CN116954283A - 一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统及方法，当前，食用菌工业化生产还没有一种高效可行的工厂化食用菌生产温度控制技术，本发明提出以下方案，首先传感器进行检测，获取食用菌培育室内外的环境参数，并对采集到的环境参数预处理，其次根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度，最后当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制食用菌培育室内温度变化，温度保持稳定性，适合食用菌生长的要求。
Description
技术领域
本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统及方法。
背景技术
近半个世纪以来，菌物性的食品逐渐发展起来，为人类提供了一种新食品，以菇类为代表的食用菌具有高蛋白、低脂肪的特点，属于天然、营养、多功能食品，给食用菌产业带来了无限商机，是新兴的第三类食品。我国的食用菌生产总体上相对落后，基本停留在凭经验的手工操作阶段，目前只有少量品种实现初步的工厂化生产，但成本较高，经济效应不明显。稳定的食用菌栽培室环境参数能为食用菌工厂化生产提供设施保障，提高食用菌生产温度控制水平，对提高食用菌单位面积的产出率与质量、提高食用菌生产的经济效益、增强中国食用菌生产的竞争能力具有重要意义。现有的技术中，在对食用菌进行温度的调控过程中，需要手动进行测量和记录，并手动做出调控，费时费力，且效率低，由于没有专用设备，参照冷库模式，环境控制系统耗电量大，存在造成能源浪费的现象，由于食用菌子实体生长对环境温度的严格要求，目前还没有一种高效可行的工厂化食用菌生产温度控制技术，造成食用菌出菇数量少、品质差的问题。
如授权公告号为CN107622361B的中国专利公开一种用于食用菌大棚环境的数学建模及其控制方法，设置数据采集机构、数据处理机构及动作执行机构，在数据处理机构内建立基于温度、湿度、二氧化碳浓度及光照度四因素的目标函数模型与实时函数模型，根据目标函数模型与实时函数模型的偏差因子及偏差度，启用动作执行机构的相应控制模式，完成对食用菌大棚环境的实时调控。通过收集的历史食用菌房生产环境数据，对比研究温度、湿度、CO2浓度和光照强度对食用菌产量与质量的影响，创新出一种控制模型，对菌房的温度、湿度、CO2和光照，进行中央整体控制调整，使得食用菌一直处于最佳的生长环境，且可随实际需求进行模型与控制修正的控制。为食用菌大棚的环境调控提供多方位指向。
如申请公开号为CN115968718A的中国专利公开了一种食用菌出菇温度控制系统及其控制方法，涉及食用菌出菇控制技术领域。该食用菌出菇温度控制系统，包括时间模块、温度传感器模块、监控模块、预警模块，以及中控系统和控制器，所述时间模块、温度传感器模块、监控模块和预警模块的输出端均与中控系统的输入端电性连接，所述中控系统的输出端与控制器的输入端电性连接，所述控制器的输出端电性连接有光照系统、温度调节系统和报警器系统。该发明，通过结合时间信息、温度信息和实时生长状况信息，进而对食用菌出菇温度进行合理化控制，效果好，且实现自动化控制，进而降低成本，提高效率。
以上专利存在本背景技术提出的问题：没有一种高效可行的工厂化食用菌生产温度控制技术，在实际应用中环境控制系统耗电量大，造成能源浪费的现象，为了解决这些问题，本申请设计了一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，首先传感器进行检测，获取食用菌培育室内外的环境参数，并对采集到的环境参数预处理，其次根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度，最后当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制食用菌培育室内温度变化，提供了一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，首先通过传感器获取食用菌培育室内外温度、食用菌培育室内外湿度、食用菌培育室内气流速度和食用菌培育室内二氧化碳浓度，并对传感器数据进行去噪和计算室外天气因素权重处理，然后预设食用菌培育室内温度，最后判断当前培育室内是否满足食用菌生长期温度、湿度和二氧化碳浓度标准，当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制温度变化。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，具体步骤包括：
S1：传感器进行检测，获取食用菌培育室内外的环境参数，对采集到的食用菌培育室内外环境参数预处理；
S2：根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
