本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息化背景下二氧化碳濃度校準(zhǔn)和修正技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大棚種植、溫室栽培、畜禽養(yǎng)殖等環(huán)境下二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其方法，同時(shí)也適用畜禽養(yǎng)殖中氨氣等氣體校準(zhǔn)修正。

背景技術(shù)：

隨著農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展不斷深入，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息采集技術(shù)已成為這一發(fā)展方向的關(guān)鍵性技術(shù)之一，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息對(duì)農(nóng)作物和畜禽生長(zhǎng)起到重要指導(dǎo)性作用。特別是二氧化碳，不僅是綠色農(nóng)作物光合作用必要原料、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量的重要保障，而且是影響畜禽生長(zhǎng)、肉蛋類(lèi)產(chǎn)量的重要因素；因此在溫室栽培、大棚種植、畜禽養(yǎng)殖等諸多場(chǎng)合，對(duì)CO₂等氣體濃度的精準(zhǔn)采集有著至關(guān)重要的作用；且隨著農(nóng)場(chǎng)或設(shè)施農(nóng)業(yè)基地發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，常常使用幾個(gè)甚至幾十個(gè)CO₂濃度傳感器，并往往通過(guò)無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行采集匯聚；由于CO₂濃度傳感器長(zhǎng)期工作在戶(hù)內(nèi)環(huán)境下、尤其在高溫高濕的溫室大棚環(huán)境下，其輸出信號(hào)隨著環(huán)境、自身器件老化等因素易發(fā)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，造成測(cè)量值一致性、靈敏度和精準(zhǔn)度較差。因此需要定期校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法有：氮?dú)饬泓c(diǎn)校準(zhǔn)、化學(xué)法零點(diǎn)校準(zhǔn)、穩(wěn)定環(huán)境短期校準(zhǔn)、環(huán)境自動(dòng)長(zhǎng)期校準(zhǔn)等；通常采用穩(wěn)定環(huán)境短期零點(diǎn)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)將傳感器進(jìn)行拆卸，置于戶(hù)外環(huán)境，通過(guò)指令或按鍵進(jìn)行校準(zhǔn)；它有以下不足：1、空氣中CO₂濃度在不同時(shí)間和地點(diǎn)的情況下是有波動(dòng)的，易造成校準(zhǔn)不準(zhǔn)確；2、普通農(nóng)業(yè)工作人員不具備校準(zhǔn)實(shí)施的技術(shù)條件；3、CO₂濃度傳感器往往不單獨(dú)使用，通常配有光照度、空氣溫濕度、基質(zhì)溫濕度、氨氣濃度等傳感器的多種，造成校準(zhǔn)時(shí)拆卸或再安裝的過(guò)程復(fù)雜；4、在校準(zhǔn)的此段時(shí)間CO₂的濃度數(shù)據(jù)采集將斷檔，影響到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根本解決該問(wèn)題，需要CO₂氣體傳感器在感測(cè)原理及制造工藝等多方面進(jìn)行突破，成本較高，且周期較長(zhǎng)?，F(xiàn)有CO₂濃度校準(zhǔn)修正案例中，校準(zhǔn)技術(shù)和措施在易用性和經(jīng)濟(jì)性上并不能完全涉及，如專(zhuān)利“利用紅外光吸收特性自動(dòng)校準(zhǔn)和測(cè)量氣體濃度的方法和裝置”（CN 100494983 C）和“氣體傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)方法及裝置”（CN 102866232 A）利用集成已知濃度氣體的腔室或者氣罐進(jìn)行切換或吹氣來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，制造復(fù)雜且成本高，不適用于大面積推廣；而有的將傳感器置于空氣中，通過(guò)測(cè)量值和實(shí)際值差值遞歸補(bǔ)償來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，如專(zhuān)利“CO₂氣體傳感器在空氣中零點(diǎn)自校準(zhǔn)方法”（CN 101975839 A），還有的通過(guò)與MCU接口相連接的高精度氣體傳感器的測(cè)量值來(lái)進(jìn)行待校準(zhǔn)氣體傳感器的校準(zhǔn)標(biāo)定，如專(zhuān)利“氣體傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)及其氣體傳感器校準(zhǔn)方法”（CN 103399123 A）。筆者認(rèn)為，上述方法在CO₂傳感器已被集成使用、數(shù)量較多、成本不能過(guò)高、實(shí)現(xiàn)不宜復(fù)雜、不易拆卸等場(chǎng)景要求中，不能完全滿(mǎn)足校準(zhǔn)應(yīng)用需求；因此迫切需要一種高易用性、低成本且高效的CO₂濃度校準(zhǔn)修正機(jī)制，提高其測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)戶(hù)內(nèi)環(huán)境下CO₂濃度的可靠校準(zhǔn)修正。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其方法。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：設(shè)計(jì)一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置包括至少一個(gè)校準(zhǔn)修正裝置，所述校準(zhǔn)修正裝置包括已校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器、MCU、由顯示屏及指示燈組成的顯示裝置、組合按鍵及無(wú)線通訊模塊；所述已校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器通過(guò)數(shù)字接口或經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后的模擬信號(hào)與MCU連接，所述顯示屏通過(guò)SPI接口與MCU連接，所述無(wú)線通信模塊通過(guò)串行口與MCU連接，所述的指示燈和組合按鍵通過(guò)GPIO口與MCU連接，所述指示燈及組合按鍵與MCU的I/O口連接；還包括通過(guò)通訊連接的下述部件：

服務(wù)器，運(yùn)行后臺(tái)軟件及專(zhuān)家系統(tǒng)；

數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存放CO₂濃度信息和CO₂濃度校準(zhǔn)相關(guān)信息；

工作電腦，用于運(yùn)行前臺(tái)軟件；

待校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器，包含有和校準(zhǔn)裝置相同硬件型號(hào)的無(wú)線通訊模塊；

