TWI747489B - 多變數環境調控方法 - Google Patents

Abstract

一種多變數環境調控方法包含建立多變數資料庫步驟、第一資料收集步驟、第二資料收集步驟、判斷步驟及比對執行步驟，建立多變數資料庫步驟為預先建立多變數資料庫，第一資料收集步驟為處理器在第一預設時間區間取得第一環境參數值範圍組合，第二資料收集步驟為處理器在第二預設時間區間取得第二環境參數值範圍組合，判斷步驟為處理器判斷第一環境參數值範圍組合相較於第二環境值參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近，比對執行步驟為若判斷為否，處理器將第一環境參數值範圍組合比對多變數資料庫，且根據比對相符的模式運作。

Description

多變數環境調控方法

本發明係關於一種方法，尤指一種多變數環境調控方法。

人類利用溫室栽培各類生物的技術發展越趨深入，將溫室的環境調控在栽培的各類生物適合生長的環境參數，能讓栽培的各類生物生長良好。各類生物例如白肉雞、蝴蝶蘭等。請參考表一為蝴蝶蘭適合生長的環境參數。

從表一可看出，蝴蝶蘭在每一生長時期所需的環境參數不只單考慮一種。而室內的環境參數與外在環境息息相關，且室內的環境參數常藉由多種環境控制器，如：水濂牆、加溫機、抽器風扇、氣窗、帆布、冷氣等進行環境調節，以確保環境條件能維持在適合範圍內，又該等環境控制器影響的環境參數也不同，甚至一種環境控制器同時影響好幾種環境參數，因此，當戶外環 境的變化隨日夜、四季而變動劇烈，若隨著戶外環境的變化且只考慮一種環境參數即時調整該等環境控制器，不一定能順利的將該等環境參數調控在各類生物生長的適合範圍。

爰此，本發明人為使室內的環控設備能同時考慮多種環境參數對環境狀態的影響而將室內環境調控在生物生長的適合範圍，而提出一種多變數環境調控方法。

該多變數環境調控方法包含一建立多變數資料庫步驟、一第一資料收集步驟、一第二資料收集步驟、一判斷步驟及一比對執行步驟。

該建立多變數資料庫步驟為預先建立一多變數資料庫，在該多變數資料庫儲存一封閉空間的多筆調控前環境參數值範圍組合、多個環控模式及多筆目標值範圍組合，每一筆調控前環境參數值範圍組合包括多個不同調控前環境參數之值的範圍，每一筆目標值範圍組合包括多個不同調控後環境參數之值的範圍，該等調控前環境參數與該等調控後環境參數相同，每一筆調控前環境參數值範圍組合對應其中一環控模式，以及其中一目標值範圍組合。該第一資料收集步驟為該處理器持續在一第一預設時間區間取得一第一環境參數值範圍組合，該第一環境參數值範圍組合係在一室內空間內以一第一環控模式運作的多個環境參數之值的範圍，該等環境參數與該等調控前環境參數相同。該第二資料收集步驟為該處理器持續在該第一預設時間區間之前的一第二預設時間區間取得一第二環境參數值範圍組合，該第二環境參數值範圍組合係在該室內空間內的該等環境參數之值的範圍。該判斷步驟為該處理器持續比較該第一環境參數值範圍組合及該第二環境參數值範圍組合，並判斷該第一環境參數 值範圍組合相較於該第二環境值參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近。該比對執行步驟為若該處理器判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合未朝向任一目標值範圍組合趨近，該處理器將該第一環境參數值範圍組合比對該等調控前環境參數值範圍組合，且根據比對相符之該調控前環境參數值範圍組合以對應之該環控模式運作。

進一步，該多變數資料庫儲存一筆調控中環境參數值範圍組合及一個中間環控模式，該調控中環境參數值範圍組合包括多個不同調控中環境參數之值的範圍，該等調控中環境參數與該等調控前環境參數相同，該調控中環境參數值範圍組合對應該中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。

進一步，該多變數資料庫儲存多筆調控中環境參數值範圍組合及多個中間環控模式，每一調控中環境參數值範圍組合包括多個調控中環境參數之值的範圍，該等調控中環境參數與該等調控前環境參數相同，其中一調控中環境參數值範圍組合對應其中一中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。