S3：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，当食用菌培育室内湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制食用菌培育室内温度变化；
具体的，S1所述环境参数包括：食用菌培育室内外温度、食用菌培育室内外湿度、食用菌培育室内气流速度和食用菌培育室内二氧化碳浓度，S1具体步骤如下：
S1.1：温度传感器检测食用菌培育室内外温度，湿度传感器检测食用菌培育室内外湿度，二氧化碳传感器检测食用菌培育室内二氧化碳浓度，风速传感器检测食用菌培育室内气流速度；
S1.2：对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理，传感器去噪计算公式为：
，
其中，表示去噪后的传感器检测数据，/>表示去噪前的传感器检测数据，/>表示卡尔曼滤波状态转移矩阵，/>表示离散时间常数，/>表示传感器噪声因子，/>表示传感器外部白噪声，/>表示传感器内部电路测量噪声，/>表示传感器外部白噪声调节因子，/>表示传感器外部白噪声协方差矩阵，/>表示传感器内部电路测量噪声调节因子，/>表示传感器内部电路测量噪声协方差矩阵；
S1.3：根据食用菌培育室内外温度和湿度，计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响，室外天气因素权重值计算公式为：
，
其中，表示室外天气因素权重值，/>表示食用菌培育室内外温度差，/>表示食用菌培育室墙壁导热系数，/>表示食用菌培育室总体积，/>表示食用菌培育室内外湿度差，表示食用菌培育室内墙壁厚度，/>表示食用菌培育室内墙壁表面积，/>表示食用菌培育室内湿度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示随机误差，服从于正态分布；
具体的，S2所述预设食用菌培育室内温度的计算公式为：
，
其中，T表示食用菌培育室预设温度，表示温度控制器材料密度，/>表示温度控制器比热容，/>表示温度控制器体积，/>表示温度控制器的对流换热系数，/>表示温度控制器出口的表面积，/>表示空气密度，/>表示空气比热容，/>表示食用菌生长期标准温度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示风能转化热能损耗系数，/>表示食用菌培育室温度预设时间，/>表示食用菌培育室室内面积，v表示食用菌培育室内气流速度，/>表示光能转化热能损耗系数，I表示食用菌培育室内光照强度，/>表示单位时间的光照能量；
具体的，所述S3具体步骤如下：
S3.1：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，温度控制器动态响应校正与控制器工作时间的计算公式为：
，
其中，表示温度控制器动态响应校正后的工作温度，g表示重力加速度，/>表示空气热膨胀系数，/>表示温度控制器工作时间；
S3.2：当食用菌培育室内湿度不满足食用菌生长期湿度标准时，需要调节食用菌培育室内湿度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内湿度对温度的影响，温度控制器的湿度-温度校正的计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内湿度变化后的温度控制值，/>表示食用菌生长过程中吸热量，/>表示食用菌质量传递函数，/>表示食用菌培育室内初始湿度，/>表示食用菌生长期标准湿度；
S3.3：当食用菌培育室内二氧化碳浓度不满足食用菌生长期二氧化碳标准浓度时，需要调节食用菌培育室内二氧化碳浓度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内二氧化碳浓度对温度的影响，温度控制器的二氧化碳浓度-温度校正的计算公式为：
,
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内二氧浓度变化后的温度控制值，/>表示食用菌二氧化碳浓度与温度的传递函数，/>表示食用菌培育室内二氧化碳浓度函数的时间常数，/>代表食用菌初始二氧化碳浓度时滞时间，/>代表食用菌培育室二氧化碳浓度变化折合成温度控制器温度变化的放大系数，/>代表食用菌培育室内初始二氧化碳浓度，/>代表食用菌生长期二氧化碳标准浓度，/>代表食用菌二氧化碳标准浓度时滞时间；
S3.4：当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正，温度控制器受三种因素变化影响的校正计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度变化后的温度控制值，/>表示温度控制器动态响应校正权重，/>表示温度控制器湿度-温度校正权重，/>表示温度控制器二氧化碳浓度-温度校正权重，/>表示食用菌培育室氧化碳浓度对湿度的前馈补偿，/>表示食用菌培育室湿度对二氧化碳浓度的前馈补偿。
