一種工廠育秧大棚溫度控制的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種工廠育秧大棚溫度控制方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 某些農(nóng)作物（如水稻）在播種之前，需要先對(duì)其育秧，不同種類的秧苗在生長過程 中的不同時(shí)期對(duì)溫度、水分等環(huán)境因素要求不同。因此，在溫室大棚中，在不同的時(shí)期，需要 控制不同的溫度范圍，以適合秧苗的生長，提高秧苗的質(zhì)量。
[0003] 一般情況棚內(nèi)溫度的控制由升溫和降溫兩種方式，升溫主要是通過太陽光的輻 射，如果大棚保溫不好的話，還可能額外安裝加熱裝置輔助升溫。降溫通過風(fēng)機(jī)與外界進(jìn)行 空氣交換，這樣的加熱裝置和風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中都要消耗大量能源，由于其只是作用于棚 內(nèi)局部，棚內(nèi)的整體溫度不均勻，波動(dòng)大，效果不理想。在實(shí)際應(yīng)用中，也是少數(shù)棚內(nèi)使用加 熱裝置，大部分大棚的降溫通常是用通過通風(fēng)口的啟閉來實(shí)現(xiàn)的，利用棚內(nèi)外的空氣流動(dòng) 起到降溫散熱的目的，但一般都是人工現(xiàn)場(chǎng)操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果也不好。
[0004] 該方法和裝置可以針對(duì)秧苗的種類和生長時(shí)期，確定最合適的棚溫范圍，通過實(shí) 時(shí)采集大棚內(nèi)外溫度信息，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析，控制大棚通風(fēng)口的開啟程度，實(shí)現(xiàn)對(duì) 棚內(nèi)溫度的精確智能控制。
[0005] 該方法和裝置中大棚的通風(fēng)口由進(jìn)風(fēng)通風(fēng)口和出風(fēng)通風(fēng)口，進(jìn)出風(fēng)通風(fēng)口處于同 一開啟程度，使棚內(nèi)外空氣能夠充分流動(dòng)，讓棚內(nèi)溫度均勻變化。該方法和裝置整體上通過 控制通風(fēng)口控制棚溫在合適的范圍之內(nèi)。主要利用棚內(nèi)外的空氣流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)溫度的控制， 當(dāng)需要升高溫度時(shí)，減少通風(fēng)口的開啟度，減少棚內(nèi)外空氣流動(dòng)，棚內(nèi)溫度會(huì)在陽光的作用 下緩慢升高；當(dāng)減低溫度時(shí)，增大通風(fēng)口的開啟度，增加棚內(nèi)外空氣流動(dòng)，棚內(nèi)溫度會(huì)緩慢 降低，直至棚外溫度，如圖1所示。用戶只需在處理單元根據(jù)秧苗的種類建立模型，該方法 和裝置會(huì)根據(jù)該模型自動(dòng)調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度，整個(gè)過程無需人工參與。
[0006] 該方法和裝置采用了棚內(nèi)外空氣通過通風(fēng)口自然流動(dòng)進(jìn)行棚內(nèi)溫度控制，安裝方 便，環(huán)保。通過對(duì)通風(fēng)口的精確控制，能使棚溫波動(dòng)小，能夠使棚內(nèi)溫度長時(shí)間保持在某一 范圍內(nèi)。此外，還可以對(duì)大棚內(nèi)的秧苗生長狀況進(jìn)行圖像采集，工作人員可以遠(yuǎn)程對(duì)棚內(nèi)狀 況進(jìn)行監(jiān)控，大大提高了工作效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種一種育秧大棚溫度控制方法，該方法通過精確控 制育秧大棚進(jìn)出通風(fēng)口的開啟程度來控制大棚內(nèi)外的空氣流動(dòng)的強(qiáng)弱，進(jìn)而控制大棚內(nèi)的 溫度。該發(fā)明可對(duì)大棚內(nèi)秧苗生長狀況進(jìn)行圖像監(jiān)控，并可以遠(yuǎn)程對(duì)溫度進(jìn)行控制。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0009] -種育秧大棚溫度控制的方法，該方法包括：