匯聚終端，用于傳感數(shù)據(jù)的接收分析處理并轉(zhuǎn)發(fā)；

手機(jī)APP和短信，用于后臺(tái)校準(zhǔn)信息的接收和推送；

校準(zhǔn)修正裝置具有長(zhǎng)校準(zhǔn)和短校準(zhǔn)兩種校準(zhǔn)修正模式。

所述的專(zhuān)家系統(tǒng)一般由人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)等幾部分功能組成，本發(fā)明中特指CO₂濃度校準(zhǔn)修正專(zhuān)家系統(tǒng)，專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)采集到的CO₂濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型、校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、信息知識(shí)和專(zhuān)家知識(shí)對(duì)CO₂濃度進(jìn)行校準(zhǔn)、修正、校準(zhǔn)預(yù)測(cè)和診斷，并進(jìn)行CO₂濃度的后端校準(zhǔn)修正。該專(zhuān)家系統(tǒng)集成了多個(gè)數(shù)學(xué)模型，包含：CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型、CO₂濃度誤差預(yù)測(cè)模型、CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型、CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型；并通過(guò)工作電腦上前臺(tái)軟件和手機(jī)APP和短信等多形式進(jìn)行人機(jī)交互。

其中，專(zhuān)家系統(tǒng)中CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型，根據(jù)往期校準(zhǔn)時(shí)間、校準(zhǔn)歷史誤差、校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、設(shè)施生產(chǎn)中二氧化碳濃度的變化規(guī)律和知識(shí)庫(kù)等，智能預(yù)測(cè)下一次待校準(zhǔn)CO₂傳感單元校準(zhǔn)時(shí)間，包含具體哪些天以及時(shí)刻具體范圍值，并保證單次校準(zhǔn)的數(shù)量最大化，進(jìn)而減少工作人員的校準(zhǔn)頻率。

所述的數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于保存CO₂傳感器濃度信息及其他感知數(shù)據(jù)、特別是溫濕度數(shù)據(jù)，且存放專(zhuān)家系統(tǒng)中用以CO₂校準(zhǔn)、修正、校準(zhǔn)預(yù)測(cè)和診斷的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)學(xué)模型和知識(shí)庫(kù)等內(nèi)容。

所述的服務(wù)器端運(yùn)行專(zhuān)家系統(tǒng)和后臺(tái)軟件。后臺(tái)軟件在CO₂傳感器正常工作無(wú)需校準(zhǔn)時(shí)，接收來(lái)自匯聚終端的CO₂濃度的原始輸出值，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；利用CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型，得到轉(zhuǎn)換后的CO₂濃度輸出值；通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中歷史數(shù)據(jù)縱向比較以及其他采集點(diǎn)濃度數(shù)據(jù)的變化程度橫向比較，并結(jié)合環(huán)境因素等知識(shí)庫(kù)信息，進(jìn)一步剔除粗大誤差數(shù)據(jù)；利用CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型，找出最佳擬合曲線，進(jìn)行修正，使其誤差范圍在指定范圍內(nèi)。通過(guò)采集的CO₂氣體濃度數(shù)據(jù)，上次校準(zhǔn)的時(shí)間，歷史平均值的飄動(dòng)，溫度的變化情況以及其他參數(shù)，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)各CO₂濃度傳感單元是否需要進(jìn)行校準(zhǔn)，給出預(yù)測(cè)的最佳校準(zhǔn)時(shí)間段，且保證每次校準(zhǔn)數(shù)量的最大化；并利用有效的校準(zhǔn)時(shí)間提醒機(jī)制，農(nóng)業(yè)工作人員可以通過(guò)平臺(tái)軟件、手機(jī)APP、短信等多渠道的校準(zhǔn)推送信息來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)操作。

所述的匯聚終端主要包含處理器、ZigBee通信模塊、無(wú)線/有線網(wǎng)卡，通過(guò)ZigBee通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自校準(zhǔn)修正裝置的CO₂準(zhǔn)確測(cè)量值和待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感單元的原始輸出值，并通過(guò)網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器端。

匯聚裝置進(jìn)行CO₂濃度原始輸出數(shù)據(jù)的透?jìng)鳎梅?wù)器端處理器強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型，獲取轉(zhuǎn)換處理后的CO₂濃度值，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)將處理后的CO₂濃度值進(jìn)行回傳至CO₂濃度傳感單元，進(jìn)而減少氣體采集裝置端的計(jì)算處理功耗，且充分利用了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的帶寬。

所述的工作電腦在本發(fā)明中，主要運(yùn)行前臺(tái)軟件，顯示采集的經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)、修正的CO₂濃度，并顯示其預(yù)測(cè)的下次校準(zhǔn)時(shí)間，以及此時(shí)是否需要校準(zhǔn)，或者是否需要更換二氧化碳濃度傳感器等信息。

所述的手機(jī)APP和短信，通過(guò)基站以2G/3G/4G信號(hào)形式接入網(wǎng)絡(luò)，用以接收來(lái)自服務(wù)器端CO₂濃度信息，并對(duì)具體的校準(zhǔn)修正信息進(jìn)行推送。根據(jù)手機(jī)端APP、手機(jī)短信、PC端軟件平臺(tái)3者中任何其一的推送信息，可獲取待校準(zhǔn)CO₂傳感器時(shí)間、數(shù)量、位置信息和校準(zhǔn)模式——哪些傳感器需要何種校準(zhǔn)模式以及校準(zhǔn)時(shí)間。

所述的待校準(zhǔn)修正CO₂濃度傳感單元，包含MCU、 ZigBee通信模塊、溫濕度傳感器、CO₂濃度傳感器、光照度傳感器、基質(zhì)溫濕度傳感器等，主要用于環(huán)境數(shù)據(jù)的感知；在本發(fā)明中，主要用于CO₂濃度和空氣溫濕度的感知；它對(duì)CO₂濃度和空氣溫濕度連續(xù)采樣6次，且通過(guò)每次采樣間的差值，找出差值較大的點(diǎn)，并去除粗大誤差；通過(guò)ZigBee通信模塊來(lái)進(jìn)行傳感器原始信號(hào)傳輸，傳輸至匯聚終端。