一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，其包括：食用菌培育室环境参数检测模块、食用菌培育室环境参数预处理模块、食用菌培育室温度预设模块和食用菌培育室温度控制模块；
所述食用菌培育室环境参数检测模块：用于根据不同的传感器，检测食用菌培育室内外环境参数；
所述食用菌培育室环境参数预处理模块：用于对传感器检测到的环境参数进行预处理；
所述食用菌培育室温度预设模块：用于根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
所述食用菌培育室温度控制模块：用于对温度控制器动态响应进行校正，控制食用菌培育室内温度变化；
具体的，所述食用菌培育室环境参数检测模块包括：
温度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外温度；
湿度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外湿度；
二氧化碳浓度检测传感器：用于测量食用菌培育室内二氧化碳浓度；
风速检测传感器：用于测量食用菌培育室内气流速度；
具体的，所述食用菌培育室环境参数预处理模块包括：
传感器数据去噪单元：用于对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理；
室外天气因素权重计算单元：用于计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响权重；
具体的，所述食用菌培育室温度控制模块包括：
温度控制器，用于对食用菌培育室内温度进行控制；
食用菌培育室温度控制器动态响应校正单元：用于当食用菌培育室内温度发生变化时，对温度控制器动态响应进行校正；
食用菌培育室湿度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内湿度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室二氧化碳浓度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内二氧化碳浓度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室环境参数校正单元：用于当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正计算公式进行校正。
一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法。
一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明综合温度控制器的动态响应、湿度变化和二氧化碳浓度变化对温度控制的影响，计算校正公式，提出一种高效可行的工厂化食用菌生产温度控制技术，提高食用菌的出菇率和产品质量；
2.本发明考虑食用菌培育室不是一个密闭的环境，消除室内外温湿度差的影响，将气流速度和光照强度对食用菌培育室内温度的影响提前消除，提高食用菌培育室温度控制的时效性和环境适配性；
3.本发明考虑食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化的情况，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正计算公式，确定校正权重值和湿度、二氧化碳浓度之间的前馈补偿，提高食用菌培育室温度控制的全面性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法的流程示意图；
图2为本发明的一种用于食用菌工业化生产的温度控制的流程示意图；
图3为本发明实施例的温度控制器动态响应校正控制图；
图4为本发明实施例一种用于食用菌工业化生产的温度控制的系统模块图；
图5为本发明实施例的磁悬浮多联机结构图；
图6为本发明实施例的一种用于食用菌工业化生产的温度控制的电子设备图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，具体步骤包括：
S1：传感器进行检测，获取食用菌培育室内外的环境参数，对采集到的食用菌培育室内外环境参数预处理；
S2：根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
S3：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，当食用菌培育室内湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制食用菌培育室内温度变化；
S1中所述环境参数包括：食用菌培育室内外温度、食用菌培育室内外湿度、食用菌培育室内气流速度和食用菌培育室内二氧化碳浓度，S1具体步骤如下：
S1.1：温度传感器检测食用菌培育室内外温度，湿度传感器检测食用菌培育室内外湿度，二氧化碳传感器检测食用菌培育室内二氧化碳浓度，风速传感器检测食用菌培育室内气流速度；