進一步，該多變數環境調控方法還包含一繼續執行步驟，該繼續執行步驟為若該處理器判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合朝向任一目標值範圍組合趨近，該處理器控制繼續以該第一環控模式運作。

進一步，在該多變數資料庫中，每一調控前環境參數值範圍組合的每一調控前環境參數的值之範圍預設一預設範圍，且每一調控前環境參數的值之範圍在高於該預設範圍、該預設範圍內及低於該預設範圍中其中一者，當 每一調控前環境參數值範圍組合的該等調控前環境參數的數量為n時，該等調控前環境參數值範圍組合的數量為3ⁿ。

進一步，該處理器將該第一環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差分別與該第二環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差比較，以判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近。

進一步，該等環控模式由一環控設備執行，在該多變數資料庫中，每一調控前環境參數值範圍組合對應的該環控模式是根據戶外的該等調控前環境參數之值的範圍、該環控設備對該等調控前環境參數的作用、該封閉空間內的該等調控前環境參數之值的範圍、對應之該目標值範圍組合，及該封閉空間的大小設定。

進一步，該環控設備包括多種環境控制器，在該多變數資料庫中，每一目標值範圍組合與該環控模式設定執行的每一種環境控制器的數量相關。

進一步，該多變數資料庫根據一環境變化因素建立，該環境變化因素包括一有無日光照射因素及一季節變化因素中至少一者。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由經由長時期的資料累積，事先建立儲存該等調控前環境參數值範圍組合、對應的該等環控模式，及對應的該等目標值範圍組合的該多變數資料庫，再藉由該處理器判斷該室內空間目前的該第一環境參數值範圍組合是否適合該生物的環境狀態，若不適合則利用該處理器根據比對該多變數資料 庫執行符合該第一環境參數值範圍組合的該環控模式，以調變該等環境參數的值之範圍達到任一目標值範圍組合，若適合則繼續以該第一環控模式運作，藉由該處理器持續判斷該室內空間目前的該第一環境參數值範圍組合是否適合該生物的環境狀態，以達到同時考慮多種環境參數且讓該室內空間維持在最佳的調控機制。

1:處理器

2:多變數資料庫

3:環控設備

31:環境控制器

31A:水濂牆

31B:加溫機

31C:抽氣風扇

31D:氣窗

31E:帆布

31F:冷氣

4:室內環境參數感測器

S01:建立多變數資料庫步驟

S02:第一資料收集步驟

S03:第二資料收集步驟

S04:判斷步驟

S05:比對執行步驟

S06:繼續執行步驟

[第一圖]是一方塊圖，說明實行本發明一種多變數環境調控方法的一控制系統。

[第二圖]是一流程圖，說明本發明多變數環境調控方法的一實施例。

綜合上述技術特徵，本發明多變數環境調控方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

參閱第一圖及第二圖，本發明多變數環境調控方法的一實施例由一控制系統執行。該控制系統包含一處理器1、一多變數資料庫2、一環控設備3，及多個室內環境參數感測器4。該多變數環境調控方法包含一建立多變數資料庫步驟S01、一第一資料收集步驟S02、一第二資料收集步驟S03、一判斷步驟S04、一比對執行步驟S05，及一繼續執行步驟S06。

該控制系統設置在一室內空間。該處理器1與該多變數資料庫2、該環控設備3，及該等室內環境參數感測器4訊號連接。該環控設備3包括多種環境控制器31，該等環境控制器31分別為一水濂牆31A、一加溫機31B、一抽氣風扇31C、一氣窗31D、一帆布31E，及一冷氣31F。在本例中，以每一種環境 控制器31的數量為一個做說明。在本例中，該等室內環境參數感測器4的數量為三，且分別感測該室內空間的多個環境參數，該等環境參數分別為一溫度、一濕度及一二氧化碳濃度。每一種環境控制器31影響至少一環境參數。請參考表二。

