TWI806064B - 預先控制農業場域環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒體 - Google Patents

Abstract

一種預先控制農業場域環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒體，該方法包含：在一農業場域的周邊選擇至少二氣象站；由一伺服器自所述氣象站分別接收一氣象訊息；該伺服器根據該氣象訊息，以及所述氣象站各自與該農業場域之間的一空間關係，評估各個該氣象訊息對該農業場域的影響，而計算取得一預估氣象參數；該伺服器根據該預估氣象參數，控制複數環控設備，進而預先調控該農業場域的該環境參數，使該環境參數維持在一預設範圍中。藉此，能夠在該農業場域中的一作物感受到環境變化之前，即確保該作物生長環境的穩定。

Description

預先控制農業場域環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒 體

本發明係關於一種控制環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒體，特別係指一種在農業場域中，預先控制環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒體。

農業用溫室，普遍用於種植藥草、特作、蘭花等具有較高經濟價值的作物，為了確保這些作物的良好生長環境，溫室通常會設置有輔助維持環境的設備。

例如有中華民國專利公告號第I697278號提供一種農業用溫室，其具備：測溫體，量測農業用溫室內之特定處的溫度；以及控制部，從以測溫體量測到的溫度，推定以水霧噴灑部噴灑出的水霧所造成之特定處的潤溼狀態，施行水霧噴灑部之控制；測溫體，配置為使具有測溫功能之測溫部位(測溫部)，位於較測溫部位以外之其他部位更高的位置。

然而，前述專利案的測溫體都是設置在溫室內，在測溫體剛偵測到溫度變化，而尚未啟動或剛啟動水霧噴灑部時，作物通常也已感受到溫度變 化。一旦天氣驟變，前述專利案的環境控制較不及時，作物將會受到天氣影響，容易造成作物的損失。

爰此，本發明人提出一種預先控制農業場域環境參數的方法，包含：在一農業場域設置複數環控設備，以調控該農業場域的一環境參數；在該農業場域的周邊選擇至少二氣象站；設置一伺服器，該伺服器自所述氣象站分別接收一氣象訊息；該伺服器根據該氣象訊息，以及所述氣象站各自與該農業場域之間的一空間關係，評估各個該氣象訊息對該農業場域的影響，而計算取得一預估氣象參數；該伺服器根據該預估氣象參數，控制所述環控設備，進而預先調控該農業場域的該環境參數，使該環境參數維持在一預設範圍中。

進一步，該伺服器接收之該氣象訊息，係至少對應於過去之先後的一第一時間、一第二時間，及未來的一第三時間，該伺服器取得對應該第一時間及該第二時間之該環境參數，並根據該第一時間及該第二時間對應之該環境參數及該氣象訊息，指定每一氣象站對應之一權重以對應該空間關係，並根據該第二時間及該第三時間對應之該氣象訊息及該權重，計算取得對應該第三時間之該預估氣象參數。

進一步，當該伺服器取得對應該第三時間之該環境參數後，該伺服器根據該第二時間及該第三時間對應之該氣象訊息以及該環境參數，更新該權重。

進一步，有一高預設值及一低預設值，當該預估氣象參數不高於該高預設值，且不低於該低預設值時，該伺服器係執行一正常接收步驟，而定時接收該氣象訊息。

進一步，當該預估氣象參數高於該高預設值或低於該低預設值時，該伺服器係執行一密集接收步驟，而密集接收該氣象訊息，且在一單位時間內，該密集接收步驟的接收次數係高於該正常接收步驟的接收次數。

其中，所述氣象站係至少選擇三個，且所述氣象站共同圍繞在該農業場域的周邊。

其中，該氣象訊息包含溫度、溼度、風向及風力之一或其組合。

其中，所述環控設備包含至少一溫度控制設備及/或至少一溼度控制設備。

本發明人又提出一種電腦程式，安裝在一電腦，用於執行前述預先控制農業場域環境參數的方法。

本發明人再提出一種電腦可讀取媒體，係記載有一電腦程式，該電腦程式安裝在一電腦後，用於執行前述預先控制農業場域環境參數的方法。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由來自氣象站的氣象訊息，伺服器可以預先計算預估氣象參數，並據此控制農業場域中的環控設備，而能夠在作物感受到環境變化之前，預先調控農業場域的環境參數，確保作物生長環境的穩定。

