[发明专利]一种AI温室环境控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种AI温室环境控制系统的控制方法，所述AI温室环境控制系统，包括微型气象仪、云端服务器和温室管理员端设备；

微型气象仪包括光合有效辐射传感器、二氧化碳探测器、空气温度传感器和相对湿度传感器，所述微型气象仪设置在温室内，高度和作物生长点一致；

云端服务器和布置在一个或者多个温室内的一个或者多个微型气象仪通过互联网连接；

温室管理员端设备包括温室管理员的手机或电脑，通过互联网与云端服务器连接；

云端服务器接收微型气象仪上传的温室内环境参数，进行玉米生长模型运算，输出包括光合有效辐射、补光周期、二氧化碳浓度推荐值、空气温度推荐值、空气湿度推荐值的环境管理方案，经互联网传送到温室管理员端设备；

云端服务器包括以下功能模块：

1）数据接收模块

微型气象仪采集的实时光合有效辐射值、二氧化碳浓度值、环境温度值和空气相对湿度值通过互联网上传到云端服务器，云端服务器通过数据接收模块进行数据接收并存储；

2）数据分发模块

管理员端设备访问云端服务器时，能够获得实时光合有效辐射值、二氧化碳浓度值、环境温度值和空气相对湿度值，以及经过云端服务器分析统计的数据，并且能够下载历史数据；

3）数据存储与分析计算模块；

云端服务器把接收以及经过统计分析的数据存入云端服务器内的数据库系统，数据库系统通过应用程序接口与云端服务器的数据接收模块、数据分发模块进行数据交互；

所述微型气象仪具备数值储存和联网功能；

其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）在一个或者多个温室内布置一个或者多个微型气象仪；

微型气象仪包括光合有效辐射传感器、二氧化碳探测器、空气温度传感器和相对湿度传感器，所述微型气象仪设置在温室内，高度和作物生长点一致；

微型气象仪通过光合有效辐射传感器检测温室内部的实时光合有效辐射值；二氧化碳探测器检测温室内部的二氧化碳浓度值；空气温度传感器检测温室内部的环境温度值；相对湿度传感器检测温室内部的湿度值；

当在一个预定的时间段内，作物生长点发生变化时，调整微型气象仪的高度，使得微型气象仪的高度和作物生长点一致；

2）微型气象仪将温室内部的实时光合有效辐射值、二氧化碳浓度值、环境温度值和空气相对湿度值，通过互联网上传至云端服务器；

3）云端服务器接收微型气象仪上传的温室内环境参数，进行玉米生长模型运算，输出包括光合有效辐射、补光周期、二氧化碳浓度推荐值、空气温度推荐值、空气湿度推荐值的环境管理方案，经互联网传送到温室管理员端设备；

其中，所述云端服务器中的玉米生长模型包括补光周期算法、夜间温度控制算法和补光灯安装方案；

所述补光周期算法：

补光周期=17-周平均PAR数值/100；其中，补光周期的单位为小时，四舍五入取整；

补光时间：12-16小时/天；

所述夜间温度控制算法：

早1时~4时，晚20时~24时的夜间的建议温度

当n为1-4时 T_n = T_中 - 10 + (T₂₀ - (T_中 - 10))(4-n)/8；

当n为21-24时 T_n = T₂₀ -( T₂₀ - (T_中 -10))(n-20)/8；

其中，n为时刻值，将一天分为24个小时，从凌晨1点到夜晚24点，n分别对应取值为1~24；T_n为时刻为n时的温度值，单位为℃；T_中是上午11时到下午14时温室温度的平均值，单位为℃；

所述建议温度为空气温度推荐值；

所述补光灯安装方案：

温室内月平均光合有效辐射PAR小于70W/ m²的，云端服务器向温室管理员端设备提供需安装补光灯的提示信息；

4）温室管理员通过互联网将以下数据下载到温室管理员端设备：

a. 由该温室管理员所在温室内布置的微型气象仪检测得到的该温室内部的实时光合有效辐射值、二氧化碳浓度值、环境温度值和湿度值；

b. 云端服务器提供的该温室管理员所在温室的环境管理方案；

步骤3）中，所述云端服务器中的玉米生长模型还包括光合有效辐射算法、二氧化碳浓度算法、空气温度值算法和空气湿度值算法；

1）光合有效辐射算法：

从早4时到晚20时的时间段内，当实时PAR低于100W/m²时，云端服务器向温室管理员端设备提供打开补光灯的提示信息，当实时PAR回升到100W/m²时，云端服务器向温室管理员端设备提供关闭补光灯的提示信息；

2）二氧化碳浓度算法：

二氧化碳最低浓度=200+实时PAR数值/10；其中，二氧化碳最低浓度的单位为ppm；

所述二氧化碳浓度推荐值为二氧化碳最低浓度；

二氧化碳浓度的合理范围为200-1000ppm，超出上述二氧化碳浓度的合理范围，云端服务器向温室管理员端设备提供报警信息；

3）空气温度值算法：

早4时到晚20时的白天的建议温度

当实时PAR为0-100 W/m²时，白天建议温度T为：

T=15 + PAR/10；

当实时PAR为100-1200 W/m²时，白天建议温度T为：

T=24 + PAR/100；

其中，所述建议温度T的单位为℃；

所述建议温度为温度推荐值；

4）空气湿度值算法：

最低湿度=30% + PAR数值/10 ；

空气湿度合理范围为30% - 80%；超出上述空气湿度合理范围则向温室管理员端设备提供一个报警信息；

所述最低湿度为空气湿度推荐值。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

步骤3）中，云端服务器输出的环境管理方案中还包括需安装补光灯的提示信息、打开补光灯的提示信息、关闭补光灯的提示信息、二氧化碳浓度超出合理范围的报警信息以及空气湿度超出空气湿度合理范围的报警信息。