該建立多變數資料庫步驟S01為預先建立該多變數資料庫2。在該多變數資料庫2儲存一封閉空間的多筆調控前環境參數值範圍組合、多個環控模式，及多筆目標值範圍組合。較佳的，該封閉空間的大小與該室內空間的大小相同。該多變數資料庫2根據一環境變化因素建立，該環境變化因素包括一有無日光照射因素及一季節變化因素中至少一者。舉例來說，該多變數資料庫2可以根據白天、夜晚建立或是根據春、夏、秋、冬四季建立，甚至，該多變數資料庫2可以根據早晚及四季建立。例如，該多變數資料庫2要在夏季夜晚使用，則根據夏季夜晚的環境狀態建立。

在該多變數資料庫2中，每一筆調控前環境參數值範圍組合包括多個不同調控前環境參數之值的範圍。該等調控前環境參數與該等環境參數相同。每一筆目標值範圍組合包括多個不同調控後環境參數之值的範圍。該等調控前環境參數與該等調控後環境參數相同。每一筆調控前環境參數值範圍組合對應其中一環控模式，以及其中一目標值範圍組合。因此，每一筆調控前環境參數值範圍組合藉由該環控設備3施行對應的該環控模式，則讓該封閉空間的該等調控前環境參數之值的範圍趨向於該等調控後環境參數之值的範圍。該等調控後環境參數之值的範圍是讓一生物在一時期時適合生長的環境狀態。又，每一調控前環境參數值範圍組合對應的該環控模式是根據戶外的該等調控前環境參數之值的範圍、該環控設備3對該等調控前環境參數的作用、該封閉空間內的該等調控前環境參數之值的範圍、對應之該目標值範圍組合、該封閉空間的大小設定。其中，該環控模式根據戶外的該等調控前環境參數之值的範圍設定是因為該環控設備3運作時都會引入戶外空氣，所以需參考戶外的該等調控前環境參數之值的範圍。該環控模式的設定還根據該環控設備3的該等環境控制器31各自對該等調控前環境參數的作用，請參考例如表二。

每一目標值範圍組合與對應之該環控模式設定執行的每一種環境控制器31的數量相關，每一環境控制器31的數量啟動的多寡，對環境的效益就有顯著的差異，因此，每一環境控制器31需啟動的數量與環境的效益呈現、戶外環境的變動、各類生物生長所需的環境因素息息相關。

在該多變數資料庫2中，每一調控前環境參數值範圍組合的每一調控前環境參數的值之範圍預設一預設範圍，且每一調控前環境參數的值之範圍在高於該預設範圍、該預設範圍內及低於該預設範圍中其中一者，當每一調 控前環境參數值範圍組合的該等調控前環境參數的數量為n時，由於任一調控前環境參數的值之範圍有三個不同的範圍，使該等調控前環境參數值範圍組合的數量為3ⁿ，該等目標值範圍組合的數量也為3ⁿ，該等調控前環境參數值範圍組合分別對應該等目標值範圍組合。以下為方便說明，每一調控前環境參數的值之範圍在高於該預設範圍表示為一高位階，每一調控前環境參數的值之範圍在該預設範圍內表示為一中位階，每一調控前環境參數的值之範圍在低於該預設範圍表示為一低位階。需補充說明的是，其中之該調控前環境參數值範圍組合有時無法直接調整趨向對應之該目標值範圍組合，可能會先趨向一調控中環境參數值範圍組合，再經過該環控設備3使用對應之一中間環控模式調整後，讓該調控中環境參數值範圍組合再趨向對應之該目標值範圍組合，其中，該調控中環境參數值範圍組合包括多個不同調控中環境參數之值的範圍，該等調控中環境參數與該等調控前環境參數相同，因此，該多變數資料庫2還儲存該調控中環境參數值範圍組合及該中間環控模式，該調控中環境參數值範圍組合對應該中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。或其中之該等調控前環境參數值範圍組合會先分別趨向對應之該等調控中環境參數值範圍組合，經過對應之該等中間環控模式調整後而趨向對應之該等目標值範圍組合。因此，該多變數資料庫2還儲存該等調控中環境參數值範圍組合及對應之該等中間環控模式，其中一調控中環境參數值範圍組合對應其中一中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。