所述的校準(zhǔn)修正裝置，尤其指二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置，該裝置為手持式裝置；利用其自帶固定裝置也可固定于支架或地面；校準(zhǔn)修正裝置作為校準(zhǔn)源備用。如附圖2所示，它主要包括低功耗微處理器芯片STM32L051C8、已校準(zhǔn)過(guò)的高精度CO₂傳感器、一種用于顯示校準(zhǔn)狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)CO₂濃度值的OLED顯示屏和指示燈、開(kāi)機(jī)和校準(zhǔn)按鍵、ZigBee通信模塊等；該裝置的ZigBee無(wú)線通信模塊的硬件和待校準(zhǔn)修正單元中的硬件相同，它是一種MCU為STM32F101RB、射頻收發(fā)芯片為AT86RF212B且通信頻段為780MHz的無(wú)線通信模塊，但不限于ZigBee通信模塊；校準(zhǔn)修正裝置供電方式采用鋰電池供電；該校準(zhǔn)修正裝置主要用以提供當(dāng)前環(huán)境下CO₂濃度準(zhǔn)確輸出值，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，獲取校準(zhǔn)修正裝置的相對(duì)位置，識(shí)別所要進(jìn)行校準(zhǔn)的待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感單元，進(jìn)而對(duì)該單元進(jìn)行CO₂濃度的校準(zhǔn)修正；該校準(zhǔn)修正裝置提供2種校準(zhǔn)模式——短校準(zhǔn)模式和長(zhǎng)校準(zhǔn)模式；短校準(zhǔn)模式：小濃度范圍內(nèi)的少點(diǎn)校準(zhǔn)，且校準(zhǔn)時(shí)間較短；長(zhǎng)校準(zhǔn)模式：進(jìn)行大濃度范圍的深度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)參考點(diǎn)較多，且校準(zhǔn)時(shí)間較長(zhǎng)。該校準(zhǔn)修正裝置亦可單獨(dú)作為手持式CO₂濃度感測(cè)器使用。

農(nóng)業(yè)工作人員根據(jù)服務(wù)器平臺(tái)端相關(guān)推送信息，在具體的時(shí)間段將校準(zhǔn)裝置置于指定CO₂傳感器（數(shù)量可多個(gè)）的位置點(diǎn)，啟動(dòng)校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)裝置加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)并定位，根據(jù)無(wú)線定位技術(shù)，特別指ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，獲取待校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的地址；按下校準(zhǔn)按鍵，等待至對(duì)應(yīng)指示燈黃燈/藍(lán)燈亮起，或OLED屏顯示短/長(zhǎng)校準(zhǔn)完成，則表示短/長(zhǎng)校準(zhǔn)完成。長(zhǎng)校準(zhǔn)模式下校準(zhǔn)精度將更高，校準(zhǔn)過(guò)程中無(wú)需拆卸。

設(shè)置在戶(hù)內(nèi)環(huán)境下（豬場(chǎng)、禽室、大棚、溫室等）待修正校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器氣體濃度通常分為2種輸出方式：一種是模擬信號(hào)，一種是數(shù)字信號(hào)（串口、I2C、SPI、PWM等）；模擬信號(hào)包含二種類(lèi)型：原始模擬信號(hào)和二次模擬信號(hào)，其中，濃度轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)修正均為服務(wù)器后端操作。若為數(shù)字信號(hào)，則一般MCU對(duì)采集的CO₂濃度模擬信號(hào)進(jìn)行了二次轉(zhuǎn)換處理而產(chǎn)生實(shí)際濃度值的信號(hào)；此時(shí)服務(wù)器后端僅僅進(jìn)行補(bǔ)償修正操作。若CO₂濃度傳感器自帶校準(zhǔn)指令，則可通過(guò)無(wú)線發(fā)送校準(zhǔn)指令來(lái)進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)或已知濃度下的校準(zhǔn)標(biāo)定。

待校準(zhǔn)CO₂傳感器數(shù)目較多時(shí)，校準(zhǔn)修正裝置數(shù)量不限于1個(gè)，可為多個(gè)，并支持多個(gè)校準(zhǔn)裝置同時(shí)校準(zhǔn)，以加快校準(zhǔn)時(shí)間。且校準(zhǔn)過(guò)程中，采用該校準(zhǔn)修正裝置濃度輸出值作為待校準(zhǔn)修正裝置的CO₂測(cè)量值輸出，使其校準(zhǔn)過(guò)程中，CO₂濃度的采集無(wú)斷檔，可以正常執(zhí)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)。

若農(nóng)業(yè)工作人員無(wú)法按時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)操作，則專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)未校準(zhǔn)CO₂傳感器的氣體濃度值進(jìn)行智能修正，并通過(guò)歷史數(shù)據(jù)，在CO₂濃度誤差預(yù)測(cè)模型和CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型的作用下，將待校準(zhǔn)而未校準(zhǔn)的傳感器氣體濃度進(jìn)行修正標(biāo)定，包含溫濕度補(bǔ)償，達(dá)到軟校準(zhǔn)的目的。

若校準(zhǔn)后未達(dá)到精度要求，即校準(zhǔn)無(wú)效時(shí)，專(zhuān)家系統(tǒng)自動(dòng)診斷該CO₂傳感器是否已壞，若已壞則進(jìn)行更換。

結(jié)合無(wú)線傳感網(wǎng)下溫濕度傳感器，若溫度或者濕度高于上限值，則對(duì)該傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能斷電保護(hù)；當(dāng)大于上限值的80%且小于上限值時(shí)，則減少CO₂濃度采樣頻率，減少其老化程度，延長(zhǎng)使用壽命。

進(jìn)一步的，所述無(wú)線通訊模塊為ZigBee無(wú)線通信模塊。所述校準(zhǔn)修正裝置通過(guò)ZigBee無(wú)線通信模塊網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)自動(dòng)識(shí)別待校準(zhǔn)對(duì)象，識(shí)別所要進(jìn)行校準(zhǔn)的待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感單元，進(jìn)而對(duì)該單元進(jìn)行CO₂濃度的校準(zhǔn)修正；所述待校準(zhǔn)對(duì)象為待校準(zhǔn)的傳感器。

