多变量环境调控方法

1.本发明关于一种环控方法，尤指一种多变量环境调控方法。


背景技术：

2.人类利用温室栽培各类生物的技术发展越趋深入，将温室的环境调控在栽培的各类生物适合生长的环境参数，能让栽培的各类生物生长良好。各类生物例如白肉鸡、蝴蝶兰等。请参考表一为蝴蝶兰适合生长的环境参数。
3.表一
[0004][0005]
从表一可看出，蝴蝶兰在每一生长时期所需的环境参数不只单考虑一种。而室内的环境参数与外在环境息息相关，且室内的环境参数常借由多种环境控制器，如：水帘墙、加温机、抽气风扇、气窗、帆布、冷气等进行环境调节，以确保环境条件能维持在适合范围内，又该等环境控制器影响的环境参数也不同，甚至一种环境控制器同时影响好几种环境参数，因此，当户外环境的变化随日夜、四季而变动剧烈，若随着户外环境的变化且只考虑一种环境参数实时调整该等环境控制器，不一定能顺利的将该等环境参数调控在各类生物生长的适合范围。


技术实现要素：

[0006]
缘此，本发明人为使室内的环控设备能同时考虑多种环境参数对环境状态的影响而将室内环境调控在生物生长的适合范围，而提出一种多变量环境调控方法。
[0007]
该多变量环境调控方法包含一建立多变量数据库步骤、一第一数据收集步骤、一第二数据收集步骤、一判断步骤及一比对执行步骤。
[0008]
该建立多变量数据库步骤为预先建立一多变量数据库，在该多变量数据库储存一封闭空间的多笔调控前环境参数值范围组合、多个环控模式及多笔目标值范围组合，每一笔调控前环境参数值范围组合包括多个不同调控前环境参数的值的范围，每一笔目标值范围组合包括多个不同调控后环境参数的值的范围，该等调控前环境参数与该等调控后环境参数相同，每一笔调控前环境参数值范围组合对应其中一环控模式，以及其中一目标值范围组合。该第一数据收集步骤为该处理器持续在一第一预设时间区间取得一第一环境参数值范围组合，该第一环境参数值范围组合是在一室内空间内以一第一环控模式运作的多个环境参数的值的范围，该等环境参数与该等调控前环境参数相同。该第二数据收集步骤为
该处理器持续在该第一预设时间区间之前的一第二预设时间区间取得一第二环境参数值范围组合，该第二环境参数值范围组合是在该室内空间内的该等环境参数的值的范围。该判断步骤为该处理器持续比较该第一环境参数值范围组合及该第二环境参数值范围组合，并判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境值参数值范围组合是否朝向任一目标值范围组合趋近。该比对执行步骤为若该处理器判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合未朝向任一目标值范围组合趋近，该处理器将该第一环境参数值范围组合比对该等调控前环境参数值范围组合，且根据比对相符的该调控前环境参数值范围组合以对应的该环控模式运作。
[0009]
优选的，该多变量数据库储存一笔调控中环境参数值范围组合及一个中间环控模式，该调控中环境参数值范围组合包括多个不同调控中环境参数的值的范围，该等调控中环境参数与该等调控前环境参数相同，该调控中环境参数值范围组合对应该中间环控模式及其中一调控前环境参数值范围组合。
[0010]
优选的，该多变量数据库储存多笔调控中环境参数值范围组合及多个中间环控模式，每一调控中环境参数值范围组合包括多个调控中环境参数的值的范围，该等调控中环境参数与该等调控前环境参数相同，其中一调控中环境参数值范围组合对应其中一中间环控模式及其中一调控前环境参数值范围组合。
[0011]
优选的，若该处理器判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合朝向任一目标值范围组合趋近，该处理器控制继续以该第一环控模式运作。
