目标温室大棚进行光伏太阳能板开启调控。
所述数据存储终端，用于存储各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称和目标温室大棚对应的三维模型图，用于存储各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，还用于存储目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，各土壤种类对应的参考孔隙率和各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取目标日光温室大棚对应的基本信息和目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息，并将目标日光温室大棚标记为目标温室大棚；
信息监测模块，用于根据布设的监测仪器对目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息进行监测，其中，棚内信息包括温度值；
信息分析模块，用于结合目标温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息和目标温室大棚内各监测时间段对应的棚内信息，进而综合分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数；
大棚开启模块，用于根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，进而对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控；
大棚分析模块，用于根据目标温室大棚对应的基本信息，进而综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长；
大棚调控模块，用于根据目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时间和预开启时长，进而对目标温室大棚进行光伏太阳能板开启调控。
2.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述目标日光温室大棚对应的基本信息包括种植的农作物名称、种植的农作物总数目、单位种植的农作物的表面积和土壤种类，目标日光温室大棚中光伏太阳能板对应的布设信息包括布设总数目、单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率。
3.根据权利要求2所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，具体分析过程如下：
F1、根据在目标温室大棚内部布设的各温度传感器，进而得出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的温度，从中筛选出目标温室大棚内部各温度传感器对应各监测时间段的最高温度和最低温度，并同步获取目标温室大棚内部对应各监测时间段的时长，通过计算得出目标温室大棚内部对应各监测时间段的温度上升速率，并将其进行均值计算，得出目标温室大棚的温度平均上升速率，将其作为目标温室大棚各预估时间点的温度上升速率，将其标记为WDy，y表示为各预估时间点对应的编号，y＝1,2,......u；
F2、根据目标温室大棚对应的基本信息，进而从中得出目标温室大棚对应的种植的农作物名称，将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端存储的各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称进行比对，进而得到目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值；
F3、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，进而从中提取出目标温室大棚对应各监测时间段的日照信息，其中，日照信息包括日照强度，并将目标温室大棚对应各监测时间段的日照强度与设定的单位日照强度对应的日照产生热量值进行比对，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的日照产生热量值，依据目标温室大棚的温度平均上升速率的计算方式同理计算得出目标温室大棚的热量平均上升速率，并将其做作为目标温室大棚各预估时间点的热量上升速率，并通过计算得出目标温室大棚各预估时间点的日照产生热量值，并将其记为RLy；
F4、从目标温室大棚对应的基本信息中提取出种植的农作物总数目和单位种植的农作物的表面积，并将其分别记为M和S，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值αy，WD′表示为预定义的上升单位温度值对应的产生热量值，β表示为目标温室大棚对应的种植的农作物名称的单位吸收热量值；
F5、将目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值与设定的参考热量评估值进行比对，若目标温室大棚某预估时间点对应的热量评估值小于或等于参考热量评估值，则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ′，反之则将目标温室大棚该预估时间点对应的环境影响系数记为χ″，由此得到目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数χy。
4.权利要求2所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述对目标温室大棚光伏太阳能板进行预开启时间调控，具体调控过程如下：
根据目标温室大棚各预估时间点对应的环境影响系数，从中提取出热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点，并将热量评估值小于或等于参考热量评估值对应的各预估时间点记为各开启时间点；
将目标温室大棚各开启时间点按照从小到大的顺序进行排列，筛选出排列第一的开启时间点作为目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间。
5.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述综合分析得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长，具体分析过程包括以下步骤：
B1、根据目标温室大棚对应的基本信息，从中提取出目标温室大棚对应的土壤种类，将目标温室大棚对应的土壤种类与数据存储终端中存储的各土壤种类对应的参考孔隙率进行比对，进而得出目标温室大棚对应土壤种类的参考孔隙率，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率；
B2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局和目标温室大棚对应的基本信息，进而分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量；
