一种基于AI算法的温室环境控制方法及温室控制系统与流程

本技术涉及温室控制，尤其涉及一种基于ai算法的温室环境控制方法及温室控制系统。

背景技术：

1、温室种植是设施农业中的重要生产方式，其能够在相对封闭的空间内为作物生长提供可调节的环境条件。温室环境通常涉及温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等多种环境因素，环境状态的变化会直接影响作物的生长质量和生产稳定性。因此，对温室环境进行及时、准确的调控，是提高温室种植管理水平的重要环节。

2、现有温室环境控制方式通常以人工经验控制或者固定阈值控制为主。在固定阈值控制方式中，控制系统一般在检测到当前环境参数超出预设范围后，再控制相应环境调节设备进行调节。该方式虽然能够在一定程度上实现温室环境自动控制，但其调控依据主要来源于当前时刻的环境状态，缺少对历史环境状态变化过程的综合利用，难以准确反映温室环境的变化趋势。

3、由于温室环境状态具有连续变化特性，单一时刻的环境数据往往只能表征当前状态，不能充分体现环境参数在一段时间内的变化方向和变化幅度。若仅在环境参数已经超出阈值后再进行调控，容易造成温室环境控制响应滞后，使环境调节设备难以及时将温室环境调整至适宜状态。尤其是在外部气候变化较快或者温室内部环境波动较明显的情况下，传统控制方式更难根据环境变化趋势提前确定调控目标。

4、因此，现有温室环境控制方法存在调控前瞻性不足的问题，难以基于环境状态的时序变化情况提前确定对应的环境调控目标，进而影响温室环境调控的及时性和适应性。

技术实现思路

1、本技术提供了一种基于ai算法的温室环境控制方法及温室控制系统，可以提高温室环境调控的前瞻性。

2、本技术第一方面提供了一种基于ai算法的温室环境控制方法，应用于温室控制系统，包括：

3、获取温室内的当前环境状态数据，并基于所述当前环境状态数据判断温室环境是否满足调控触发条件；

4、在温室环境满足所述调控触发条件的情况下，获取与所述当前环境状态数据相关联的历史环境状态数据，并根据所述当前环境状态数据和所述历史环境状态数据构建环境状态时序数据；

5、对所述环境状态时序数据进行预测处理，得到对应于下一控制周期的环境调控目标；

6、根据所述环境调控目标与所述当前环境状态数据之间的偏差，确定环境调节设备的控制量，并基于所述控制量生成设备调控指令；

7、控制所述环境调节设备执行所述设备调控指令，并获取所述环境调节设备执行所述设备调控指令后的环境状态反馈数据，根据所述环境状态反馈数据确定是否继续进行环境调控。

8、可选的，所述基于所述当前环境状态数据判断温室环境是否满足调控触发条件，包括：

9、将所述当前环境状态数据中的至少一个环境状态参数与对应的调控阈值范围进行比较；其中，所述调控阈值范围根据温室内作物当前所处的生长阶段确定；

10、在所述至少一个环境状态参数低于对应调控阈值范围的下限，或者高于对应调控阈值范围的上限时，判定温室环境满足所述调控触发条件。

11、可选的，所述当前环境状态数据和所述历史环境状态数据按照设定采集频率获取，所述设定采集频率根据所述生长阶段和/或环境波动敏感度确定。

12、可选的，所述根据所述当前环境状态数据和所述历史环境状态数据构建环境状态时序数据，包括：

13、对所述当前环境状态数据和所述历史环境状态数据进行异常数据剔除和/或数据融合处理；

14、按照采集时间顺序对处理后的当前环境状态数据和历史环境状态数据进行排列，得到所述环境状态时序数据。

15、可选的，所述对所述环境状态时序数据进行预测处理，得到对应于下一控制周期的环境调控目标，包括：

16、将所述环境状态时序数据输入经训练的时序预测模型，得到下一控制周期内至少一个环境状态参数的目标设定值；

17、将所述目标设定值作为所述环境调控目标。

18、可选的，所述根据所述环境调控目标与所述当前环境状态数据之间的偏差，确定环境调节设备的控制量，包括：

19、确定所述目标设定值与所述当前环境状态数据中对应环境状态参数之间的参数偏差；

20、利用控制量生成算法将所述参数偏差转换为所述环境调节设备的控制量。

21、可选的，所述根据所述环境状态反馈数据确定是否继续进行环境调控，包括：

22、将所述环境状态反馈数据与对应的调控阈值范围进行比较；

23、在所述环境状态反馈数据仍超出对应的调控阈值范围时，基于所述环境状态反馈数据继续进行环境调控；

24、在所述环境状态反馈数据回到对应的调控阈值范围内时，结束当前调控过程；

25、在所述环境状态反馈数据持续超出对应的调控阈值范围，或者所述环境状态反馈数据达到预设报警阈值时，生成报警提示信息。

26、本技术第二方面提供了一种温室控制系统，用于实现第一方面及第一方面任意一种可能的实施方式中的方法，包括：

27、第一获取单元，用于获取温室内的当前环境状态数据，并基于所述当前环境状态数据判断温室环境是否满足调控触发条件；

28、第二获取单元，用于在温室环境满足所述调控触发条件的情况下，获取与所述当前环境状态数据相关联的历史环境状态数据，并根据所述当前环境状态数据和所述历史环境状态数据构建环境状态时序数据；

29、预测单元，用于对所述环境状态时序数据进行预测处理，得到对应于下一控制周期的环境调控目标；

30、确定单元，用于根据所述环境调控目标与所述当前环境状态数据之间的偏差，确定环境调节设备的控制量，并基于所述控制量生成设备调控指令；

31、调控单元，用于控制所述环境调节设备执行所述设备调控指令，并获取所述环境调节设备执行所述设备调控指令后的环境状态反馈数据，根据所述环境状态反馈数据确定是否继续进行环境调控。

32、本技术第三方面提供了一种电子设备，包括：

33、处理器、存储器、输入输出单元以及总线；

34、所述处理器与所述存储器、所述输入输出单元以及所述总线相连；

35、所述存储器中保存有程序，所述处理器调用所述程序执行第一方面及第一方面任意一种可能的实施方式中的方法。

36、本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上保存有程序，所述程序在计算机上执行时使得所述计算机执行第一方面及第一方面任意一种可能的实施方式中的方法。

37、从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：

38、本技术中，温室控制系统在当前环境状态数据满足调控触发条件的情况下，获取与当前环境状态数据相关联的历史环境状态数据，并构建环境状态时序数据，再对环境状态时序数据进行预测处理以得到下一控制周期的环境调控目标，使温室环境调控不再仅依赖当前时刻的阈值判断，而是能够结合环境状态的历史变化趋势确定后续调控目标，减少传统温室环境控制中响应滞后和控制目标静态化的问题，提高温室环境调控的前瞻性和动态适配能力；同时，温室控制系统根据环境调控目标与当前环境状态数据之间的偏差确定环境调节设备的控制量，并在环境调节设备执行设备调控指令后依据环境状态反馈数据确定是否继续进行环境调控，使环境监测、目标预测、设备调节和反馈判断形成连续联动的闭环控制过程，提高温室环境控制精度和运行稳定性。