[0012]
优选的，在该多变量数据库中，每一调控前环境参数值范围组合的每一调控前环境参数的值的范围预设一预设范围，且每一调控前环境参数的值的范围在高于该预设范围、该预设范围内及低于该预设范围中其中一者，当每一调控前环境参数值范围组合的该等调控前环境参数的数量为n时，该等调控前环境参数值范围组合的数量为3n。
[0013]
优选的，该处理器将该第一环境参数值范围组合中的每一环境参数的值的范围中的一最大值、一最小值、一平均值及一标准偏差分别与该第二环境参数值范围组合中的每一环境参数的值的范围中的一最大值、一最小值、一平均值及一标准偏差比较，以判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合是否朝向任一目标值范围组合趋近。
[0014]
优选的，该等环控模式由一环控设备执行，在该多变量数据库中，每一调控前环境参数值范围组合对应的该环控模式是根据户外的该等调控前环境参数的值的范围、该环控设备对该等调控前环境参数的作用、该封闭空间内的该等调控前环境参数的值的范围、对应的该目标值范围组合，及该封闭空间的大小设定。
[0015]
优选的，该环控设备包括多种环境控制器，在该多变量数据库中，每一目标值范围组合与该环控模式设定执行的每一种环境控制器的数量相关。
[0016]
优选的，该多变量数据库根据一环境变化因素建立，该环境变化因素包括一有无日光照射因素及一季节变化因素中至少一者。
[0017]
根据上述技术特征可达成以下功效：
[0018]
1.借由经由长时期的数据累积，事先建立储存该等调控前环境参数值范围组合、对应的该等环控模式，及对应的该等目标值范围组合的该多变量数据库，再借由该处理器判断该室内空间目前的该第一环境参数值范围组合是否适合该生物的环境状态，若不适合
则利用该处理器根据比对该多变量数据库执行符合该第一环境参数值范围组合的该环控模式，以调变该等环境参数的值的范围达到任一目标值范围组合，若适合则继续以该第一环控模式运作，借由该处理器持续判断该室内空间目前的该第一环境参数值范围组合是否适合该生物的环境状态，以达到同时考虑多种环境参数且让该室内空间维持在最佳的调控机制。
附图说明
[0019]
图1是一方块图，说明实行本发明一种多变量环境调控方法的一控制系统。
[0020]
图2是一流程图，说明本发明多变量环境调控方法的一实施例。
[0021]
符号说明：
[0022]
1:处理器
[0023]
2:多变量数据库
[0024]
3:环控设备
[0025]
31:环境控制器
[0026]
4:室内环境参数传感器
[0027]
s01:建立多变量数据库步骤
[0028]
s02:第一数据收集步骤
[0029]
s03:第二数据收集步骤
[0030]
s04:判断步骤
[0031]
s05:比对执行步骤
[0032]
s06:继续执行步骤。
具体实施方式
[0033]
综合上述技术特征，本发明多变量环境调控方法的主要功效将可于下述实施例清楚呈现。
[0034]
参阅图1及图2，本发明多变量环境调控方法的一实施例由一控制系统执行。该控制系统包含一处理器1、一多变量数据库2、一环控设备3，及多个室内环境参数传感器4。该多变量环境调控方法包含一建立多变量数据库步骤s01、一第一数据收集步骤s02、一第二数据收集步骤s03、一判断步骤s04、一比对执行步骤s05，及一继续执行步骤s06。
[0035]
该控制系统设置在一室内空间。该处理器1与该多变量数据库2、该环控设备3，及该等室内环境参数传感器4讯号连接。该环控设备3包括多种环境控制器31，该等环境控制器31分别为一水帘墙、一加温机、一抽气风扇、一气窗、一帆布，及一冷气。在本例中，以每一种环境控制器31的数量为一个做说明。在本例中，该等室内环境参数传感器4的数量为三，且分别感测该室内空间的多个环境参数，该等环境参数分别为一温度、一湿度及一二氧化碳浓度。每一种环境控制器31影响至少一环境参数。请参考表二。
