本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說就是一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

日光溫室是采用較簡易的設(shè)施，充分利用太陽能，在寒冷地區(qū)一般不加溫進行蔬菜越冬栽培，而生產(chǎn)新鮮蔬菜的栽培設(shè)施日光溫室具有鮮明的中國特色。是我國獨有的設(shè)施。日光溫室的結(jié)構(gòu)各地不盡相同，分類方法也比較多，“日光溫室”產(chǎn)業(yè)作為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的主體，近20年來已成為農(nóng)業(yè)種植中效益最高的產(chǎn)業(yè)。它為解決長期困擾我國北方地區(qū)冬季的蔬菜淡季供應、增加農(nóng)民收入、節(jié)約能源、促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、安置就業(yè)、避免溫室效應造成的環(huán)境污染、提高城鄉(xiāng)居民的生活水平、穩(wěn)定社會等均做出了歷史性貢獻。日光溫室具備的性能：節(jié)能型日光溫室的透光率一般在60%~80%以上，室內(nèi)外氣溫差可保持在21~25攝氏度以上，但是在目前的日光溫室的管理上沒有做到精細化管理，溫室大棚目前普遍是通過保溫被實現(xiàn)保溫的效果，并且通過保溫被實現(xiàn)采光的控制，對于保溫被的卷放控制，影響著內(nèi)部作物的生長，保溫被的卷放時間和時刻的控制影響著大棚內(nèi)部環(huán)境，對于不同種類的作物，對于不同地點的農(nóng)業(yè)大棚，目前沒有完善的保溫被卷放控制系統(tǒng)及方法，能夠通過大棚內(nèi)外環(huán)境參數(shù)的采集和分析，為作物的生長提供最佳的環(huán)境，影響著對于國內(nèi)的溫室大棚種植的發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種對農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被精確智能控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制系統(tǒng)，包括檢測模塊、控制模塊和執(zhí)行模塊，所述的控制模塊包括數(shù)據(jù)分析模塊和補償模塊，所述的數(shù)據(jù)分析模塊實現(xiàn)檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)處理并與經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出結(jié)論發(fā)出指令，所述的補償模塊通過對檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)與控制參數(shù)進行對比分析，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析模塊的分析結(jié)果進行補償優(yōu)化，所述的執(zhí)行模塊接受控制模塊的指令執(zhí)行保溫被的卷放，所述的數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)參數(shù)的優(yōu)先級由高到低為：外界照度、溫室地溫、溫室氣溫、溫室內(nèi)外溫差、外界風速。

作為優(yōu)化，所述的檢測模塊包括照度檢測模塊、外界溫度檢測模塊、外南街風速檢測模塊、溫室溫度檢測模塊和溫室地溫檢測模塊。

作為優(yōu)化，所述的執(zhí)行模塊為變頻電機。

作為優(yōu)化，所述的控制模塊為PIC單片機。

一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制方法，包括以下步驟：第一步、確定檢測地當天日出時刻、日落時刻以及零太陽高度角時刻，通過計算公式進行確定，并初步確定保溫被卷放時刻；

第二步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界風速時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界風速數(shù)據(jù)相對比，對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第三步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室內(nèi)外溫差時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫與外界氣溫差做對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化；

第四步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室氣溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化；

第五步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室地溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室地溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化；

第六步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界照度系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界照度數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化；

第七步、通過補償模塊設(shè)定卷覆滯后時間和放覆提前時間，對保溫被卷放時刻進行最終確定；

第八步、通過補償模塊對檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)進行分析，得出回覆外界照度閾值和回覆外界氣溫閾值，對保溫被的卷放進行時刻進行限定；

