[發明專利]基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法

有效

• 申請號: 201911423868.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111124018B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 葉學松;梁波;胡軼
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：

在動物放入寵物監護倉后，獲取寵物監護倉內的環境參數，所述環境參數包括實時溫度、實時濕度、目標控制溫度和目標控制濕度，同時通過生理參數傳感器獲取寵物監護倉內動物的生理參數，所述動物生理參數包括動物的體重、體表體溫和心率；

結合所述環境參數和動物生理參數，在模糊PID控制方法的基礎上，對寵物監護倉進行溫度控制；

結合所述環境參數和動物生理參數在模糊PID控制方法的基礎上對寵物監護倉進行溫度控制的步驟包括：

1)根據系統辨識得到溫度和濕度控制之間的耦合關系，并使用前饋解耦法消除溫度和濕度控制之間的耦合關系；

2)根據解耦后的溫度控制傳遞函數，設計模糊PID控制器；

3)根據寵物監護倉內動物體重推測動物體型，根據體型對PID控制參數進行微調；

4)根據所述生理參數傳感器檢測到的壓力、體溫和心率數值的穩定程度，判斷動物處于靜息或是運動狀態，根據動物的運動狀態自動對溫度設定值做調整。

2.根據權利要求1所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述生理參數傳感器包括壓力傳感器(5)、體溫傳感器(7)和脈搏波傳感器(8)，分別用于測量壓力值、溫度值和脈搏波信息，進而獲取動物的體重、體表體溫和心率。

3.根據權利要求2所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述的脈搏波傳感器(8)為光電式脈搏波傳感器，采用反射方式采集信號，脈搏波的主成分頻率為心率。

4.根據權利要求1所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述步驟3)中根據動物體重推測動物體型時，依據Meeh-Rubner公式，計算動物體表面積S_A。

5.根據權利要求1所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述步驟3)中，根據體型對PID控制參數進行微調的具體方法為：

S31：根據寵物監護倉內動物的體表面積S_A，對溫度控制傳遞函數進行調整，得到放入動物后寵物監護倉的溫度控制傳遞函數為：

式中：G(s)為溫度控制傳遞函數，ρ為寵物監護倉內的氣體密度，V為寵物監護倉內的氣體體積，C為氣體比熱容，s為拉普拉斯算子，K為寵物監護倉與外界的傳熱系數，A為寵物監護倉與外界傳熱面積，K_q為比例系數；τ為滯后時間；

S32：根據溫度控制傳遞函數的變化，利用整定方法對PID控制參數進行補償。

6.根據權利要求1所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述的步驟4)中，動物狀態的具體判斷方法為：

當壓力傳感器(5)數值出現的連續波動超過閾值，同時寵物監護倉內動物的體溫和/或心率數值也超過閾值時，認為動物處于運動狀態，自動調低設定溫度，當上述數值恢復穩定時，恢復至正常設定值，保證動物處于舒適的環境中。

7.根據權利要求5所述的基于多傳感器的寵物監護倉智能溫度控制方法，其特征在于：所述的整定方法采用Ziegler-Nichols參數整定法。