TWI646491B - Time-aware conflict detection method based on environmental supervision rules, time-aware conflict detection system, and agricultural environment control system - Google Patents

Abstract

本發明係提供基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法、時間感知衝突偵測系統、以及農業環境控制系統。前述之時間感知衝突偵測方法包含下列步驟：存取複數個環境監管規則，以及依據環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數，以進行時間感知衝突偵測，並據以提供環境監管規則所造成的衝突資訊。透過上述之操作，可讓環境監管單位快速得知所需之執行環境監管規則於執行時是否存在衝突之處，而得以優化整體系統表現。

Description

基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法、時間感知衝突偵測系統、以及農業環境控制系統

本發明係一種環境管控技術，尤指一種透過基於環境監管規則進行時間感知衝突偵測之技術方案。

随著各種感測電路模組與監控系統技術不斷的進步，許多需進行環境管控之環境已大量的將前述技術導入自動化管理之中，並透過監控系統分析回傳之感測資訊，來自動調控環境參數。

以農業溫室為例，由於溫室內的溫、溼度對作物生長影響極大，因此系統端在取得量測的溫溼度資訊後，會依照預設的調控規則來啟動對應的調控設備進行調整。舉例說明之，若系統端內部設有溫度調控規則以及溼度調控規則時，並在得知目前溫度過高(例如高於25度)時，會啟動自動灑水裝置進行灑水；而在得知目前溼度過高時(例如：高於80)，則會關閉啟動自動灑水裝置。

然而部分的調控規則在執行時以及執行的結果會有所衝突，而會讓調控環境產生嚴重的系統性錯誤。以前述案例說明之，當溫度過高時會啟動灑水機制降溫，但另外執行的溼度調控規則會因溼度過高隨 即關閉灑水機制，而此錯誤會使得溫室內的溫度不斷的上升，並進而危害了內部作物的生長狀況。

綜上所述，如何提供一種可解決前述問題之方案乃本領域亟需解決之技術問題。

為解決前揭之問題，本發明之目的係提供一種基於環境監管規則進行時間感知衝突偵測之技術方案。

為達上述目的，本發明提出一種基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法。前述方法應用於一時間感知衝突偵測系統，並包含下列步驟：存取複數個環境監管規則，以及依據環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數，以進行時間感知衝突偵測，並據以提供環境監管規則所造成的衝突資訊。

為達上述目的，本發明另提出一種基於環境監管規則之時間感知衝突偵測系統。前述系統包含規則轉換模組以及偵測模組。前述規則轉換模組存取外部一資料庫以取得複數個環境監管規則。前述偵測模組連接規則轉換模組，並依據環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數，以進行時間感知衝突偵測，並據以提供環境監管規則所造成的衝突資訊。

為達上述目的，本發明更提出一種農業環境控制系統。前述系統用於配置一農業栽種環境，並包含前述之時間感知衝突偵測系統、生長管理系統、分析模組、以及自動環控系統。前述之生長管理系統包含目 標作物生長之施作記錄。前述之分析模組連接時間感知衝突偵測系統以及生長管理系統，並於分析施作記錄以及衝突資訊，以提供對應目標作物之環控指令。前述之自動環控系統連接分析模組，並依據環控指令以對農業栽種環境進行環境控制。此外，前述之分析模組更取得由自動環控系統回傳之回饋參數，以配置環控指令。

綜上所述，本發明透過分析環境監管規則於時間區段的各個參數，來判別各規則於執行時是否會存在衝突，以達到整體系統效能之優化。

R1、R2、R1’、R2’‧‧‧環境監管規則

1‧‧‧時間感知衝突偵測系統

11‧‧‧規則轉換模組

111‧‧‧時間邏輯表示式模組

112‧‧‧分離式正規化模式模組

12‧‧‧偵測模組

121‧‧‧動作衝突偵測模組

122‧‧‧迴圈衝突偵測模組

123‧‧‧冗餘動作偵測模組

2‧‧‧資料庫

3‧‧‧農業環境控制系統

31‧‧‧生長管理系統

32‧‧‧分析模組

33‧‧‧自動環控系統

圖1為本發明第一實施例基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法之方法流程圖。

圖2為本發明第二實施例基於環境監管規則之時間感知衝突偵測系統之系統方塊圖。

圖3為本發明基於環境監管規則之時間感知衝突偵測系統另一實施例之系統方塊圖。

圖4~圖6為本發明之操作時序圖。

圖7為本發明第三實施例農業環境控制系統之系統方塊圖。

以下將描述具體之實施例以說明本發明之實施態樣，惟其並非用以限制本發明所欲保護之範疇。

請參閱圖1，其為本發明第一實施例基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法之方法流程圖。前述方法應用於一時間感知衝突偵測系統並包含下列步驟：