2.當伺服器接收到第二時間的氣象訊息後，會根據氣象訊息與環境參數更新權重，可以讓下一次的預估氣象參數更為準確。

3.在執行正常接收步驟時，伺服器可以定時接收氣象訊息，無需使用者隨時注意天氣狀況。

4.在執行密集接收步驟時，伺服器可以增加接收氣象訊息的次數，即使天氣變化劇烈，也可以確實將環境參數調控在適當範圍。

5.若氣象站至少選擇三個且共同圍繞在農業場域的周邊，可以確保來自各個方向的天氣變化都能被列入預估氣象參數的參考因素。

1:溫室

11:風扇

12:水牆

13:電熱器

14:冷氣機

15:除溼機

2:伺服器

3:第一氣象站

4:第二氣象站

5:第三氣象站

A:平板電腦

B:氣象訊息

[第一圖]係本發明實施例之實施示意圖一，示意裝設有環控設備的溫室。

[第二圖]係本發明實施例之實施示意圖二，示意在地圖中，氣象站共同圍繞在溫室周邊。

[第三圖]係本發明實施例之流程圖。

[第四圖]係本發明實施例之實施示意圖三，示意伺服器根據氣象站的氣象訊息調控各個環控設備。

[第五圖]係本發明實施例之實施示意圖四，示意水牆作動。

[第六圖]係本發明實施例之實施示意圖五，示意除溼機作動。

[第七圖]係本發明實施例之實施示意圖六，示意電熱器作動。

[第八圖]係本發明實施例之實施示意圖七，示意除溼機與風扇一起作動。

[第九圖]係本發明實施例之實施示意圖八，示意冷氣機作動。

綜合上述技術特徵，本發明預先控制農業場域環境參數的方法、電腦程式及電腦可讀取媒體的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

請參閱第一圖至第三圖，係揭示本發明實施例預先控制農業場域環境參數的方法，可以由一電腦程式安裝於一電腦後執行，或者，由記載有該電腦程式的一電腦可讀取媒體，將該電腦程式安裝於該電腦後執行。

該預先控制農業場域環境參數的方法包含以下步驟：首先，在一農業場域設置複數環控設備。於本發明之較佳實施例中，該農業場域係為一溫室1，於實際實施時，該農業場域也可以是養殖池、畜牧場等可能會受到劇烈天氣變化影響的場域，本發明不加以限制。

所述環控設備可以有至少一溫度控制設備及至少一環控設備，可以調控該溫室1的一環境參數，如該溫室1中的溫度及溼度。於本發明之較佳實施例中，所述環控設備包含一風扇11、一水牆12、一電熱器13、一冷氣機14及一除溼機15，實際實施時，所述環控設備也可以是遮光網、灑水器等等，而在該農業場域是養殖池的情況下，所述環控設備也可以是水車等等。

接著，在該溫室1的周邊選擇三氣象站，使得所述氣象站共同圍繞在該溫室1的周邊，以確保來自各個方向的天氣變化都能在後續步驟中被列入參考因素。所述氣象站的數量可以僅為二個，甚至是四個以上，所述氣象站可以是由使用者自行選定，或是由一伺服器2根據所述氣象站與該溫室1之間的距離選定最近的數個。

以下為方便區分，將所述氣象站依照在一地圖中的位置，由北往南分別稱為一第一氣象站3、一第二氣象站4及一第三氣象站5。要補充說明的是，於第二圖中僅以一平板電腦A所顯示之該地圖做為示意，因此係以符號標示所述氣象站於該地圖中的名稱，而非以該第一氣象站3、該第二氣象站4及該第三氣象站5標示。

請參閱第一圖、第三圖及第四圖，設置好該伺服器2，於選定所述氣象站之後，由該伺服器2分別接收來自所述氣象站的一氣象訊息B。於實際 實施時，該氣象訊息B可以在網路上經由中央氣象局的觀測資料查詢系統(CWB Observation Data Inquire System,CODiS)取得。

該氣象訊息B例如可以是溫度、溼度、風向及風力，該伺服器2再根據該氣象訊息B，以及所述氣象站各自與該溫室1之間的一空間關係，評估各個該氣象訊息B對該溫室1的影響，而計算取得一預估氣象參數。

舉例來說，當該第一氣象站3與該溫室1之間的距離，比該第二氣象站4、該第三氣象站5與該溫室1之間的距離還要近的時候，該第一氣象站3與該溫室1之間的該空間關係可能就會為較強的連結，而該第一氣象站3對應之該權重可能就會重於該第二氣象站4、該第三氣象站5對應之該權重。因此，自該第一氣象站3取得之該氣象訊息B，對該溫室1的影響可能也會較大。

而例如當風向是由北往南吹時，位於北方的該第一氣象站3取得之該氣象訊息B，對該溫室1的影響可能也會較大，或者，當該第一氣象站3、該第二氣象站4及該第三氣象站5偵測到的風向都吹往該溫室1，而以該第三氣象站5偵測到之由南往北吹的風有最高的風速，則位於南方的該第三氣象站5取得之該氣象訊息B，對該溫室1的影響可能也會較大。