第九步、控制模塊發(fā)出卷放指令，執(zhí)行模塊接受指令執(zhí)行保溫被卷放操作。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制系統(tǒng)及方法，通過對溫室大棚內(nèi)外環(huán)境的精確檢測和分析，通過多個環(huán)境檢測參數(shù)的層層分析，通過不斷的對數(shù)據(jù)的分析，對保溫被的卷放時刻進行不斷的優(yōu)化，結(jié)合理論數(shù)據(jù)和實際檢測數(shù)據(jù)進行對比，對大棚的保溫和采光實現(xiàn)精確控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明控制邏輯圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制系統(tǒng)，包括檢測模塊、控制模塊和執(zhí)行模塊，所述的控制模塊包括數(shù)據(jù)分析模塊和補償模塊，所述的數(shù)據(jù)分析模塊實現(xiàn)檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)處理并與經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出結(jié)論發(fā)出指令，所述的補償模塊通過對檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)與控制參數(shù)進行對比分析，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)分析模塊的分析結(jié)果進行補償優(yōu)化，所述的執(zhí)行模塊接受控制模塊的指令執(zhí)行保溫被的卷放，所述的數(shù)據(jù)分析模塊中的數(shù)據(jù)參數(shù)的優(yōu)先級由高到低為：外界照度、溫室地溫、溫室氣溫、溫室內(nèi)外溫差、外界風速，所述的檢測模塊包括照度檢測模塊、外界溫度檢測模塊、外南街風速檢測模塊、溫室溫度檢測模塊和溫室地溫檢測模塊，所述的執(zhí)行模塊為變頻電機，所述的控制模塊為PIC單片機。

檢測模塊中的溫度檢測模塊為溫度傳感器，風速檢測模塊為風速儀，照度檢測模塊為照度計，檢測模塊對溫室大棚內(nèi)外環(huán)境參數(shù)進行檢測，檢測后將數(shù)據(jù)通過信號傳輸線傳輸至控制模塊，控制模塊將數(shù)據(jù)行多種分析，得出最終的保溫被卷放時刻，并且發(fā)出執(zhí)行命令，通過信號傳輸線，將信號傳輸至執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊為變頻電機，變頻電機與保溫被通過滾輪和收放線連接，實現(xiàn)保溫被的卷放。

實施例1

一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制方法，包括以下步驟：第一步、確定檢測地當天日出時刻、日落時刻以及零太陽高度角時刻，通過計算公式進行確定，并初步確定保溫被卷放時刻；日出日落時刻計算方法為：計算地的地理位置,經(jīng)度Long,緯度G1at,時區(qū)zone,UTo為上次計算的日出日落時間,第一次計算時UTo＝180°。

(1)先計算出從格林威治時間公元2000年1月1日到計算日天數(shù)days；

(2)計算從格林威治時間公元2000年1月1日到計算日的世紀數(shù)t，

則 t＝(days+UTo／360)／36525；

(3)計算太陽的平黃徑 L=280.460+36000.770×t；

(4)計算太陽的平近點角

G＝357.528+35999.050×t；

(5)計算太陽的黃道經(jīng)度

λ＝L+1.915×sinG+0.020xsin(2G)；

(6)計算地球的傾角ε＝23.4393-0.0130×t；

(7)計算太陽的偏差δ＝arcsin(sinε×sinλ)；

(8)計算格林威治時間的太陽時間角GHA：

GHA=UTo-180-1.915×sinG-0.020×sin(2G) +2.466×sin(2λ)-0.053×sin(4λ)；

(9)計算修正值e：

e=arcos{[ sinh-sin(Glat)sin(δ)]/cos(Glat)cos(δ)}；

(10)計算新的日出日落時間

UT＝UTo-(GHA+Long±e)；

其中“+”表示計算日出時間,“-”表示計算日落時間；

(11)比較UTo和UT之差的絕對值,如果大于0.1°即0.007小時,把UT作為新的日出日落時間值,重新從第(2)步開始進行迭代計算,如果UTo和UT之差的絕對值小于0.007小時,則UT即為所求的格林威治日出日落時間；

(12)上面的計算以度為單位,即180°=12小時,因此需要轉(zhuǎn)化為以小時表示的時間,再加上所在的時區(qū)數(shù)Zone,即要計算地的日出日落時間為

T=UT/15+Zone。

太陽高度角計算公式：sin h=sin φ sin δ+cos φ cosδ cos t

太陽高度角隨著地方時和太陽的赤緯的變化而變化，太陽赤緯（與太陽直射點緯度相等）以δ表示，觀測地地理緯度用φ表示（太陽赤緯與地理緯度都是北緯為正，南緯為負），地方時(時角)以t表示，太陽赤緯是地球赤道平面與太陽和地球中心的連線之間的夾角，太陽時角是太陽光照到地面的一點和地心的連線與當?shù)卣鐣r地、日中心連線分別在地球赤道平面上的投影之間的夾角，還有日期那就又涉及到太陽赤緯的計算了,太陽赤緯可以簡單理解成直射點的緯度,北緯為正值,南緯為負值，任意日期的太陽赤緯角的計算公式是sinδ=0.39795cos[0.98563(N-173)] N為積日,就是日期在一年中的序號。