進(jìn)一步的，一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正方法，包含以下步驟，

步驟1、搭建校準(zhǔn)環(huán)境：?jiǎn)?dòng)服務(wù)器、專(zhuān)家系統(tǒng)、CO₂濃度傳感器、匯聚終端及工作電腦，使得所有的CO₂濃度傳感單元及匯聚終端建立在基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線鏈路連接，匯聚終端通過(guò)以太網(wǎng)服務(wù)器后臺(tái)正常通訊且與校準(zhǔn)環(huán)境相關(guān)的單元均能正常工作；

步驟2、判斷是否有校準(zhǔn)信息推送：當(dāng)有校準(zhǔn)信息推送時(shí)，農(nóng)業(yè)工作人員根據(jù)手機(jī)app、短信的校準(zhǔn)推送信息內(nèi)容，或者平臺(tái)展示時(shí)的校準(zhǔn)提醒信息內(nèi)容，判斷進(jìn)行校準(zhǔn)的時(shí)機(jī)、需要校準(zhǔn)的模式以及待校準(zhǔn)點(diǎn)的位置、時(shí)間及類(lèi)型；

當(dāng)無(wú)校準(zhǔn)信息推送時(shí)，即CO₂濃度傳感器均能正常工作、無(wú)需校準(zhǔn)操作的情況下，結(jié)合無(wú)線傳感網(wǎng)下的傳感器環(huán)境溫濕度值，對(duì)CO₂濃度傳感器的采樣工作進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；

步驟3、確定是否執(zhí)行校準(zhǔn)操作：若執(zhí)行校準(zhǔn)操作，則準(zhǔn)備帶有已經(jīng)校準(zhǔn)過(guò)的高精度氣體傳感器校準(zhǔn)裝置待用；其校準(zhǔn)數(shù)量根據(jù)校準(zhǔn)信息中所需校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量和校準(zhǔn)模式所確定，可為一個(gè)或者多個(gè)；

若不執(zhí)行校準(zhǔn)操作，專(zhuān)家系統(tǒng)則對(duì)往期CO₂濃度數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)值差值、CO₂濃度變化規(guī)律、溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并結(jié)合知識(shí)庫(kù)信息，對(duì)未能按期校準(zhǔn)的CO₂傳感器的氣體濃度測(cè)量值進(jìn)行修正、軟校準(zhǔn)；平臺(tái)系統(tǒng)會(huì)在下一個(gè)合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，推送該處待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器的校準(zhǔn)信息；

步驟4、準(zhǔn)備校準(zhǔn)裝置：農(nóng)業(yè)工作人員根據(jù)校準(zhǔn)信息，攜帶校準(zhǔn)裝置到達(dá)指定的待校準(zhǔn)CO₂傳感器安裝地點(diǎn)處，啟動(dòng)裝置校準(zhǔn)按鍵，校準(zhǔn)裝置能自動(dòng)識(shí)別該處的校準(zhǔn)模式為長(zhǎng)校準(zhǔn)或?yàn)槎绦?zhǔn)；校準(zhǔn)修正裝置的OLED顯示屏同時(shí)會(huì)有信息提示；服務(wù)器端也會(huì)通過(guò)手機(jī)APP，短信的方式通知農(nóng)業(yè)工作人員該點(diǎn)校準(zhǔn)完成，可移除校準(zhǔn)修正裝置；

步驟5、執(zhí)行校準(zhǔn)操作：定時(shí)獲取待校準(zhǔn)傳感器數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行３次指數(shù)平滑，以減少相關(guān)故障等造成的數(shù)據(jù)波動(dòng)；

步驟6、判斷校準(zhǔn)是否有效：若校準(zhǔn)過(guò)程中，校準(zhǔn)處理值和實(shí)際測(cè)量值差值至少3次大于最大誤差值，則校準(zhǔn)無(wú)效，此時(shí)服務(wù)器后臺(tái)進(jìn)行診斷，判斷該CO₂傳感器是否故障，若出現(xiàn)故障，則校準(zhǔn)失敗信息推送提示需要更換CO₂濃度傳感器；

若校準(zhǔn)過(guò)程中，校準(zhǔn)處理值和測(cè)量實(shí)際值差值連續(xù)6次小于設(shè)定的最大誤差值，則校準(zhǔn)有效；完成此次校準(zhǔn)，進(jìn)行下一個(gè)待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器校準(zhǔn)；

若待校準(zhǔn)CO₂傳感器數(shù)目較多，則支持多個(gè)校準(zhǔn)裝置同時(shí)校準(zhǔn)，以加快校準(zhǔn)速度；

待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器校準(zhǔn)完成后，則服務(wù)器端通過(guò)短信和手機(jī)APP等多形式進(jìn)行信息推送，通知完成該次校準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)校準(zhǔn)人員可取走校準(zhǔn)修正裝置；

步驟7、待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器校準(zhǔn)完成后，則服務(wù)器端通過(guò)短信和手機(jī)APP等多形式進(jìn)行信息推送，通知完成該次校準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)校準(zhǔn)人員可取走校準(zhǔn)修正裝置；

步驟8、按照以上方式依次進(jìn)行校準(zhǔn)。最終完成全部校準(zhǔn)工作時(shí)，則通知完成全部校準(zhǔn)，通知方式與步驟7相同。

進(jìn)一步的，所述校準(zhǔn)過(guò)程中，采用校準(zhǔn)修正裝置濃度輸出值作為待校準(zhǔn)修正裝置的CO₂測(cè)量值輸出，使其校準(zhǔn)過(guò)程中，CO₂濃度的采集無(wú)斷檔，可以正常執(zhí)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)。