更詳細的說，在本發明之較佳實施例中，該伺服器2的演算法是：在所述氣象站數量為二的情況下，該伺服器2接收之該氣象訊息B，係至少對應於過去之先後的一第一時間、一第二時間，及未來的一第三時間，例如一小時前、現在及未來一小時。該伺服器2取得對應一小時前及現在之該環境參數，並根據一小時前及現在對應之該環境參數及該氣象訊息B，指定每一氣象站對應之該權重以對應該空間關係，並根據現在及未來一小時對應之該氣象訊息B及該權重，計算取得對應未來一小時之該預估氣象參數。

而在本實施例中，由於所述氣象站數量為三，因此該伺服器2接收之該氣象訊息B，除了對應於過去之該第一時間及該第二時間，也需要對應過去的該第三時間，以及未來的一第四時間，才能夠指定每一氣象站對應之該權重以對應該空間關係。該伺服器2並根據該第二時間、該第三時間以及該第四時間對應之該氣象訊息B及該權重，計算取得對應該第四時間之該預估氣象參數。

要補充說明的是，該氣象訊息B及該預估氣象參數包含溫度及溼度，而分別有對應溫度及溼度的該權重。而過去時間對應的該氣象訊息B，是所述氣象站實際取得的數值，未來時間對應的該氣象訊息B，則是所述氣象站的預報數值。

最後，該伺服器2根據該預估氣象參數，控制所述環控設備，進而預先調控該溫室1的所述環控設備，使該環境參數維持在一預設範圍中，該預設範圍例如可以是該溫室1中作物的最佳生長條件。

而當該伺服器2取得與該預估氣象參數對應時間相同之該環境參數後(例如使用溫度感測器、溼度感測器等等)，該伺服器2還會根據對應時間相同之該氣象訊息B以及該環境參數，更新該權重，可以讓下一次的該預估氣象參數更為準確。例如在下午一點時該伺服器2取得對應下午兩點的該預估氣象參數為攝氏20度及70%，則等到下午兩點時，該伺服器2會根據此時所述氣象站之該氣象訊息B及該環境參數，以最初指定該權重的演算法更新該權重。

請參閱第四圖及第五圖，由於該環境參數可以是溫度及溼度，以下首先以溼度的控制進行說明。

以一舉例一來說，假設對應溼度之該權重以該第三氣象站5最高、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最低，而過去一小時、現在及未來一小時，該第三氣象站5取得之溼度都最低、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最高，則該伺服器2根據該氣象訊息B及該權重計算取得之溼度的該預估氣象參數，將會偏低。

該伺服器2即可以根據該預估氣象參數，預先控制該水牆12啟動，維持該溫室1內的溼度在該預設範圍內，以因應未來一小時可能的乾燥。於實際實施時，該水牆12可能需要搭配其他抽風設備，例如該風扇11，才能使該溫室1的溼度均一，惟未於圖式中繪出此情景。

請參閱第四圖及第六圖，而以一舉例二來說，假設所述氣象站對應之該權重的相對關係與該舉例一相同，而過去一小時、現在及未來一小時，該第三氣象站5取得之溼度都最高、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最低，則該伺服器2根據該氣象訊息B及該權重計算取得之溼度的該預估氣象參數，將會偏高。

該伺服器2即可以根據該預估氣象參數，預先控制該除溼機15啟動，維持該溫室1內的溼度在該預設範圍內，以因應未來一小時可能的潮溼。

請參閱第四圖及第七圖，接著以溫度的控制進行說明。

以一舉例三來說，假設對應溫度之該權重同樣以該第三氣象站5最高、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最低，而過去一小時、現在及未來一小時，該第三氣象站5取得之溫度都最低、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最高，則該伺服器2根據該氣象訊息B及該權重計算取得之溫度的該預估氣象參數，將會偏低。

該伺服器2即可以根據該預估氣象參數，預先控制該電熱器13啟動，維持該溫室1內的溫度在該預設範圍內，以因應未來一小時可能的寒冷。

請參閱第四圖及第八圖，以一舉例四來說，假設所述氣象站對應之該權重的相對關係與該舉例三相同，而過去一小時、現在及未來一小時，該第三氣象站5取得之溫度都最高、該第二氣象站4次之、該第一氣象站3最低，則該伺服器2根據該氣象訊息B及該權重計算取得之溫度的該預估氣象參數，將會偏高。