S1.2：对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理，传感器去噪计算公式为：
，
其中，表示去噪后的传感器检测数据，/>表示去噪前的传感器检测数据，/>表示卡尔曼滤波状态转移矩阵，/>表示离散时间常数，/>表示传感器噪声因子，/>表示传感器外部白噪声，/>表示传感器内部电路测量噪声，/>表示传感器外部白噪声调节因子，/>表示传感器外部白噪声协方差矩阵，/>表示传感器内部电路测量噪声调节因子，/>表示传感器内部电路测量噪声协方差矩阵；
S1.3：根据食用菌培育室内外温度和湿度，计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响，室外天气因素权重值计算公式为：
，
其中，表示室外天气因素权重值，/>表示食用菌培育室内外温度差，/>表示食用菌培育室墙壁导热系数，/>表示食用菌培育室总体积，/>表示食用菌培育室内外湿度差，表示食用菌培育室内墙壁厚度，/>表示食用菌培育室内墙壁表面积，/>表示食用菌培育室内湿度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示随机误差，服从于正态分布；
S2中所述预设食用菌培育室内温度计算公式为：
，
其中，T表示食用菌培育室预设温度，表示温度控制器材料密度，/>表示温度控制器比热容，/>表示温度控制器体积，/>表示温度控制器的对流换热系数，/>表示温度控制器出口的表面积，/>表示空气密度，/>表示空气比热容，/>表示食用菌生长期标准温度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示风能转化热能损耗系数，/>表示食用菌培育室温度预设时间，/>表示食用菌培育室室内面积，v表示食用菌培育室内气流速度，/>表示光能转化热能损耗系数，I表示食用菌培育室内光照强度，/>表示单位时间的光照能量；
S3具体步骤如下：
S3.1：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，温度控制器动态响应校正与控制器工作时间的计算公式为：
，
其中，表示温度控制器动态响应校正后的工作温度，g表示重力加速度，/>表示空气热膨胀系数，/>表示温度控制器工作时间；
请参阅图3，温度控制器的时间常数一般通过在热校准风洞上校准得到，热校准风洞主要由稳定段、收缩段、试验段等组成，稳定段内设计有热衰减器和阻尼网，用于改善风洞的温场和流场品质，收缩段内壁面按维式曲线设计，进一步改善流场品质，并使气流加速，试验段是温度控制器校准的场所，校准时，将温度控制器安装于热校准风洞试验段的核心区，调整到规定的温度、马赫数工况并充分稳定后，采集记录试验数据，调节温度阶跃系统，改变被校温度控制器指示温度，达到规定的温度阶跃量，记录初状态的参数，控制温度阶跃系统，使被校传感器的环境产生温度阶跃，用数字示波器记录被校传感器对阶跃温度的响应曲线，待稳定后，记录末状态参数。
S3.2：当食用菌培育室内湿度不满足食用菌生长期湿度标准时，需要调节食用菌培育室内湿度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内湿度对温度的影响，温度控制器的湿度-温度校正的计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内湿度变化后的温度控制值，/>表示食用菌生长过程中吸热量，/>表示食用菌质量传递函数，/>表示食用菌培育室内初始湿度，/>表示食用菌生长期标准湿度；
S3.3：当食用菌培育室内二氧化碳浓度不满足食用菌生长期二氧化碳标准浓度时，需要调节食用菌培育室内二氧化碳浓度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内二氧化碳浓度对温度的影响，温度控制器的二氧化碳浓度-温度校正的计算公式为：
,
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内二氧浓度变化后的温度控制值，/>表示食用菌二氧化碳浓度与温度的传递函数，/>表示食用菌培育室内二氧化碳浓度函数的时间常数，/>代表食用菌初始二氧化碳浓度时滞时间，/>代表食用菌培育室二氧化碳浓度变化折合成温度控制器温度变化的放大系数，/>代表食用菌培育室内初始二氧化碳浓度，/>代表食用菌生长期二氧化碳标准浓度，/>代表食用菌二氧化碳标准浓度时滞时间；
S3.4：当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正，温度控制器受三种因素变化影响的校正计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度变化后的温度控制值，/>表示温度控制器动态响应校正权重，/>表示温度控制器湿度-温度校正权重，/>表示温度控制器二氧化碳浓度-温度校正权重，/>表示食用菌培育室氧化碳浓度对湿度的前馈补偿，/>表示食用菌培育室湿度对二氧化碳浓度的前馈补偿；