有益效果

本發(fā)明提供了一種適用于溫室環(huán)境的二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其方法，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，確定校準(zhǔn)修正裝置相對(duì)位置，進(jìn)而識(shí)別所要進(jìn)行校準(zhǔn)的待校準(zhǔn)修正裝置，校準(zhǔn)過(guò)程中待校準(zhǔn)修正裝置無(wú)需拆卸，校準(zhǔn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單便捷，無(wú)需額外的操作和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)挖掘，找出最佳校準(zhǔn)模式和校準(zhǔn)時(shí)間（包括具體的時(shí)刻范圍），使得校準(zhǔn)操作更加高效。且在高溫高濕的環(huán)境下，通過(guò)智能斷電或者減少采樣頻率，延長(zhǎng)了CO₂濃度傳感器的壽命；該發(fā)明降低校對(duì)的難度，提高了CO₂濃度傳感器測(cè)量準(zhǔn)確度，為溫室、大棚環(huán)境下二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)、二氧化碳施肥提供可靠準(zhǔn)確的依據(jù)；也為豬室、禽室下風(fēng)機(jī)、氣窗的精準(zhǔn)控制提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中的所需硬件結(jié)構(gòu)組成和信息流示意圖；

圖2為本發(fā)明中的所述的校準(zhǔn)修正裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中的所述一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其方法的流程圖；

具體實(shí)施方式：

本實(shí)施例提供的一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其修正方法，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際場(chǎng)景，將CO₂濃度傳感器安裝點(diǎn)位分別設(shè)置于：玻璃溫室、南四連棟大棚，鳥(niǎo)巢大棚，北四連棟大棚、禽舍及豬舍內(nèi)。且這些采集節(jié)點(diǎn)均帶有溫濕度傳感器，通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)CO₂濃度等感知數(shù)據(jù)的透?jìng)鲄R聚。

該二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置包括至少一個(gè)校準(zhǔn)修正裝置，

校準(zhǔn)修正裝置包括已校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器、MCU、由顯示屏及指示燈組成的顯示裝置、組合按鍵及無(wú)線通訊模塊；其中，MCU為STM32L051C8，已校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器通過(guò)數(shù)字接口或經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后的模擬信號(hào)與MCU連接，顯示屏通過(guò)SPI接口與MCU連接，無(wú)線通信模塊通過(guò)串行口與MCU連接，而指示燈和組合按鍵通過(guò)GPIO口與MCU連接，且指示燈及組合按鍵與MCU的I/O口連接。而無(wú)線通訊模塊為ZigBee模塊，其中的ZigBee模塊射頻收發(fā)芯片為AT86RF212B；供電方式采用鋰電池供電；為手持式裝置，并自帶固定裝置：可固定于戶(hù)內(nèi)環(huán)境下的支架，地面等多場(chǎng)景；該校準(zhǔn)修正裝置提供2種校準(zhǔn)修正模式：長(zhǎng)校準(zhǔn)模式和短校準(zhǔn)模式；長(zhǎng)校準(zhǔn)模式下，校準(zhǔn)濃度值范圍大，且所取采樣點(diǎn)多，所需校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)，校準(zhǔn)值粒度更細(xì)；該校準(zhǔn)修正裝置亦可單獨(dú)作為手持式采集器對(duì)CO₂濃度直接采集顯示；

本實(shí)施例中的二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置還包括通過(guò)通訊連接的下述部件：

服務(wù)器，運(yùn)行專(zhuān)家系統(tǒng)和后臺(tái)軟件。后臺(tái)軟件在CO₂傳感器正常工作無(wú)需校準(zhǔn)時(shí)，接收來(lái)自匯聚終端的CO₂濃度的原始輸出值，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；利用CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型，得到轉(zhuǎn)換后的CO₂濃度輸出值；通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中歷史數(shù)據(jù)縱向比較以及其他采集點(diǎn)濃度數(shù)據(jù)的變化程度橫向比較，并結(jié)合環(huán)境因素等知識(shí)庫(kù)信息，進(jìn)一步剔除粗大誤差數(shù)據(jù)；利用CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型，找出最佳擬合曲線，進(jìn)行修正，使其誤差范圍在指定范圍內(nèi)。通過(guò)采集的CO₂氣體濃度數(shù)據(jù)，上次校準(zhǔn)的時(shí)間，歷史平均值的飄動(dòng)，溫度的變化情況以及其他參數(shù)，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)各CO2濃度傳感單元是否需要進(jìn)行校準(zhǔn)，給出預(yù)測(cè)的最佳校準(zhǔn)時(shí)間段，且保證每次校準(zhǔn)數(shù)量的最大化；并利用有效的校準(zhǔn)時(shí)間提醒機(jī)制，農(nóng)業(yè)工作人員可以通過(guò)平臺(tái)軟件、手機(jī)APP、短信等多渠道的校準(zhǔn)推送信息來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)操作。

專(zhuān)家系統(tǒng)，由人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)等幾部分功能組成，本發(fā)明中特指CO₂濃度校準(zhǔn)修正專(zhuān)家系統(tǒng)，專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)采集到的CO₂濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型、校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、信息知識(shí)和專(zhuān)家知識(shí)對(duì)CO₂濃度進(jìn)行校準(zhǔn)、修正、校準(zhǔn)預(yù)測(cè)和診斷，并進(jìn)行CO₂濃度的后端校準(zhǔn)修正。該專(zhuān)家系統(tǒng)集成了多個(gè)數(shù)學(xué)模型，包含：CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型、CO₂濃度誤差預(yù)測(cè)模型、CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型、CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型；并通過(guò)工作電腦上前臺(tái)軟件和手機(jī)APP和短信等多形式進(jìn)行人機(jī)交互。

其中，專(zhuān)家系統(tǒng)中CO2濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型，根據(jù)往期校準(zhǔn)時(shí)間、校準(zhǔn)歷史誤差、校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、設(shè)施生產(chǎn)中二氧化碳濃度的變化規(guī)律和知識(shí)庫(kù)等，智能預(yù)測(cè)下一次待校準(zhǔn)CO₂傳感單元校準(zhǔn)時(shí)間，包含具體哪些天以及時(shí)刻具體范圍值，并保證單次校準(zhǔn)的數(shù)量最大化，進(jìn)而減少工作人員的校準(zhǔn)頻率。

