[发明专利]一种用于食用菌大棚环境的数学建模及其控制方法

说明书

一种用于食用菌大棚环境的数学建模及其控制方法，设置数据采集机构、数据处理机构及动作执行机构，在数据处理机构内建立基于温度、湿度、二氧化碳浓度及光照度四因素的目标函数模型与实时函数模型，根据目标函数模型与实时函数模型的偏差因子及偏差度，启用动作执行机构的相应控制模式，完成对食用菌大棚环境的实时调控。通过收集的历史食用菌房生产环境数据，对比研究温度、湿度、CO2浓度和光照强度对食用菌产量与质量的影响，创新出一种控制模型，对菌房的温度、湿度、CO2和光照，进行中央整体控制调整，使得食用菌一直处于最佳的生长环境，且可随实际需求进行模型与控制修正的控制。为食用菌大棚的环境调控提供多方位指向。

技术领域

本发明属于农作物生长环境调节领域，具体涉及一种用于食用菌大棚环境的数学建模及其控制方法。

背景技术

我国是全球食用菌产量最大的国家，由于食用菌绿色、健康及营养的丰富性，食用菌生产销售行业给我国带来巨大的经济收入，食用菌消费市场规模及行业生产规模均不断扩大，可以预见未来的食用菌市场将会更加庞大、丰富。但是目前我国食用菌行业面临的竞争越来越激烈：一方面，我国食用菌养殖大多是家庭养殖的规模；另一方面，国际先进国家的食用菌养殖已经发展成了工业化、集约化和中央控制化，对我国的食用菌养殖行业提出了极大的挑战。

食用菌的集约化、工厂化是一个较为复杂的整体系统，不能单单对某一参数进行检测、控制，而需对食用菌整个生产环境，进行全面、同时、一致的控制。通过一系列实践项目，发现对于食用菌生长速度、质量、产量影响最大的因素包括四个方面：温度、湿度、CO2浓度和光照强度。而食用菌种类的不同，以及所处生长阶段的不同，对这四个要素的要求是发生变化的，因此一个可以根据具体食用菌种类、食用菌具体生长阶段来进行整体控制的技术极其重要。

申请号为：2015101199178的发明申请，公开了一种蔬菜大棚温湿度控制系统，包含电源电路、温湿度传感器、数据通讯转换部分和上/下位机模块；还包括温湿度调节系统，执行远程控制指令，连接增湿装置、干燥装置、温度的控制装置。用户可以通过上位机中的键盘输入温湿度的预制值，从而实现上位机对大棚内作物生长的远程控制。系统下位机设在种植植物的大棚内，下位机中的温湿度传感器可以将环境中的温湿度非电量参数转化成电量信号，再将这些信号进行处理后送至下位机中的单片机，下位机通过RS485总线传给上位机，通过LED数码管进行实时显示。同时与原先内部设定的参数值进行比较处理，单片机可以根据比较的结果决定是否报警，用户直接通过键盘对温湿度的预制值进行设置。

申请号为2013107110188的发明申请，公开了一种菜园温湿度控制器，包括温度控制单元和湿度控制单元，所述温度控制单元负责控制封闭式菜园内部温度值，所述湿度控制单元负责控制封闭式菜园内部湿度值，所述温度控制单元包括温度探测单元和温度设定单元，所述湿度控制单元包括湿度探测单元和湿度设定单元。

申请号为2015103328084的发明申请，公开了一种利用电磁信号和数学建模的变质检测方法，该方法步骤流程包括安装电磁信号发射和接收装置、建立检测分析的数学模型、将变质物含量转化为输出的电磁信号、将电磁信号转化为数字信号、计算变质物含量的数据、得出计算结果并保存。利用电磁信号和数学建模的变质检测方法，采用电磁信号与数学建模相结合的技术，利用计算机软件程序对数学建模进行设计，将电磁信号转化为数字信号代入数学模型公式中进行计算，具备了电磁信号和数学建模相结合的检测技术。

申请号为2010101672563的发明申请，公开了一种基于数学建模的抗打印扫描水印方法，包括对像素失真的数学建模与校正、水印嵌入和水印检测。像素失真的数学建模与校正是对图像在打印扫描过程中要经受数字半色调、点增益、伽马校正和量化等环节带来的像素失真进行数学建模，并在数学建模基础上进行像素失真校正，以提高水印检测准确率。水印嵌入是在数学建模的基础上进行分析，确定合适的嵌入域，进一步考察在嵌入域中不同位置的嵌入水印对于水印算法的鲁棒性、容量和图像的保真度的影响，确定水印合理的嵌入位置。水印检测是根据数学建模分析获得的图像打印扫描前后嵌入域变化的模型曲线，对待检测的图像进行校正后再提取水印。