请参阅图2，本发明实施例一种用于食用菌工业化生产的温度控制流程，
具体流程包括：传感器检测食用菌培育室内外环境参数，对环境参数进行预处理，根据食用菌培育室内通风、光照环境和温度标准，预设食用菌培育室内温度，根据食用菌生长期标准湿度，判断是否需要改变食用菌培育室内湿度，如果改变食用菌培育室内湿度，根据食用菌培育室内湿度对温度的影响，温度控制器进行湿度-温度校正，根据食用菌生长期标准二氧化碳浓度，判断是否需要改变食用菌培育室内二氧化碳浓度，如果改变食用菌培育室内二氧化碳浓度，根据食用菌培育室内二氧化碳浓度对温度的影响，温度控制器进行二氧化碳浓度-温度校正，判断食用菌培育室内温度是否发生变化，根据温度控制器的热惯性，对温度控制器的动态响应进行校正。
实施例2
请参阅图4，本发明提供的一种实施例：一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，其包括：食用菌培育室环境参数检测模块、食用菌培育室环境参数预处理模块、食用菌培育室温度预设模块和食用菌培育室温度控制模块；
食用菌培育室环境参数检测模块：用于根据不同的传感器，检测食用菌培育室内外环境参数；
食用菌培育室环境参数预处理模块：用于对传感器检测到的环境参数进行预处理；
食用菌培育室温度预设模块：用于根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
食用菌培育室温度控制模块：用于对温度控制器动态响应进行校正，控制食用菌培育室内温度变化；
食用菌培育室环境参数检测模块包括：
温度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外温度；
湿度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外湿度；
二氧化碳浓度检测传感器：用于测量食用菌培育室内二氧化碳浓度；
风速检测传感器：用于测量食用菌培育室内气流速度；
食用菌培育室环境参数预处理模块包括：
传感器数据去噪单元：用于对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理；
室外天气因素权重计算单元：用于计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响权重；
食用菌培育室温度控制模块包括：
温度控制器，用于对食用菌培育室内温度进行控制；
食用菌培育室温度控制器动态响应校正单元：用于当食用菌培育室内温度发生变化时，对温度控制器动态响应进行校正；
食用菌培育室湿度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内湿度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室二氧化碳浓度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内二氧化碳浓度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室环境参数校正单元：用于当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正计算公式进行校正。
实施例3
请参阅图5，本发明实施例的一种食用菌专用磁悬浮多联机制冷设备，包括室内蒸发器机组410、气液分离器420、压缩机430、控制柜440、动力柜450、干燥过滤器460、储液罐470、蒸发式冷凝器480和各类阀；
室内蒸发器机组410用于替换中央空调水机中的室内机，气液分离器420采用离心分离的原理，实现降低食用菌培育室内湿度的目的，粗过滤去除空气中的部分水分，减轻干燥过滤器460的工作负担，压缩机430、控制柜440和动力柜450用于在食用菌培育室制冷剂回路中起到压缩驱动制冷剂的效果，空调压缩机430将制冷剂从低压区抽取过来，送到高压区冷却凝结，通过散热片散发出热量到空气中，控制食用菌培育室内气温，干燥过滤器460用于吸收水分和过滤杂质，防止储液罐470结霜，储液罐470用于储存制冷剂中的液体成分，降低冷凝器480的负荷，适应蒸发式冷凝器480的负荷变动对供应量的需求，当蒸发式冷凝器480蒸发负荷增大时，供应量也增大，由储液罐470的存液补给，负荷变小时，需要液量也变小，多余的液体储存在储液罐470里，通过减少了中央空调蒸发器和冷凝器两个冷媒换热过程，将蒸发器和冷凝器直接作为室内机和室外机，提高整体机组的效率，具有安装简单、施工周期短、运行效率高、无需更换室内冷风机、蒸发温度可调范围大、适用于目前所有种类的食用菌工厂、使用寿命长、维护费用低和温度控制精确的优点。
实施例4
本发明实施例的一种存储介质，所述存储介质可以为存储器，存储介质中存储有指令，当计算机读取指令时，使计算机执行上述任一项的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法。
实施例5