[0010] 采集大棚內(nèi)部的溫度Tn數(shù)據(jù)和外部的溫度Te數(shù)據(jù)，計(jì)算大棚內(nèi)外部溫度差A(yù)T;
[0011] 根據(jù)所述大棚內(nèi)部溫度Tn、大棚外部溫度Te和大棚內(nèi)外部溫度差A(yù)T確定大棚通 風(fēng)口目標(biāo)開啟度Kn;
[0012] 檢測(cè)通風(fēng)口實(shí)際開啟度K，計(jì)算所述目標(biāo)開啟度Kn與通風(fēng)口實(shí)際開啟度K的誤差 AK，調(diào)節(jié)通風(fēng)口的開啟程度。
[0013] 優(yōu)選地，采集大棚內(nèi)部的溫度Tn數(shù)據(jù)和外部的溫度Te數(shù)據(jù)，計(jì)算大棚內(nèi)外部溫度 差A(yù)T，包括如下步驟：
[0014] 在大棚的棚頂、棚內(nèi)的左側(cè)和右側(cè)分別安裝溫度數(shù)據(jù)采集裝置；
[0015] 采集棚頂?shù)臏囟龋飪?nèi)左側(cè)的溫度和棚內(nèi)右側(cè)的溫度；
[0016] 分別計(jì)算各處溫度的平均值，得到棚頂?shù)臏囟葦?shù)據(jù)為Ttn、棚內(nèi)左側(cè)的溫度數(shù)據(jù)為 Tin和棚內(nèi)右側(cè)的溫度數(shù)據(jù)為Trn;
[0017] 計(jì)算大棚內(nèi)部的溫度Tn，所述大棚內(nèi)部的溫度Tn= (Ttn+Tln+Trn)/3 ;
[0018] 采集大棚外部的溫度數(shù)據(jù)Te;
[0019] 計(jì)算大棚內(nèi)外部溫度差A(yù)T=Te-Tn。
[0020] 優(yōu)選地，所述棚頂?shù)臏囟葦?shù)據(jù)Ttn、棚內(nèi)左側(cè)的溫度數(shù)據(jù)Tin和棚內(nèi)右側(cè)的溫度數(shù) 據(jù)Trn，計(jì)算方法如下：
[0021] 大棚內(nèi)部溫度由溫度采集裝置獲得，所述溫度采集裝置設(shè)于大棚的棚頂、大棚內(nèi) 部左側(cè)和大棚內(nèi)部右側(cè)，所述棚頂?shù)臏囟炔杉b置的安裝數(shù)量為Na，大棚內(nèi)部左側(cè)的溫度 采集裝置安裝數(shù)量為，大棚內(nèi)部右側(cè)的溫度采集裝置安裝數(shù)量為;
[0022] 棚頂?shù)臏囟扔?jì)算方法如下：
[0023] 當(dāng)Na〈3時(shí)，大棚棚頂溫度Ttn為N個(gè)采集裝置采集到的N個(gè)溫度數(shù)據(jù)的平均值；
[0024] 當(dāng)3〈Na〈7時(shí)，大棚棚頂溫度Ttn為除去1個(gè)最大值和1個(gè)最小值后的溫度平均 值；
[0025] 當(dāng)Na >7時(shí)，大棚棚頂?shù)臏囟萒tn為除去2個(gè)最大值和2個(gè)最小值后的溫度平均 值；
[0026] 所述大棚內(nèi)部左側(cè)溫度Hn和大棚內(nèi)部右側(cè)溫度Trn的計(jì)算方法與大棚棚頂溫度 Ttn的計(jì)算方法相同；計(jì)算得到Tin和Trn。
[0027] 所述Tn= (Ttn+Tln+Trn)/3。
[0028] 優(yōu)選地，根據(jù)所述大棚內(nèi)部溫度Tn、大棚外部溫度Te和大棚內(nèi)外部溫度差A(yù)T確 定大棚通風(fēng)口目標(biāo)開啟度Kn，包括如下步驟：
[0029] 將大棚外部溫度Te與大棚內(nèi)部設(shè)定的溫度控制范圍的最小值Tminn和最大值 Tmaxn比車交；
[0030] 當(dāng)所述的Te〈Tminn時(shí)，通風(fēng)口關(guān)閉；
[0031] 當(dāng)所述的Te>Tmaxn時(shí)，通風(fēng)口完全打開；
[0032] 當(dāng)所述的Tminn彡Te彡Tmaxn時(shí)，根據(jù)AT的值的范圍按照特定的函數(shù)模型確定 通風(fēng)口目標(biāo)開啟度Kn。
[0033] 優(yōu)選地，按照一定的函數(shù)模型確定開啟度，優(yōu)選的函數(shù)模型為：
[0034] 1)當(dāng)AT〈0時(shí)的函數(shù)模型為：Y= 0
[0035] 2)當(dāng)0彡AT〈ATcn*5%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X2"