該伺服器2即可以根據該預估氣象參數，預先控制該風扇11啟動，維持該溫室1內的溫度在該預設範圍內，以因應未來一小時可能的炎熱。

假設此時溼度的該預估氣象參數也偏高時，由於高溼度可能會使溫度降不下來，該伺服器2也可以預先控制該除溼機15啟動，確保溫度可以順利降下來。

請參閱第四圖及第九圖，假設在該舉例四的情況下，且該伺服器2根據該氣象訊息B及該權重計算取得之溫度的該預估氣象參數過高時，例如超過一預設值，則該伺服器2即可以根據該預估氣象參數，直接預先控制該冷氣啟動，維持該溫室1內的溫度在該預設範圍內，以因應未來一小時可能的過度炎熱。

復請參閱第一圖至第三圖，除此之外，該伺服器2也可以根據一高預設值及一低預設值，決定是否要改變該氣象訊息B的接收次數。該高預設值及該低預設值則例如可以是該溫室1中作物最佳生長條件的邊界值，或是該溫室1中作物生長或受影響的臨界值等等。

當該預估氣象參數不高於該高預設值，且不低於該低預設值時，該伺服器2係執行一正常接收步驟，而定時接收該氣象訊息B，例如每小時接收一次該氣象訊息B。在執行該正常接收步驟時，該伺服器2可以定時接收該氣象訊息B，無需使用者隨時注意天氣狀況。

當該預估氣象參數高於該高預設值或低於該低預設值時，該伺服器2係執行一密集接收步驟，而密集接收該氣象訊息B。在一單位時間內，該密集接收步驟的接收次數係高於該正常接收步驟的接收次數，例如提高到每十五分鐘接收一次該氣象訊息B。在執行該密集接收步驟時，由於該伺服器2增加接收該氣象訊息B的次數，即使天氣變化劇烈，也可以確實將該環境參數調控在該預設範圍。

藉由來自所述氣象站的該氣象訊息B，該伺服器2可以預先計算該預估氣象參數，並據此控制該溫室1中的所述環控設備，而能夠在作物感受到環境變化之前，預先調控該溫室1的環境參數，確保作物生長環境的穩定。

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。

1:溫室

11:風扇

12:水牆

13:電熱器

14:冷氣機

15:除溼機

2:伺服器

3:第一氣象站

4:第二氣象站

5:第三氣象站

B:氣象訊息

Claims (9)

1. 一種預先控制農業場域環境參數的方法，包含：在一農業場域設置複數環控設備，以調控該農業場域的一環境參數；在該農業場域的周邊選擇至少二氣象站；設置一伺服器，該伺服器自所述氣象站分別接收一氣象訊息，該伺服器接收之該氣象訊息係至少對應於過去之先後的一第一時間、一第二時間，及未來的一第三時間；該伺服器取得對應該第一時間及該第二時間之該環境參數，並根據該第一時間及該第二時間對應之該環境參數及該氣象訊息，以及所述氣象站各自與該農業場域之間的一空間關係，指定每一氣象站對應之一權重以對應該空間關係，並根據該第二時間及該第三時間對應之該氣象訊息及該權重，評估各個該氣象訊息對該農業場域的影響，而計算取得對應該第三時間之一預估氣象參數；該伺服器根據該預估氣象參數，控制所述環控設備，進而預先調控該農業場域的該環境參數，使該環境參數維持在一預設範圍中。
2. 如請求項1之預先控制農業場域環境參數的方法，進一步，當該伺服器取得對應該第三時間之該環境參數後，該伺服器根據該第二時間及該第三時間對應之該氣象訊息以及該環境參數，更新該權重。
3. 如請求項1之預先控制農業場域環境參數的方法，進一步，有一高預設值及一低預設值，當該預估氣象參數不高於該高預設值，且不低於該低預設值時，該伺服器係執行一正常接收步驟，而定時接收該氣象訊息。
4. 如請求項3之預先控制農業場域環境參數的方法，進一步，當該預估氣象參數高於該高預設值或低於該低預設值時，該伺服器係執行一密集接 收步驟，而密集接收該氣象訊息，且在一單位時間內，該密集接收步驟的接收次數係高於該正常接收步驟的接收次數。
5. 如請求項1之預先控制農業場域環境參數的方法，其中，所述氣象站係至少選擇三個，且所述氣象站共同圍繞在該農業場域的周邊。
6. 如請求項1之預先控制農業場域環境參數的方法，其中，該氣象訊息包含溫度、溼度、風向及風力之一或其組合。
7. 如請求項1之預先控制農業場域環境參數的方法，其中，所述環控設備包含至少一溫度控制設備及/或至少一溼度控制設備。
8. 一種電腦程式，安裝在一電腦，用於執行如請求項1至請求項7任一項之預先控制農業場域環境參數的方法。
9. 一種電腦可讀取媒體，係記載有一電腦程式，該電腦程式安裝在一電腦後，用於執行如請求項1至請求項7任一項之預先控制農業場域環境參數的方法。

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