舉例來說，表三是在一白肉雞的該多變數資料庫2，該等調控前環境參數分別為該溫度、該濕度及該二氧化碳濃度，該等調控前環境參數值範圍組合及該等目標值範圍組合的數量皆為27，有27種狀態。其中該等目標值範 圍組合有四種狀態：其中一狀態為該溫度在中位階、該濕度在該中位階、該二氧化碳濃度在該中位階；另一狀態為該溫度在該中位階、該濕度在該中位階、該二氧化碳濃度在該低位階；又另一狀態為該溫度在該中位階、該濕度在該低位階、該二氧化碳濃度在該中位階；又另一狀態為該溫度在該中位階、該濕度在該低位階、該二氧化碳濃度在該低位階。該等調控前環境參數值範圍組合各自最終會趨向任一種目標值範圍組合的狀態，其中狀態2、3、5、6、8、9會先趨向該等調控中環境參數值範圍組合，再分別經過對應之該等中間環控模式調整後而趨向該等目標值範圍組合。

該第一資料收集步驟S02為利用該等室內環境參數感測器4持續感測該等環境參數，再利用該處理器1持續從該等室內環境參數感測器4在一第一預設時間區間取得一第一環境參數值範圍組合，該第一環境參數值範圍組合係在該室內空間內該環控設備3以一第一環控模式運作的該等環境參數之值的範圍。

該第二資料收集步驟S03為利用該處理器1持續從該等室內環境參數感測器4在該第一預設時間區間之前的一第二預設時間區間取得一第二環境參數值範圍組合，該第二環境參數值範圍組合係在該室內空間內的該等環境參數之值的範圍，需注意的是，在該第二預設時間區間時，該環控設備3運作的模式並無限制。

該判斷步驟S04為利用該處理器1持續比較該第一環境參數值範圍組合及該第二環境參數值範圍組合，並判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境值參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近。若該處理器1判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合未朝向任一目標值範圍組合趨近，進行該比對執行步驟S05，若該處理器1判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合有朝向任一目標值範圍組合趨近，進行該繼續執行步驟S06。詳細的做法為利用該處理器1將該第一 環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差分別與該第二環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差比較，以判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近。

該比對執行步驟S05為利用該處理器1將該第一環境參數值範圍組合比對該多變數資料庫2中的該等調控前環境參數值範圍組合，且根據比對相符之該調控前環境參數值範圍組合以控制該環控設備3以對應之該環控模式運作。例如，該第一環境參數值範圍組合的該等環境參數值範圍組合為該溫度為該低位階、該濕度為該低位階、該二氧化碳濃度為該中位階，對應至該多變數資料庫的狀態2，與狀態2的該等調控前環境參數值範圍組合相同，該處理器1控制該環控設備3以對應之該環控模式運作，該等環境參數的值之範圍趨向對應之該調控中環境參數值範圍組合，則該處理器1再控制該環控設備3以對應之該中間環控模式運作，讓該等環境參數的值之範圍趨向對應之該目標值範圍組合，即為該溫度為該中位階、該濕度為該低位階、該二氧化碳濃度為該中位階，達到該白肉雞適合的飼養環境。執行該比對執行步驟S05後再回到該第一資料收集步驟S02。

該繼續執行步驟S06為利用該處理器1控制該環控設備3繼續以該第一環控模式運作。執行該繼續執行步驟S06後再回到該第一資料收集步驟S02。

因此，本例藉由該處理器1持續不斷的收集各個時間區間的該等環境參數的值之範圍，並與前時間點的時間區間比對，判斷該等環境參數的值 之範圍是否有朝任一目標值範圍組合趨近，若否則根據該多變數資料庫2調控該環控設備3，讓該室內空間的該等環境參數的值之範圍朝向任一目標值範圍組合趨近，以達到最佳的調控機制。

綜上所述，藉由該建立多變數資料庫步驟S01，經由長時期的資料累積，事先建立儲存該等調控前環境參數值範圍組合、對應的該等環控模式，及對應的該等目標值範圍組合的該多變數資料庫2，再藉由該第一資料收集步驟S02、該第二資料收集步驟S03及該判斷步驟S04，利用該處理器1持續判斷該室內空間目前的該第一環境參數值範圍組合是否適合該生物的環境狀態，若不適合則進行該比對執行步驟S05，利用該處理器1根據比對該多變數資料庫2執行符合該第一環境參數值範圍組合的該環控模式，以調變該等環境參數的值之範圍達到任一目標值範圍組合，若適合則進行該繼續執行步驟S06，繼續以該第一環控模式運作，藉由該處理器1持續判斷該室內空間目前的該第一環境參數值範圍組合是否適合該生物的環境狀態，以達到同時考慮多種環境參數且讓該室內空間維持在最佳的調控機制。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