[0036] 3)當(dāng)ATcn*5%彡AT〈ATcn*15%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X1/3
[0037] 4)當(dāng) ATcn*15%彡 AT〈 ATcn*25%時(shí)的函數(shù)模型為：Y= Xa4
[0038] 5)當(dāng) ATcn*25%彡 AT〈 ATcn*35%時(shí)的函數(shù)模型為：Y= X。5
[0039] 6)當(dāng) ATcn*35%彡 AT〈 ATcn*45%時(shí)的函數(shù)模型為：Y= X2/3
[0040] 7)當(dāng)ATcn*45%彡AT彡ATcn*55%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X1
[0041] 8)當(dāng)ATcn*55%〈AT彡ATcn*65%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X3/2
[0042] 9)當(dāng)ATcn*65%〈AT彡ATcn*75%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X2
[0043] 10)當(dāng)ATcn*75%〈AT彡ATcn*85%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X2 5
[0044] 11)當(dāng)ATcn*85%〈AT彡ATcn*95%時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X3
[0045] 12)當(dāng)ATcn*95%〈AT彡ATcn時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X3 5
[0046] 13)當(dāng)A T> A Ten時(shí)的函數(shù)模型為：Y=X3 5
[0047] 其中，ATen為大棚內(nèi)部溫度變化范圍，ATen=Tmaxn-Tminn;Y表示通風(fēng)口開啟 度Kn的量化范圍，YG[0, 1]，KnG[0, 100];因此Kn在Y的取值范圍內(nèi)均勻分布，當(dāng)Y〈0 時(shí)，Y= 0,當(dāng)Y>1 時(shí)，Y= 1;X= (Tn-Tminn)/ATen，當(dāng)X〈0 時(shí)，X= 0,當(dāng)X>1 時(shí)，X= 1。
[0048] 優(yōu)選地，所述檢測(cè)通風(fēng)口實(shí)際開啟度K，計(jì)算所述目標(biāo)開啟度Kn與通風(fēng)口實(shí)際開 啟度K的誤差A(yù)K，調(diào)節(jié)通風(fēng)口的開啟程度，包括如下步驟：
[0049] 預(yù)定目標(biāo)開啟度Kn與實(shí)際開啟度K的誤差最大值A(chǔ)Kmax和誤差最小值A(chǔ)Kmin， 所述AK=Kn-K;
[0050] 將所述目標(biāo)開啟度Kn與通風(fēng)口實(shí)際開啟度K的誤差A(yù)K與誤差最大值A(chǔ)Kmax和 誤差最小值A(chǔ)Kmin進(jìn)行比較；
[0051] 當(dāng)AK>AKmax時(shí)，增大通風(fēng)口開啟度到Kn，所述AKmax取值為1、2、3、4或5。
[0052] 當(dāng)AK〈AKmin時(shí)，減小通風(fēng)口開啟度到Kn，所述AKmax取值為-1、-2、-3、-4 或-5。
[0053] 優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：
[0054] 通過圖像采集單元獲取大棚內(nèi)秧苗的視頻圖像；
[0055] 根據(jù)所述視頻圖像控制通風(fēng)口的開啟。
[0056] -種育秧大棚溫度控制裝置，該裝置包括：
[0057] 采集單元，用于采集溫度控制所需的數(shù)據(jù)，所述溫度控制所需的數(shù)據(jù)為所述大棚 內(nèi)部溫度Tn、所述大棚外部溫度Te和通風(fēng)口的實(shí)際開啟度K ;
[0058] 執(zhí)行單元，根據(jù)所采集的溫度數(shù)據(jù)Tn和Te，控制通風(fēng)口的開啟；
[0059] 處理單元，獲取采集單元采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處