[发明专利]一种温室环境云控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种温室环境云控制系统及其控制方法，系统中：云控制端运行控制算法及数据信息存储；被控过程端与云控制端进行远程通讯，执行整个控制系统的数据采集和控制功能；客户监控端安装APP监控软件的移动终端，通过移动互联网接入远方云控制端；管理端通过互联网接入远方云控制端，实现整个系统的云端管理；控制方法为非方瘦系统的区间控制算法。本发明将控制算法库、数据库均置于远方的“云”中，构成云控制器，利用云强大的计算能力完成复杂控制算法的快速计算、无扰动快速切换等，实现大规模数据的存储，被控过程端只需要通过高速远程通讯信道发送现场采集数据和接收远方控制信号即可，明显降低了系统成本，增强了控制系统的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种农业领域中的环境控制技术，具体为一种温室环境云控制系统及其控制方法。

背景技术

温室环境的控制属于智慧农业的一部分，在满足城市消费群体需求、减轻种植业风险、充分利用自然光源、推广农业先进技术方面具有重要的作用。温室环境作为被控过程，除了具有复杂过程多变量、大滞后、非线性、强耦合的特性外，还具有两个鲜明的特性：一是被控变量(如温度、湿度、二氧化碳、光照等)的数目常常多于操作变量(天窗开度、喷水量等)的数目，属于典型的非方控制系统(非方瘦系统)；二是被控变量具有区间控制的要求，即不必进行点值的精确控制。因此在控制算法的研究上，除了常规复杂系统控制的要求外，还要满足非方瘦系统区间控制的特殊要求。

目前市场的温室环境控制系统普遍存在以下缺点：

(1)现有的温室环境控制系统，其控制器安装在温室环境现场，如采用先进控制算法对温室环境进行控制，则对控制器的硬件配置要求高，导致控制系统成本提高；控制算法的切换或升级过程复杂繁琐，无法实现在线无扰切换或升级；无法实现控制算法的在线优化控制。

(2)现有的温室环境控制系统，控制终端和数据终端的通道数目相对固定，很难根据温室环境参数分布式的特点灵活扩展数据采集和控制通道，不适合温室环境分布式数据采集和控制的要求；

(3)现场被控变量除了具有滞后性、耦合性等特点外，还具有非方瘦系统区间控制的特点，即被控变量多于操作变量，且不必进行点值的精确控制，而目前市场上的设备均没有考虑上述温室环境的的特点，皆采用一对一的常规精确控制方式，不能按照需要进行多回路的区间进行，因此导致控制回路动作频繁，能耗大，也不能达到精确控制的目的。

发明内容

针对现有温室环境控制系统控制灵活性差、无法进行控制算法的无扰切换或升级、不能按区间要求进行控制等不足，本发明要解决的问题是提供一种可实现温室环境分布式参数测量、实现设定值区间控制、增强控制灵活性的温室环境云控制系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种温室环境云控制系统，包括云控制端、被控过程端、客户监控端以及管理端，其中：

云控制端，运行控制算法及数据信息存储；

被控过程端，与云控制端进行远程通讯，执行整个控制系统的数据采集和控制功能；

客户监控端，安装APP监控软件的移动终端，通过移动互联网接入远方云控制端；

管理端，通过互联网接入远方云控制端，实现整个系统的云端管理。

被控过程端包括中心控制器和远程通信模块，中心控制器通过数据接口接收温室环境中各种环境变量的数据，通过远程通信模块与云控制端进行通讯。

所述被控过程端还具有数据终端及局域网通信模块，数据终端的输入接口接有各类传感器，数据终端通过局域网通信模块与中心控制器进行通讯连接；

或者，被控过程端还具有控制终端，控制终端通过局域网通信模块与中心控制器进行无线通讯。