S101：存取複數個環境監管規則。

S102：依據環境監管規則之於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數，以進行時間感知衝突偵測，並據以提供環境監管規則所造成的衝突資訊。

於另一實施例中，前述時間感知衝突偵測進一步包含動作衝突偵測，以判斷環境監管規則對應之動作是否於特定時間點產生衝突。

於另一實施例中，前述時間感知衝突偵測進一步包含迴圈衝突偵測，以判斷環境監管規則於執行迴圈所造成之衝突。

於另一實施例中，前述時間感知衝突偵測進一步包含冗餘動作衝突偵測，以判斷環境監管規則執行重複動作之衝突。

請參閱圖2，其為本發明第二實施例基於環境監管規則之時間感知衝突偵測系統1之方塊示意圖。前述系統包含規則轉換模組11以及偵測模組12。前述規則轉換模組11用於存取外部資料庫2以取得複數個環境監管規則。前述偵測模組12連接規則轉換模組11，並依據環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數進行時間感知衝突偵測，並提供環境監管規則所造成的衝突資訊。

請參閱圖3，其為本發明時間感知衝突偵測系統1另一實施例之方塊示意圖。前述偵測模組12進一步包含動作衝突偵測模組121，以判斷 環境監管規則對應之動作是否於特定時間點產生衝突。於另一實施例中，前述偵測模組12進一步包含迴圈衝突偵測模組122，以判斷環境監管規則於執行迴圈所造成之衝突。於另一實施例中，前述偵測模組12進一步包含冗餘動作偵測模組123，以判斷環境監管規則執行重複動作之衝突。

於另一實施例中，前述規則轉換模組11進一步包含了時間邏輯表示式模組111(Temporal Logic Expression)以及分離式正規化模式模組112(Separated Normal Form)，以對環境監管規則進行轉換，使其具有與時間區間關聯的條件參數(Condition,C)、動作參數(Action,A)以及影響參數(Effect,E)。惟轉換模式不在此限。

前述之監控環境進一步包含設有感測器的工業環境(例如：工廠、生產線...等)、農業環境(例如：溫室、農田...等)、畜牧業環境(例如：牧場)、漁業環境(例如：漁塭)、居家環境、商業環境...等，惟應用情境不在此限。

而在介接前述時間感知衝突偵測系統1之環境系統可連線取得感測器的感測資訊，並依據時間感知衝突偵測系統1所提供的衝突資訊來調整欲執行的環境監管規則。

以下本發明茲以第二實施例時間感知衝突偵測系統1進行說明，惟第一實施例時間感知衝突偵測方法亦具有相同或相似之技術功效。請參閱表1，該表為2個環境監管規則(R1、R2)之內容：

由於規則R1與規則R2的動作參數(A、A)以及影響參數(E、E)互為相反，因此當環境控系統執行此二規則時，會產生「動作衝突」的系統性錯誤。

請參閱圖4，其為一操作時序圖，為解決上述之「動作衝突」的系統性錯誤，本發明將2個環境監管規則(R1、R2)進行轉換，使得前述之環境監管規則參數內的條件參數(C)、動作參數(A)以及影響參數(E)與時間區段產生關聯，並透過時序檢查來判斷環境監管規則是否會產生衝突資訊，以及判斷是否調整環境監管規則參數之運作時序。於圖4中，由於規則R1與規則R2在時間區段T2~T4會產生動作衝突，因此將規則R2之執行時序往後調整，以變更為不會發生「動作衝突」之規則R2’。

請參閱圖5，其為習知控制系統透過迴路執行前述規則R1及R2之時序圖。於此時序T2~T5中，規則R1及規則R2的影響參數(E與E)會產生迴圈衝突。而本發明之時間感知衝突偵測系統1在執行時可隨即得知此問題，並可透過調整規則R2之執行時序，或調整影響參數(E)之執行時序...等方式來解決此問題，其調整後的執行時序如圖6所示。

前述之冗餘動作衝突偵測於執行時可得知在多個環境監管規則中是否具有重復的參數內容時，並可透過除能(disable)、延長(extend)、 或延遲(postpone)來配置重復的動作。以上述參數說明之，若規則R1以及R2分別具有相同的動作參數(A2)：開啟循環風扇，則時間感知衝突偵測系統1可選擇的除能、延長或延遲規則R1或R2之動作參數(A2)。

請參閱圖7，其為本發明第三實施例農業環境控制系統3之系統方塊圖。前述系統用於配置一農業栽種環境，並包含前述之時間感知衝突偵測系統1、生長管理系統31、分析模組32、以及自動環控系統33。前述之生長管理系統31包含目標作物生長之施作記錄。前述之分析模組32連接時間感知衝突偵測系統1以及生長管理系統31，並於分析施作記錄以及衝突資訊，以提供對應目標作物之環控指令。前述之自動環控系統33連接分析模組32，並依據環控指令以對農業栽種環境進行環境控制。此外，前述之分析模組32更取得由自動環控系統33回傳之回饋參數，以配置環控指令。