请参阅图6，本发明实施例的一种电子设备，包括传感器510、处理器520、上述的存储器530和食用菌培育室温度显示面板540，其中，电子设备可以选用电脑、手机等；
传感器510用于获取食用菌培育室内外环境参数，存储器530可以存储电子设备中包括的元件的操作相关联命令和数据，处理器520可以与电子设备中的元件电连接，并执行存储介质中的各项指令，食用菌培育室温度显示面板540用于显示经过处理器520处理后的食用菌培育室内温度。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：传感器进行检测，获取食用菌培育室内外的环境参数，对采集到的食用菌培育室内外环境参数预处理；
S2：根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
S3：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，当食用菌培育室内湿度和二氧化碳浓度发生变化时，食用菌培育室温度控制器进行校正，控制食用菌培育室内温度变化。
2.根据权利要求1所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，S1所述环境参数包括：食用菌培育室内外温度、食用菌培育室内外湿度、食用菌培育室内气流速度和食用菌培育室内二氧化碳浓度。
3.根据权利要求2所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，所述S1具体步骤如下：
S1.1：温度传感器检测食用菌培育室内外温度，湿度传感器检测食用菌培育室内外湿度，二氧化碳传感器检测食用菌培育室内二氧化碳浓度，风速传感器检测食用菌培育室内气流速度；
S1.2：对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理，传感器去噪计算公式为：
，
其中，表示去噪后的传感器检测数据，/>表示去噪前的传感器检测数据，/>表示卡尔曼滤波状态转移矩阵，/>表示离散时间常数，/>表示传感器噪声因子，/>表示传感器外部白噪声，/>表示传感器内部电路测量噪声，/>表示传感器外部白噪声调节因子，/>表示传感器外部白噪声协方差矩阵，/>表示传感器内部电路测量噪声调节因子，/>表示传感器内部电路测量噪声协方差矩阵；
S1.3：根据食用菌培育室内外温度和湿度，计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响，室外天气因素权重值计算公式为：
，
其中，表示室外天气因素权重值，/>表示食用菌培育室内外温度差，/>表示食用菌培育室墙壁导热系数，/>表示食用菌培育室总体积，/>表示食用菌培育室内外湿度差，/>表示食用菌培育室内墙壁厚度，/>表示食用菌培育室内墙壁表面积，/>表示食用菌培育室内湿度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示随机误差，服从于正态分布。
4.根据权利要求3所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，S2所述预设食用菌培育室内温度的计算公式为：
，
其中，T表示食用菌培育室预设温度，表示温度控制器材料密度，/>表示温度控制器比热容，/>表示温度控制器体积，/>表示温度控制器的对流换热系数，/>表示温度控制器出口的表面积，/>表示空气密度，/>表示空气比热容，/>表示食用菌生长期标准温度，/>表示食用菌培育室内温度，/>表示风能转化热能损耗系数，/>表示食用菌培育室温度预设时间，/>表示食用菌培育室室内面积，v表示食用菌培育室内气流速度，/>表示光能转化热能损耗系数，I表示食用菌培育室内光照强度，/>表示单位时间的光照能量。
5.根据权利要求4所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，所述S3具体步骤如下：
S3.1：根据温度控制器的热惯性，对温度控制器动态响应进行校正，温度控制器动态响应校正与控制器工作时间的计算公式为：
，
其中，表示温度控制器动态响应校正后的工作温度，g表示重力加速度，/>表示空气热膨胀系数，/>表示温度控制器工作时间；
S3.2：当食用菌培育室内湿度不满足食用菌生长期湿度标准时，需要调节食用菌培育室内湿度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内湿度对温度的影响，温度控制器的湿度-温度校正的计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内湿度变化后的温度控制值，/>表示食用菌生长过程中吸热量，/>表示食用菌质量传递函数，/>表示食用菌培育室内初始湿度，/>表示食用菌生长期标准湿度；
S3.3：当食用菌培育室内二氧化碳浓度不满足食用菌生长期二氧化碳标准浓度时，需要调节食用菌培育室内二氧化碳浓度，食用菌培育室内温度发生相应变化，根据食用菌培育室内二氧化碳浓度对温度的影响，温度控制器的二氧化碳浓度-温度校正的计算公式为：