數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存放CO₂濃度信息和CO₂濃度校準(zhǔn)相關(guān)信息及運(yùn)行專(zhuān)家系統(tǒng)和后臺(tái)軟件。后臺(tái)軟件在CO₂傳感器正常工作無(wú)需校準(zhǔn)時(shí)，接收來(lái)自匯聚終端的CO₂濃度的原始輸出值，保存至數(shù)據(jù)庫(kù)；利用CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型，得到轉(zhuǎn)換后的CO₂濃度輸出值；通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中歷史數(shù)據(jù)縱向比較以及其他采集點(diǎn)濃度數(shù)據(jù)的變化程度橫向比較，并結(jié)合環(huán)境因素等知識(shí)庫(kù)信息，進(jìn)一步剔除粗大誤差數(shù)據(jù)；利用CO₂濃度轉(zhuǎn)換修正補(bǔ)償模型，找出最佳擬合曲線，進(jìn)行修正，使其誤差范圍在指定范圍內(nèi)。通過(guò)采集的CO₂氣體濃度數(shù)據(jù)，上次校準(zhǔn)的時(shí)間，歷史平均值的飄動(dòng)，溫度的變化情況以及其他參數(shù)，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)各CO₂濃度傳感單元是否需要進(jìn)行校準(zhǔn)，給出預(yù)測(cè)的最佳校準(zhǔn)時(shí)間段，且保證每次校準(zhǔn)數(shù)量的最大化；并利用有效的校準(zhǔn)時(shí)間提醒機(jī)制，農(nóng)業(yè)工作人員可以通過(guò)平臺(tái)軟件、手機(jī)APP、短信等多渠道的校準(zhǔn)推送信息來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)操作。

工作電腦，用于運(yùn)行前臺(tái)軟件，顯示采集的經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)、修正的CO₂濃度，并顯示其預(yù)測(cè)的下次校準(zhǔn)時(shí)間，以及此時(shí)是否需要校準(zhǔn)，或者是否需要更換二氧化碳濃度傳感器等信息。

待校準(zhǔn)二氧化碳濃度傳感器，包含有和校準(zhǔn)裝置相同硬件型號(hào)的無(wú)線通訊模塊；包含MCU、 ZigBee通信模塊、溫濕度傳感器、CO₂濃度傳感器、光照度傳感器、基質(zhì)溫濕度傳感器等，主要用于環(huán)境數(shù)據(jù)的感知；在本發(fā)明中，主要用于CO2濃度和空氣溫濕度的感知；它對(duì)CO₂濃度和空氣溫濕度連續(xù)采樣6次，且通過(guò)每次采樣間的差值，找出差值較大的點(diǎn)，并去除粗大誤差；通過(guò)ZigBee通信模塊來(lái)進(jìn)行傳感器原始信號(hào)傳輸，傳輸至匯聚終端。

匯聚終端，用于傳感數(shù)據(jù)的接收分析處理并轉(zhuǎn)發(fā)；主要包含處理器、ZigBee通信模塊、無(wú)線/有線網(wǎng)卡，通過(guò)ZigBee通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自校準(zhǔn)修正裝置的CO₂準(zhǔn)確測(cè)量值和待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感單元的原始輸出值，并通過(guò)網(wǎng)卡將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器端。

匯聚裝置進(jìn)行CO₂濃度原始輸出數(shù)據(jù)的透?jìng)?，利用服?wù)器端處理器強(qiáng)大的計(jì)算處理能力和CO₂濃度和原始輸出值關(guān)系模型，獲取轉(zhuǎn)換處理后的CO₂濃度值，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)將處理后的CO₂濃度值進(jìn)行回傳至CO₂濃度傳感單元，進(jìn)而減少氣體采集裝置端的計(jì)算處理功耗，且充分利用了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的帶寬。

手機(jī)APP和短信，用于后臺(tái)校準(zhǔn)信息的接收和推送；通過(guò)基站以2G/3G/4G信號(hào)形式接入網(wǎng)絡(luò)，用以接收來(lái)自服務(wù)器端CO₂濃度信息，并對(duì)具體的校準(zhǔn)修正信息進(jìn)行推送。根據(jù)手機(jī)端APP、手機(jī)短信、PC端軟件平臺(tái)3者中任何其一的推送信息，可獲取待校準(zhǔn)CO₂傳感器時(shí)間、數(shù)量、位置信息和校準(zhǔn)模式。

以下結(jié)合附圖3對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：

首先搭建校準(zhǔn)環(huán)境，如附圖2所示，它主要包括低功耗微處理器芯片STM32L051C8、已校準(zhǔn)過(guò)的高精度CO₂傳感器、一種用于顯示校準(zhǔn)狀態(tài)信息和實(shí)時(shí)CO₂濃度值的OLED顯示屏和指示燈、開(kāi)機(jī)和校準(zhǔn)按鍵、ZigBee通信模塊等；該裝置的ZigBee無(wú)線通信模塊的硬件和待校準(zhǔn)修正單元中的硬件相同，它是一種MCU為STM32F101RB、射頻收發(fā)芯片為AT86RF212B且通信頻段為780MHz的無(wú)線通信模塊，但不限于ZigBee通信模塊；校準(zhǔn)修正裝置供電方式采用鋰電池供電；該校準(zhǔn)修正裝置主要用以提供當(dāng)前環(huán)境下CO₂濃度準(zhǔn)確輸出值，并通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，獲取校準(zhǔn)修正裝置的相對(duì)位置，識(shí)別所要進(jìn)行校準(zhǔn)的待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感單元，進(jìn)而對(duì)該單元進(jìn)行CO₂濃度的校準(zhǔn)修正；該校準(zhǔn)修正裝置提供2種校準(zhǔn)模式——短校準(zhǔn)模式和長(zhǎng)校準(zhǔn)模式；短校準(zhǔn)模式：小濃度范圍內(nèi)的少點(diǎn)校準(zhǔn)，且校準(zhǔn)時(shí)間較短；長(zhǎng)校準(zhǔn)模式：進(jìn)行大濃度范圍的深度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)參考點(diǎn)較多，且校準(zhǔn)時(shí)間較長(zhǎng)。該校準(zhǔn)修正裝置亦可單獨(dú)作為手持式CO₂濃度感測(cè)器使用。