[0036]
表二
[0037]
环境控制器环境参数水帘墙温度降低、湿度提高、二氧化碳浓度降低加温机温度提高、湿度降低、二氧化碳浓度提高
抽气风扇温度降低、湿度降低、二氧化碳浓度降低气窗二氧化碳浓度降低帆布温度提高冷气温度降低、湿度降低
[0038]
该建立多变量数据库步骤s01为预先建立该多变量数据库2。在该多变量数据库2储存一封闭空间的多笔调控前环境参数值范围组合、多个环控模式，及多笔目标值范围组合。较佳的，该封闭空间的大小与该室内空间的大小相同。该多变量数据库2根据一环境变化因素建立，该环境变化因素包括一有无日光照射因素及一季节变化因素中至少一者。举例来说，该多变量数据库2可以根据白天、夜晚建立或是根据春、夏、秋、冬四季建立，甚至，该多变量数据库2可以根据早晚及四季建立。例如，该多变量数据库2要在夏季夜晚使用，则根据夏季夜晚的环境状态建立。
[0039]
在该多变量数据库2中，每一笔调控前环境参数值范围组合包括多个不同调控前环境参数的值的范围。该等调控前环境参数与该等环境参数相同。每一笔目标值范围组合包括多个不同调控后环境参数的值的范围。该等调控前环境参数与该等调控后环境参数相同。每一笔调控前环境参数值范围组合对应其中一环控模式，以及其中一目标值范围组合。因此，每一笔调控前环境参数值范围组合借由该环控设备3施行对应的该环控模式，则让该封闭空间的该等调控前环境参数的值的范围趋向于该等调控后环境参数的值的范围。该等调控后环境参数的值的范围是让一生物在一时期时适合生长的环境状态。又，每一调控前环境参数值范围组合对应的该环控模式是根据户外的该等调控前环境参数的值的范围、该环控设备3对该等调控前环境参数的作用、该封闭空间内的该等调控前环境参数的值的范围、对应的该目标值范围组合、该封闭空间的大小设定。其中，该环控模式根据户外的该等调控前环境参数的值的范围设定是因为该环控设备3运作时都会引入户外空气，所以需参考户外的该等调控前环境参数的值的范围。例如在夏天及冬天都要维持室内温度在20度，两者设定的该环控模式例如设定冷气的风量、温度等设定肯定不同，如果以一天来看，白天及夜晚的冷气设定模式也会有些许的差异。该环控模式的设定还根据该环控设备3的该等环境控制器31各自对该等调控前环境参数的作用，请参考例如表二。该水帘墙的运行会影响到的该等环境参数为让该温度降低、该湿度提高、该二氧化碳浓度降低，该加温机的运行会影响到的该等环境参数为让该温度提高、该湿度降低、该二氧化碳浓度提高，该抽气风扇的运行会影响到的该等环境参数为让该温度降低、该湿度降低、该二氧化碳浓度降低，该气窗的开设会影响到的该环境参数为让该二氧化碳浓度降低，该帆布的覆盖会影响到的该环境参数为让该温度提高，该冷气的运行会影响到的该等环境参数为让该温度降低、该湿度降低。
[0040]
每一目标值范围组合与对应的该环控模式设定执行的每一种环境控制器31的数量相关，每一环境控制器31的数量启动的多寡，对环境的效益就有显著的差异，因此，每一环境控制器31需启动的数量与环境的效益呈现、户外环境的变动、各类生物生长所需的环境因素息息相关。
[0041]
在该多变量数据库2中，每一调控前环境参数值范围组合的每一调控前环境参数的值的范围预设一预设范围，且每一调控前环境参数的值的范围在高于该预设范围、该预设范围内及低于该预设范围中其中一者，当每一调控前环境参数值范围组合的该等调控前
