[发明专利]一种物联网农业大棚温度控制装置与方法

权利要求书

1.一种物联网农业大棚温度控制方法，物联网温室大棚监控系统具有四层结构，包括感知层、执行层、网络层和应用层；其特征在于，

感知层包括数字式温度传感器，在此选用DS18B20温度传感器，内含微处理单元，可进行简单地编程实现9-12位的数字值转换输出；多只数字式温度传感器分布于各方位同时监测温度；

执行层包括执行设备和控制器，通过控制器接受指令控制执行设备；执行设备包括有通风窗、冷风机、加热器和热风机；

控制器基于以下步骤：

如果被检测的温度高于设定值，控制器就会发出相应的指令控制开启通风窗和冷风机；如果测量值与设定值相等，则关闭通风窗和冷风机；

如果测量值低于设定值，则打开加热器和热风机对温室进行加温;

网络层包括物联网网关设备和互联网通信设备，

物联网网关设备是以ZigBee无线网络技术搭建的数字式传感网络结构，包括有若干传感器、若干控制器、若干汇聚节点和一个环境控制站点；汇聚节点分别连接传感器与控制器，收发监测数据并传输控制指令；环境控制站点连接汇聚节点，汇总各方位采集的数据信息集中处理与控制，并通过互联网通信设备将现场实时数据传输到云端服务器上；

互联网通信设备是以GSM/4G无线网络技术，结合ineter网络协议组建的远程网络传输设备，用于环境控制站点、云端服务器和用户终端之间的互联互通；

应用层包括云端服务器和用户终端；云端服务器与互联网连通入网，并进行数据存储、分析和处理操作；用户终端接收现场实时信息以及实现数据可视化功能；

环境控制站点设有内循环程序和外循环程序；

内循环程序如下：

首先进入初始化，刷新时间、温度值；

将温度值与预设范围值对比，判断是否超限；

若测定的温度值超出预设范围值，则发出指令启动冷风机和通风窗；若测定的温度值低于预设范围值，则发出指令启动加热器和热风机；

若测定的温度值位于预设范围值内，则静默检测是否收到调节指令；

若收到调节指令，则根据变量的标定值重新改写系统内的预设范围值；

外循环程序如下：

系统上电后先进行软硬件初始化，接着环境控制站点向云端服务器发送入网请求；

入网成功后环境控制站点进入休眠状态；

当一个时间段终结，环境控制站点的RCT计时中断；

环境控制站点从云端服务器中获取种植地区的历史气候信息，包括种植周期内的所有历史室内外温度数据；

根据所述所有历史室内温度数据建立各历史周期多时间段的温度范围值模型；

根据所述所有历史室外温度数据建立各历史周期多时间段内的温差波动系数的集合{K}；

环境控制站点从云端服务器中获取未来七日的天气预报，分解出未来各时间段平均温度值C’，求C’与相应时间段的温差波动系数K’；

根据所述时间段的温差波动系数K’与各历史周期相应时间段的温差波动系数的集合{K}近似匹配，取最佳近似数据K，追溯温差波动系数K’的历史时间段室内预设温度范围值T；

环境控制站点发送调节指令，根据所述预设温度范围值T改写内循环系统内的预设范围值，RCT开始下一时间段的计时；

根据改写的预设温度范围值T重新运行内循环程序，调控相应执行器。

2.根据权利要求1所述的一种物联网农业大棚温度控制方法，其特征在于，时间段分为上午、下午和夜间三个时间段，当一个时间段终结，环境控制站点的RCT计时中断后再次进入初始化，重置该时间段的温度预设范围值。

3.根据权利要求1所述的一种物联网农业大棚温度控制方法，其特征在于，还包括有室外温度传感器，用于获取所述大棚的室外温度值，并上传至云端服务器；判断与未来时间段的预测温度范围值是否相符；若否，则判断室内温度是否符合所述预设温度范围值T；若否，则通过内循环程序控制执行器将所述室内温度调整至温度预设范围值。