前述之生長管理系統31為存放關聯目標作物記錄之電腦裝置或資料庫2系統。前述之分析模組32係為具有運算能力之電子裝置(例如：電腦)。前述之生長管理系統31、分析模組32、時間感知衝突偵測系統1亦可為執行於一個或複數個電腦裝置(或雲端系統)上之軟體系統。前述之分析模組32或自動環控系統33係與一個或複數個感測器連線，以取得農業栽種環境之環境感測資訊。前述之感測器進一步可選擇的為溫度感測器、溼度感測器、壓力感測器...等，惟感測器之類型不在此限。

於另一實施例中，前述自動環控系統33係為自動澆灌系統；施作記錄進一步包含施肥記錄、澆灌記錄、水洗記錄其中至少一個；環控指令進一步包含水壓參數、行走速度參數、流量參數其中至少一個。

當農業栽種環境為一溫室環境時，由於溫室環境內的作物對溫、溼度管控極為要求，本發明之農業環境控制系統3透過分析作物過往的施作、報廢、環境...等資料關聯性，以及進行施作預測，來判斷是否提前或延後施作時間、設定栽種作物的介質濕度、調整澆灌機水壓、流速、行進速度...等參數，得以找出符合此溫室最適合的施作介質、濕度區間...重要參數。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

Claims (10)

1. 一種基於環境監管規則之時間感知衝突偵測方法，應用於一時間感知衝突偵測系統，包含：存取複數個環境監管規則；以及依據該等環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數進行時間感知衝突偵測，並提供該等環境監管規則所造成的衝突資訊，其中，時間感知衝突偵測是先執行一第一環境監管規則的第一條件參數，以作動其第一動作參數，並對該第一環境監管規則的第一影響參數進行偵測，直到該第一動作參數的動作結束後，即立刻執行一第二環境監管規則的第二條件參數，且該第二條件參數的執行與該第一動作參數的作動於時間上不重疊。
2. 如請求項1所述之時間感知衝突偵測方法，其中該時間感知衝突偵測進一步包含動作衝突偵測，以判斷該等環境監管規則對應之動作是否於特定時間點產生衝突。
3. 如請求項1所述之時間感知衝突偵測方法，其中該時間感知衝突偵測進一步包含迴圈衝突偵測，以判斷該等環境監管規則於執行迴圈所造成之衝突。
4. 如請求項1所述之時間感知衝突偵測方法，其中該時間感知衝突偵測進一步包含冗餘動作衝突偵測，以判斷該等環境監管規則執行重複動作之衝突。
5. 一種基於環境監管規則之時間感知衝突偵測系統，包含： 規則轉換模組，存取外部一資料庫以取得複數個環境監管規則；以及偵測模組，連接該規則轉換模組，該偵測模組依據該等環境監管規則於時間區段的條件參數、動作參數以及對欲監控環境之影響參數進行時間感知衝突偵測，並提供該等環境監管規則所造成的衝突資訊，其中，時間感知衝突偵測是先執行一第一環境監管規則的第一條件參數，以作動其第一動作參數，並對該第一環境監管規則的第一影響參數進行偵測，直到該第一動作參數的動作結束後，即立刻執行一第二環境監管規則的第二條件參數，且該第二條件參數的執行與該第一動作參數的作動於時間上不重疊。
6. 如請求項5所述之時間感知衝突偵測系統，其中該偵測模組進一步包含動作衝突偵測模組，以判斷該等環境監管規則對應之動作是否於特定時間點產生衝突。
7. 如請求項5所述之時間感知衝突偵測系統，其中該偵測模組進一步包含迴圈衝突偵測模組，以判斷該等環境監管規則於執行迴圈所造成之衝突。
8. 如請求項5所述之時間感知衝突偵測系統，其中該偵測模組進一步包含冗餘動作偵測模組，以判斷該等環境監管規則執行重複動作之衝突。
9. 一種農業環境控制系統，用於配置一農業栽種環境，包含：如請求項5至8任一項所述之時間感知衝突偵測系統；生長管理系統，包含目標作物生長之施作記錄；分析模組，連接該時間感知衝突偵測系統以及該生長管理系統，該分析模組於分析該施作記錄以及該衝突資訊，以提供對應該目標作物之環控 指令；以及自動環控系統，連接該分析模組並依據該環控指令以對該農業栽種環境進行環境控制；其中，該分析模組更取得由該自動環控系統回傳之回饋參數，以配置該環控指令。
10. 如請求項9所述之農業環境控制統系統，其中該自動環控系統係為自動澆灌系統；該施作記錄進一步包含施肥記錄、澆灌記錄、水洗記錄其中至少一個；該環控指令進一步包含自動澆灌系統之水壓參數、行進速度參數、流量參數其中至少一個。