S01:建立多變數資料庫步驟

S02:第一資料收集步驟

S03:第二資料收集步驟

S04:判斷步驟

S05:比對執行步驟

S06:繼續執行步驟

Claims (9)

1. 一種多變數環境調控方法，包含：預先建立一多變數資料庫，在該多變數資料庫儲存一封閉空間的多筆調控前環境參數值範圍組合、多個環控模式及多筆目標值範圍組合，每一筆調控前環境參數值範圍組合包括多個不同調控前環境參數之值的範圍，每一筆目標值範圍組合包括多個不同調控後環境參數之值的範圍，該等調控前環境參數與該等調控後環境參數相同，每一筆調控前環境參數值範圍組合對應其中一環控模式，以及其中一目標值範圍組合；一處理器持續在一第一預設時間區間取得一第一環境參數值範圍組合，該第一環境參數值範圍組合係在一室內空間內以一第一環控模式運作的多個環境參數之值的範圍，該等環境參數與該等調控前環境參數相同；該處理器持續在該第一預設時間區間之前的一第二預設時間區間取得一第二環境參數值範圍組合，該第二環境參數值範圍組合係在該室內空間內的該等環境參數之值的範圍；該處理器持續比較該第一環境參數值範圍組合及該第二環境參數值範圍組合，並判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境值參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近；及若該處理器判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合未朝向任一目標值範圍組合趨近，該處理器將該第一環境參數值範圍組合比對該等調控前環境參數值範圍組合，且根據比對相符之該調控前環境參數值範圍組合以對應之該環控模式運作。
2. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，該多變數資料庫儲存一筆調控中環境參數值範圍組合及一個中間環控模式，該調控中環境參數值範圍組合包括多個不同調控中環境參數之值的範圍，該等調控中環境參數與該等調控前環境參數相同，該調控中環境參數值範圍組合對應該中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。
3. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，該多變數資料庫儲存多筆調控中環境參數值範圍組合及多個中間環控模式，每一調控中環境參數值範圍組合包括多個調控中環境參數之值的範圍，該等調控中環境參數與該等調控前環境參數相同，其中一調控中環境參數值範圍組合對應其中一中間環控模式及其中一調控前環境參數值範圍組合。
4. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，若該處理器判斷該第一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合朝向任一目標值範圍組合趨近，該處理器控制繼續以該第一環控模式運作。
5. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，在該多變數資料庫中，每一調控前環境參數值範圍組合的每一調控前環境參數的值之範圍預設一預設範圍，且每一調控前環境參數的值之範圍在高於該預設範圍、該預設範圍內及低於該預設範圍中其中一者，當每一調控前環境參數值範圍組合的該等調控前環境參數的數量為n時，該等調控前環境參數值範圍組合的數量為3ⁿ。
6. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，該處理器將該第一環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差分別與該第二環境參數值範圍組合中的每一環境參數的值之範圍中的一最大值、一最小值、一平均值及一標準差比較，以判斷該第 一環境參數值範圍組合相較於該第二環境參數值範圍組合是否朝向任一目標值範圍組合趨近。
7. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，該等環控模式由一環控設備執行，在該多變數資料庫中，每一調控前環境參數值範圍組合對應的該環控模式是根據戶外的該等調控前環境參數之值的範圍、該環控設備對該等調控前環境參數的作用、該封閉空間內的該等調控前環境參數之值的範圍、對應之該目標值範圍組合，及該封閉空間的大小設定。
8. 如請求項7所述之多變數環境調控方法，其中，該環控設備包括多種環境控制器，在該多變數資料庫中，每一目標值範圍組合與該環控模式設定執行的每一種環境控制器的數量相關。
9. 如請求項1所述之多變數環境調控方法，其中，該多變數資料庫根據一環境變化因素建立，該環境變化因素包括一有無日光照射因素及一季節變化因素中至少一者。

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