農(nóng)業(yè)工作人員根據(jù)服務(wù)器平臺(tái)端相關(guān)推送信息，在具體的時(shí)間段將校準(zhǔn)裝置置于指定CO₂傳感器的位置點(diǎn)，啟動(dòng)校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)裝置加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)并定位，根據(jù)無(wú)線定位技術(shù)，特別指ZigBee網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，獲取待校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的地址；按下校準(zhǔn)按鍵，等待至對(duì)應(yīng)指示燈黃燈/藍(lán)燈亮起，或OLED屏顯示短/長(zhǎng)校準(zhǔn)完成，則表示短/長(zhǎng)校準(zhǔn)完成。長(zhǎng)校準(zhǔn)模式下校準(zhǔn)精度將更高，校準(zhǔn)過(guò)程中無(wú)需拆卸。

啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備和單元，使得所有的CO₂濃度傳感單元和匯聚終端已經(jīng)建立基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線鏈路連接、匯聚終端能通過(guò)以太網(wǎng)服務(wù)器后臺(tái)正常通訊、且與校準(zhǔn)環(huán)境相關(guān)的單元均能正常工作。系統(tǒng)第一次啟動(dòng)時(shí)，由于沒(méi)有往期傳感和校準(zhǔn)相關(guān)數(shù)據(jù)支撐，服務(wù)器端往往無(wú)法預(yù)測(cè)第一次校準(zhǔn)時(shí)間，結(jié)合傳感器資料，后臺(tái)系統(tǒng)將其默認(rèn)設(shè)置成2周。除第一次外，系統(tǒng)根據(jù)往期校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析處理，預(yù)測(cè)待校準(zhǔn)的傳感器節(jié)點(diǎn)的日期以及校準(zhǔn)的最佳的時(shí)段，由此達(dá)到最佳的校準(zhǔn)效果。并判斷該點(diǎn)是否需要進(jìn)行長(zhǎng)校準(zhǔn)或者短校準(zhǔn)。校準(zhǔn)信息可以在工作電腦前臺(tái)軟件的對(duì)應(yīng)CO₂濃度顯示欄中進(jìn)行提示，也可用過(guò)手機(jī)APP端和短信等多形式進(jìn)行信息推送。

在無(wú)校準(zhǔn)信息推送，即CO₂濃度傳感器均能正常工作、無(wú)需校準(zhǔn)操作的情況下，考慮通常應(yīng)用下采集CO₂濃度的過(guò)程中一般都采集其環(huán)境溫濕度，結(jié)合無(wú)線傳感網(wǎng)下的傳感器環(huán)境溫濕度值，若溫度高于CO₂傳感器工作溫度上限，或者濕度大于其工作濕度上限時(shí)，則對(duì)該傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能斷電保護(hù)；當(dāng)溫濕度大于上限值的80%且小于其上限，則減少對(duì)CO₂濃度的采樣頻率，減少其老化程度，一定程度上可以增加CO₂傳感器的校準(zhǔn)周期，并可以延長(zhǎng)其使用壽命。

若有校準(zhǔn)信息推送，例如有“在10月12日到10月15日的8:00~11:00適宜校準(zhǔn)，玻璃溫室為短校準(zhǔn)、北四連棟為長(zhǎng)校準(zhǔn)、禽舍為短校準(zhǔn)，請(qǐng)準(zhǔn)備1或2個(gè)校準(zhǔn)裝置及時(shí)校準(zhǔn)修正”的校準(zhǔn)推送信息。農(nóng)業(yè)工作人員可從手機(jī)app、短信或者展示控制平臺(tái)獲取其校準(zhǔn)提醒信息，判斷哪些位置的待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器在哪些天的哪段時(shí)刻需要進(jìn)行校準(zhǔn)；以及需要校準(zhǔn)的模式。

若農(nóng)業(yè)工作人員在該提示校準(zhǔn)適宜的時(shí)間段無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)，專(zhuān)家系統(tǒng)則對(duì)往期CO₂濃度數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)值差值、CO₂濃度變化規(guī)律、溫濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并結(jié)合知識(shí)庫(kù)信息，對(duì)未能按期校準(zhǔn)的CO₂傳感器的氣體濃度測(cè)量值進(jìn)行修正、軟校準(zhǔn)；平臺(tái)系統(tǒng)會(huì)在下一個(gè)合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，推送該處待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器的校準(zhǔn)信息，下一次的校準(zhǔn)模式通常為長(zhǎng)校準(zhǔn)模式。

若確定執(zhí)行校準(zhǔn)操作，則準(zhǔn)備帶有已經(jīng)校準(zhǔn)過(guò)的高精度氣體傳感器校準(zhǔn)裝置待用；其校準(zhǔn)數(shù)量根據(jù)校準(zhǔn)信息中所需校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量和校準(zhǔn)模式所確定，可為一個(gè)或者多個(gè)。

農(nóng)業(yè)工作人員根據(jù)校準(zhǔn)信息，攜帶校準(zhǔn)裝置到達(dá)指定的待校準(zhǔn)CO₂傳感器安裝地點(diǎn)處，按下校準(zhǔn)裝置的開(kāi)機(jī)按鍵，則電源指示燈紅燈亮，綠燈閃，待綠燈常亮?xí)r，則表明該校準(zhǔn)裝置完成初始化、成功加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并已識(shí)別出待進(jìn)行校準(zhǔn)的CO₂傳感器，且CO₂傳感器的濃度輸出已穩(wěn)定，可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。啟動(dòng)裝置校準(zhǔn)按鍵，校準(zhǔn)裝置能自動(dòng)識(shí)別該處的校準(zhǔn)模式：長(zhǎng)校準(zhǔn)或者短校準(zhǔn)；短校準(zhǔn)完成時(shí)，則黃燈亮；長(zhǎng)校準(zhǔn)完成時(shí)，則藍(lán)燈亮；校準(zhǔn)修正裝置的OLED顯示屏同時(shí)會(huì)有信息提示；服務(wù)器端也會(huì)通過(guò)手機(jī)APP，短信等方式通知農(nóng)業(yè)工作人員該點(diǎn)校準(zhǔn)完成，可移除校準(zhǔn)修正裝置。