,
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内二氧浓度变化后的温度控制值，表示食用菌二氧化碳浓度与温度的传递函数，/>表示食用菌培育室内二氧化碳浓度函数的时间常数，/>代表食用菌初始二氧化碳浓度时滞时间，/>代表食用菌培育室二氧化碳浓度变化折合成温度控制器温度变化的放大系数，/>代表食用菌培育室内初始二氧化碳浓度，/>代表食用菌生长期二氧化碳标准浓度，/>代表食用菌二氧化碳标准浓度时滞时间；
S3.4：当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正，温度控制器受三种因素变化影响的校正计算公式为：
，
其中，表示食用菌培育室温度控制器在培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度变化后的温度控制值，/>表示温度控制器动态响应校正权重，/>表示温度控制器湿度-温度校正权重，/>表示温度控制器二氧化碳浓度-温度校正权重，/>表示食用菌培育室氧化碳浓度对湿度的前馈补偿，/>表示食用菌培育室湿度对二氧化碳浓度的前馈补偿。
6.根据权利要求1所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法，其特征在于，所述食用菌生长期包括菌丝生长期、子实体分化期以及子实体生长期。
7.一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，基于如权利要求1-6任一项所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法实现，其特征在于，所述系统包括食用菌培育室环境参数检测模块、食用菌培育室环境参数预处理模块、食用菌培育室温度预设模块和食用菌培育室温度控制模块；
所述食用菌培育室环境参数检测模块：用于根据不同的传感器，检测食用菌培育室内外环境参数；
所述食用菌培育室环境参数预处理模块：用于对传感器检测到的环境参数进行预处理；
所述食用菌培育室温度预设模块：用于根据食用菌培育室内通风、光照强度和食用菌生长期温度标准，预设食用菌培育室内温度；
所述食用菌培育室温度控制模块：用于对温度控制器动态响应进行校正，控制食用菌培育室内温度变化。
8.根据权利要求7所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，其特征在于，所述食用菌培育室环境参数检测模块包括：
温度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外温度；
湿度检测传感器：用于测量食用菌培育室内外湿度；
二氧化碳浓度检测传感器：用于测量食用菌培育室内二氧化碳浓度；
风速检测传感器：用于测量食用菌培育室内气流速度。
9.根据权利要求8所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，其特征在于，所述食用菌培育室环境参数预处理模块包括：
传感器数据去噪单元：用于对传感器检测过程中的外部白噪声和内部电路测量噪声进行去噪处理；
室外天气因素权重计算单元：用于计算食用菌培育室外温湿度对培育室内温度的影响权重。
10.根据权利要求9所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制系统，其特征在于，所述食用菌培育室温度控制模块包括：
温度控制器，用于对食用菌培育室内温度进行控制；
食用菌培育室温度控制器动态响应校正单元：用于当食用菌培育室内温度发生变化时，对温度控制器动态响应进行校正；
食用菌培育室湿度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内湿度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室二氧化碳浓度-温度校正单元：用于当食用菌培育室内二氧化碳浓度发生变化时，对温度控制器温度进行校正；
食用菌培育室环境参数校正单元：用于当食用菌培育室内温度、湿度和二氧化碳浓度同时发生变化时，根据温度控制器动态响应、湿度-温度、二氧化碳浓度-温度校正计算公式进行校正。
11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至6中任一项所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法。
12.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和权利要求11所述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中如权利要求1至6中任一项所述的一种用于食用菌工业化生产的温度控制方法。
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