B3、根据数据存储终端存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，通过计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值；
B4、依据目标温室大棚各预估时间点对应的热量评估值，从中筛选目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，并将目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值进行归一化处理并取其数值，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚光伏太阳能板对应的预开启时长ε，其中，ω、ξ和ψ分别表示为目标温室大棚对应土壤种类的导热率、总内耗热量和总热量散失值，T标表示为预定义的大棚参考热量评估值，T现表示为预定义的目标温室大棚光伏太阳能板预开启时间对应的热量评估值，S′、P、δ和M′分别表示为目标温室大棚光伏太阳能板对应的单位参考功率、单位参考面积、单位参考工作效率和布设总数目，e表示为自然常数，/>表示为向上取整。
6.根据权利要求5所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述计算得出目标温室大棚对应土壤种类的导热率，具体计算过程如下：
C1、从数据存储终端中获取得出目标温室大棚对应的三维模型图，并根据目标温室大棚对应的三维模型图从中提取出目标温室大棚对应土壤种类的厚度和断面面积，并将其分别记为d和A；
C2、并依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的流动热量值，通过计算得出目标温室大棚各监测时间段对应的平均流动热量值；
C3、根据目标温室大棚对应的三维模型图提取出目标温室大棚对应土壤种类的断面模型，并将目标温室大棚对应土壤种类的断面模型按照预设高度进而分层，依据目标温室大棚布设的监测仪器，进而监测得出目标温室大棚对应土壤种类的各层土壤的两端温度，通过求和平均公式得出目标温室大棚对应土壤种类的的两端均温，并将其记为T1和T2，进而依据分析公式分析得出目标温室大棚对应土壤种类的的导热率ω，Tj表示为目标温室大棚第j监测时间段的时长，Qj表示为目标温室大棚第j监测时间段对应的平均流动热量值，j表示为各监测时间段对应的编号，j＝1,2,......i。
7.根据权利要求5所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述分析得出目标温室大棚对应的总内耗热量，具体分析过程如下：
D1、根据目标温室大棚对应的三维模型图，从中提取出目标温室大棚对应的各方位棚面的面积和围护结构的材质，将目标温室大棚对应的各方位棚面的围护结构的材质与数据存储终端存储的各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数进行比对，进而得出目标温室大棚对应的各方位棚面围护结构材质对应的单位时间参考传热系数，并根据目标温室大棚布设的监测仪器，进而得出目标温室大棚各监测时间段对应的室内温度和室外温度，通过计算得出目标温室大棚对应的室内均温和室外均温，进而依据分析公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量η，t内、t外分别表示为目标温室大棚对应的室内均温、室外均温，w表示为目标温室大棚各方位棚面围护结构材质对应的编号，w＝1,2,......k,S″w、/>分别表示为目标温室大棚第w个方位棚面围护结构材质对应的面积、单位时间参考传热系数，τ表示为设定的其他影响因素修正系数；
D2、根据目标温室大棚所处位置对应的气象局，获取目标温室大棚各监测时间段对应的风速值，将其记为FSj，并从数据存储终端中提取出目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，同时将其分别标记为V和N，将目标温室大棚各监测时间段对应的风速值、参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数进行归一化处理，利用计算公式计算得出目标温室大棚各棚面对应的冷风耗热量θ；
D3、根据目标温室大棚各棚面对应的围栏耗热量和冷风耗热量，利用计算公式ξ＝η+θ，计算得出目标温室大棚对应的总内耗热量ξ。
8.根据权利要求5所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述计算得出目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值，具体计算过程如下：
E1、将目标温室大棚对应的种植的农作物名称与数据存储终端中存储的各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率进行比对，进而得出目标温室大棚对应种植的农作物名称的单位鲜重计量呼吸速率，将其标记为
E2、并依据目标温室大棚对应的三维模型图，从中筛选出目标温室大棚对应的面积，依据分析公式计算得出目目标温室大棚对应植被呼吸作用的总热量散失值ψ，ΔG表示为预定义的呼吸基质释放的标准自由能，S1表示为目标温室大棚对应的面积。
9.根据权利要求1所述的一种智慧农业大棚远程监控调控系统，其特征在于，所述该系统还包括数据存储终端，用于存储各单位吸收热量值对应的种植的农作物名称和目标温室大棚对应的三维模型图，用于存储各种植的农作物名称对应的单位鲜重计量呼吸速率，还用于存储目标温室大棚对应的参考满容量空气体积和单位时间大棚平均换气次数，各土壤种类对应的参考孔隙率和各围护结构材质对应的单位时间参考传热系数。
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|---|---|---|---|
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| CN202310711697.2A CN116578031A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 一种智慧农业大棚远程监控调控系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117147007A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 山东省气候中心 | 一种设施农业低温冷害预报系统 |
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2023
- 2023-06-15 CN CN202310711697.2A patent/CN116578031A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117147007A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 山东省气候中心 | 一种设施农业低温冷害预报系统 |
| CN117147007B (zh) * | 2023-10-30 | 2024-01-12 | 山东省气候中心 | 一种设施农业低温冷害预报系统 |
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