進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，定時(shí)獲取待校準(zhǔn)傳感器數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行３次指數(shù)平滑處理，以減少相關(guān)故障等造成的數(shù)據(jù)波動(dòng)。根據(jù)信號(hào)不同，可分為數(shù)字和模擬信號(hào)，例如TTL信號(hào)或4~20MA信號(hào)。短校準(zhǔn)方式分為2種，若自帶校準(zhǔn)指令，可通過(guò)無(wú)線送校準(zhǔn)指令，例如英國(guó)GSS公司COZIR系列采用NDIR技術(shù)的CO₂傳感器，可以通過(guò)F 400 380\r\n指令的方式進(jìn)行在線校準(zhǔn)，400為校準(zhǔn)裝置測(cè)量的真實(shí)CO2濃度值，單位為ppm，而360為待校準(zhǔn)裝置的測(cè)量值，則每隔10秒鐘，反復(fù)進(jìn)行校準(zhǔn)，設(shè)置真實(shí)CO₂濃度值為參數(shù)C，待校準(zhǔn)裝置的測(cè)量值為參數(shù)C1，則△C=C1-C，當(dāng)濃度△C<15ppm 連續(xù)6次為止，則該種情況下短校準(zhǔn)完成；若不帶自校準(zhǔn)命令，則此時(shí)的TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換后CO₂濃度值，通過(guò)多點(diǎn)進(jìn)行擬合，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)在大量的數(shù)據(jù)模型中找出最佳擬合曲線模型并計(jì)算出系數(shù)的值。另一種輸出即為原始的非線性信號(hào)或者為轉(zhuǎn)換過(guò)的線性信號(hào)電壓或者電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路后，MCU獲取其電壓值或?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)換后的電壓值，則此時(shí)測(cè)量濃度和信號(hào)成線性或者非線性，該種情況下，一般CO₂濃度對(duì)應(yīng)于輸出的模擬信號(hào)的回歸函數(shù)，傳感器廠家會(huì)給出，是已知的，此時(shí)一般修改已知的回歸函數(shù)的系數(shù)值；同理，當(dāng)校準(zhǔn)處理值和測(cè)量實(shí)際值差值連續(xù)6次小于15ppm時(shí)，則表明其校準(zhǔn)完成。

長(zhǎng)校準(zhǔn)模式，相對(duì)于短校準(zhǔn)，長(zhǎng)校準(zhǔn)的校準(zhǔn)采樣范圍更大且校準(zhǔn)值粒度更細(xì)、校準(zhǔn)精度更高。為取得最佳校準(zhǔn)效果，專(zhuān)家系統(tǒng)根據(jù)往期的歷史數(shù)據(jù)和知識(shí)庫(kù)等信息，利用CO₂濃度校準(zhǔn)推理預(yù)測(cè)模型數(shù)學(xué)模型，推理預(yù)測(cè)取得大CO₂濃度值變化范圍內(nèi)最短時(shí)間段，通常選取正常的工作時(shí)間段，獲取其日期以及起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，滿(mǎn)足了長(zhǎng)校準(zhǔn)模式下的校準(zhǔn)的時(shí)效性和精細(xì)度。

若校準(zhǔn)過(guò)程中，校準(zhǔn)處理值和實(shí)際測(cè)量值差值仍舊多次大于最大誤差值，則校準(zhǔn)無(wú)效，服務(wù)器后臺(tái)則進(jìn)行診斷，判斷該CO₂傳感器是否已壞，若已壞，進(jìn)行校準(zhǔn)失敗信息推送提示需要更換CO₂濃度傳感器；若校準(zhǔn)過(guò)程中，校準(zhǔn)處理值和測(cè)量實(shí)際值差值連續(xù)6次小于設(shè)定的最大誤差值，則校準(zhǔn)有效；完成此次校準(zhǔn)，進(jìn)行下一個(gè)待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)過(guò)程中，工作人員可選擇值守現(xiàn)場(chǎng)，也可以將校準(zhǔn)修正裝置固定于現(xiàn)場(chǎng)，執(zhí)行其他工作。

若待校準(zhǔn)CO₂傳感器數(shù)目較多，則支持多個(gè)校準(zhǔn)裝置同時(shí)校準(zhǔn)，以加快校準(zhǔn)速度。正常情況下，待校準(zhǔn)CO₂傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多，且都是短校準(zhǔn)的情況下，可以逐個(gè)對(duì)待校準(zhǔn)CO₂傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；當(dāng)CO₂傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多、使用單個(gè)二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置無(wú)法在指定適宜時(shí)間段完成校準(zhǔn)時(shí)，或者校準(zhǔn)模式都為長(zhǎng)校準(zhǔn)模式情況，支持多個(gè)校準(zhǔn)修正裝置同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)；即可以單個(gè)校準(zhǔn)裝置對(duì)待校準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行逐一校準(zhǔn)，也可多個(gè)校準(zhǔn)裝置同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。

待校準(zhǔn)CO₂濃度傳感器校準(zhǔn)完成后，則服務(wù)器端通過(guò)短信和手機(jī)APP等多形式進(jìn)行信息推送，通知完成該次校準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)校準(zhǔn)人員可取走校準(zhǔn)修正裝置。

按照以上方式依次進(jìn)行校準(zhǔn)。最終完成全部校準(zhǔn)工作時(shí)，則通知完成全部校準(zhǔn)，通知方式和7相同。

本發(fā)明所述的一種二氧化碳濃度校準(zhǔn)修正裝置及其方法，不僅僅局限于對(duì)CO₂氣體濃度的校準(zhǔn)修正，同時(shí)適用于氨氣、一氧化碳等氣體濃度的校準(zhǔn)和修正。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，采用與本發(fā)明上述實(shí)施例相同或近似的結(jié)構(gòu)，而得到的其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。