[發明專利]一種溫室大棚環境自動控制系統

在審

• 申請號: 201710065052.0
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106773720A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張彩芬
• 申請（專利權）人: 張彩芬
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及農業自動化控制領域，特別涉及一種溫室大棚環境的控制方法。

背景技術

隨著我國綜合國力的發展，農民增收難和日益短缺的能源危機逐漸成為農村發展的最大阻礙。大力發展農業科技、實現農業現代化，是改變農村落后面貌、提高農民收入的根本途徑。而智能化農業，是指在相對可以控制的條件下，實現工業化生產，從而實現集約的可持續發展。智能農業是先進的、開放的領域，技術規格配套，生產的集約化管理模式、效率高。這是一個集科研，生產，加工，銷售，實現周年，全天候，反季節生產企業規模；它集成了當代生物工程技術、農業工程學、農用新材料學等部分學科，以現代智能農業設備為基礎且具備高科技，高產值，高產出率和高生產率，是一個跨世紀農業新技術革命的國家項目。智能農業通過在溫室環境參數實時采集溫度，土壤溫度、濕度和光信號的影響，濕度，露點溫度，自動開啟或關閉指定的裝置。能夠按照用戶的需求，隨時隨地進行處理，對自動監控檢測綜合農業生態信息、自動控制環境參數和為智能化的管理提供有力的科學證明。溫度傳感器模塊采集到溫度信號后，經由無線收發模塊對數據進行接受和發送或者通過有線總線結構對數據進行傳輸，能夠實現對溫室的溫度和濕度的完整的遠程監控。而我國現代技術起步較晚，而且傳統手工農業的思想還沒明顯改變，農民相對耕地少，采用現代技術成本相對較高，所以智能農業在我國還沒有大面積普及，只有少量的試點。自20世紀特別是20世紀中葉往后，由于近現代工業文明向農業文明的滲透以及現代控制技術的發展，智能農業得到了迅猛發展，特別是在美國等西方發達國家智能農業更是發展迅速，形成了一個巨大的支柱型產業。到了20世紀末期，以美國為首研究和制作的溫室智能控制和管理系統能夠據溫室作物的需求變化，完成對光照、濕度，水，天然氣 和其他因素的自動控制，并能完全控制鮮花、水果、蔬菜、農產品和其他產品，，但是，很多農業智能控制系統都是針對于某一特定的環境構建配置的，離開了特定的環境，要將系統移植到其他地域，可能要對系統做很大的改變，這樣相對來說成本就會增加而且可能會延誤農作物的生長。

基于以上技術問題，本發明提供了一種溫室大棚環境控制方法，其實現了遠程對溫室大棚的溫度、濕度、光照等參數的測量，并通過過執行機構來實時監測溫室大棚的溫度、濕度等情況，能夠對農業的發展狀況作出及時、正確的判斷，同時，本發明能夠防患未然，對監測的各個參數信息發送給監控人員，并能夠根據監測的各個參數對執行機構進行自動控制，提高了農業設施的智能化。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構和使用簡單、合理，精度高，性能穩定的一種設施農業環境智能控制方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種溫室大棚環境自動控制系統，包括動作模塊、運算模塊、通信模塊和數據采集層；

所述采集控制層包括數據采集模塊和數據處理模塊，數據采集模塊用于采集溫室大棚環境的實時數據，數據處理模塊用于采用動態規劃加回溯的復合算法對溫室大棚環境的實時數據進行運算預處理；

所述通信模塊用于將預處理后的實時數據發送到運算模塊；

所述運算模塊用于通過自我學習程序，對實時數據進行學習訓練并對實際控制做出反饋和干預；

動作模塊包括遠程各個動作單元，用于對數據處理分析結果進行具體的控制實施。

所述自我學習程序包括以下程序步驟：

數據采集與預處理：分別采集溫室大棚所處環境的溫度、濕度、土壤養分濃 度、土壤PH值和農作物的反射光譜，然后對所采集的數據進行預處理；

(1)、建立學習網絡，所述學習網絡的數學模型和自學習公式為：

x(k)＝f(W¹u(k+1)+W³x_c(k-1))

x_c(k)＝x(k+1)+α*x_c(k)

y(k)＝g(W²x(k+1)+W¹u(k-1))

式中，u(k)為學習程序輸入節點的輸入值，x(k)為學習程序運算節點的輸出值，y(k)為學習程序輸出節點的輸出值，x_c(k)為反饋控制節點的控制變量，W¹、W²、W³分別為學習程序的輸入節點到運算節點、運算節點到輸出節點、輸出節點到反饋控制節點的連接權值，g()為輸出節點的傳遞函數，f()為運算節點的傳遞函數；α為控制調節權值；k為輸入數值序號；