第二步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界風速時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界風速數(shù)據(jù)相對比，對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)大，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍至20%之內(nèi)，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍大于等于20%，則對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第三步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室內(nèi)外溫差時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫與外界氣溫差做對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)大，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍至20%之內(nèi)，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍大于等于20%，則對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第四步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室氣溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)大，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍至20%之內(nèi)，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍大于等于20%，則對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第五步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室地溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室地溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)大，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍至20%之內(nèi)，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍大于等于20%，則對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第六步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界照度系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界照度數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)大，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍至20%之內(nèi)，則執(zhí)行原卷放時刻，如果經(jīng)驗參數(shù)比檢測參數(shù)小，小的范圍大于等于20%，則對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化；

第七步、通過補償模塊設(shè)定卷覆滯后時間和放覆提前時間，對保溫被卷放時刻進行最終確定；

第八步、通過補償模塊對檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)進行分析，得出回覆外界照度閾值和回覆外界氣溫閾值，對保溫被的卷放進行時刻進行限定；

第九步、控制模塊發(fā)出卷放指令，執(zhí)行模塊接受指令執(zhí)行保溫被卷放操作。

實施例2

一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制方法，包括以下步驟：第一步、確定檢測地當天日出時刻、日落時刻以及零太陽高度角時刻，通過計算公式進行確定，并初步確定保溫被卷放時刻；

第二步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界風速時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界風速數(shù)據(jù)相對比，對初步確認保溫被卷放時刻進行優(yōu)化,外界風速經(jīng)驗數(shù)值是根據(jù)不同地點不同時間點的風速的經(jīng)驗判斷得出；

第三步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室內(nèi)外溫差時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫與外界氣溫差做對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，室內(nèi)外溫差經(jīng)驗數(shù)據(jù)是根據(jù)往年此時刻的溫度的平均值得出；

第四步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室氣溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室氣溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，溫室氣溫經(jīng)驗值是通過往年測量值的平均值得出；

第五步、通過經(jīng)驗參數(shù)的溫室地溫時間系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的溫室地溫數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，溫室地溫是通過往年測量值的平均值得出；

第六步、通過經(jīng)驗參數(shù)的外界照度系數(shù)與時間的相乘結(jié)果與檢測模塊檢測的外界照度數(shù)據(jù)相對比，對保溫被卷放時刻進行進一步優(yōu)化，外界照度是通過往年測量值的平均值得出；

第七步、通過補償模塊設(shè)定卷覆滯后時間和放覆提前時間，對保溫被卷放時刻進行最終確定，當室外氣溫低于一定的范圍值后，在保溫被卷覆時需要滯后，有效保護室內(nèi)作物在過低的溫度下會產(chǎn)生影響，同時在放覆時溫度過低，需要放覆提前，也是有效保護；

第八步、通過補償模塊對檢測模塊的檢測數(shù)據(jù)進行分析，得出回覆外界照度閾值和回覆外界氣溫閾值，對保溫被的卷放進行時刻進行限定，根據(jù)當?shù)氐牟煌瑫r刻的照度值制作照度曲線，設(shè)置外界照度的閾值，相同的設(shè)置外界氣溫閾值，通過照度閾值和氣溫閾值實現(xiàn)保溫被的回覆；

第九步、控制模塊發(fā)出卷放指令，執(zhí)行模塊接受指令執(zhí)行保溫被卷放操作。

通過對溫室大棚內(nèi)外環(huán)境的精確檢測和分析，通過多個環(huán)境檢測參數(shù)的層層分析，通過不斷的對數(shù)據(jù)的分析，對保溫被的卷放時刻進行不斷的優(yōu)化，結(jié)合理論數(shù)據(jù)和實際檢測數(shù)據(jù)進行對比，對大棚的保溫和采光實現(xiàn)精確控制。

上述具體實施方式僅是本發(fā)明的具體個案，本發(fā)明的專利保護范圍包括但不限于上述具體實施方式的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何符合本發(fā)明權(quán)利要求書的一種農(nóng)業(yè)環(huán)境保溫被控制系統(tǒng)及方法且任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應落入本發(fā)明的專利保護范圍。