环境参数的数量为n时，由于任一调控前环境参数的值的范围有三个不同的范围，使该等调控前环境参数值范围组合的数量为3n，该等目标值范围组合的数量也为3n，该等调控前环境参数值范围组合分别对应该等目标值范围组合。以下为方便说明，每一调控前环境参数的值的范围在高于该预设范围表示为一高位阶，每一调控前环境参数的值的范围在该预设范围内表示为一中位阶，每一调控前环境参数的值的范围在低于该预设范围表示为一低位阶。需补充说明的是，其中的该调控前环境参数值范围组合有时无法直接调整趋向对应的该目标值范围组合，可能会先趋向一调控中环境参数值范围组合，再经过该环控设备3使用对应的一中间环控模式调整后，让该调控中环境参数值范围组合再趋向对应的该目标值范围组合，其中，该调控中环境参数值范围组合包括多个不同调控中环境参数的值的范围，该等调控中环境参数与该等调控前环境参数相同，因此，该多变量数据库2还储存该调控中环境参数值范围组合及该中间环控模式，该调控中环境参数值范围组合对应该中间环控模式及其中一调控前环境参数值范围组合。或其中的该等调控前环境参数值范围组合会先分别趋向对应的该等调控中环境参数值范围组合，经过对应的该等中间环控模式调整后而趋向对应的该等目标值范围组合。因此，该多变量数据库2还储存该等调控中环境参数值范围组合及对应的该等中间环控模式，其中一调控中环境参数值范围组合对应其中一中间环控模式及其中一调控前环境参数值范围组合。
[0042]
举例来说，表三是表示一白肉鸡的该多变量数据库2，该等调控前环境参数分别为该温度、该湿度及该二氧化碳浓度，该等调控前环境参数值范围组合及该等目标值范围组合的数量皆为27，有27种状态。其中在这27种目标值范围组合中只呈现有四类状态，这四类状态是适合该白肉鸡生长的环境状态：其中一状态为该温度在中位阶、该湿度在该中位阶、该二氧化碳浓度在该中位阶；另一状态为该温度在该中位阶、该湿度在该中位阶、该二氧化碳浓度在该低位阶；又另一状态为该温度在该中位阶、该湿度在该低位阶、该二氧化碳浓度在该中位阶；又另一状态为该温度在该中位阶、该湿度在该低位阶、该二氧化碳浓度在该低位阶。该等调控前环境参数值范围组合各自最终会趋向任一类目标值范围组合的状态，其中状态2、3、5、6、8、9会先趋向该等调控中环境参数值范围组合，再分别经过对应的该等中间环控模式调整后而趋向该等目标值范围组合。需补充说明的是，每一种生物适合生长的目标值范围组合的状态都不同，且呈现不同状态的状态数量也不同，例如该白肉鸡的该等目标值范围组合为四类状态，但该等目标值范围组合的数量是与该等调控前环境参数值范围组合的数量须设定相同。
[0043]
表三
[0044]
[0045]
[0046]
[0047][0048]
该第一数据收集步骤s02为利用该等室内环境参数传感器4持续感测该等环境参数，再利用该处理器1持续从该等室内环境参数传感器4在一第一预设时间区间取得一第一环境参数值范围组合，该第一环境参数值范围组合系在该室内空间内该环控设备3以一第一环控模式运作的该等环境参数的值的范围。例如该第一预设时间区间为早上8点至9点的时间区间，该第一环控模式为运行该加温机、开设该气窗、运行该冷气。
[0049]
该第二数据收集步骤s03为利用该处理器1持续从该等室内环境参数传感器4在该第一预设时间区间之前的一第二预设时间区间取得一第二环境参数值范围组合，该第二环境参数值范围组合系在该室内空间内的该等环境参数的值的范围，需注意的是，在该第二预设时间区间时，该环控设备3运作的模式并无限制。例如该第二预设时间区间为早上7点至8点的时间区间。
[0050]
该判断步骤s04为利用该处理器1持续比较该第一环境参数值范围组合及该第二环境参数值范围组合，并判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境值参数值范围组合是否朝向任一目标值范围组合趋近。若该处理器1判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合未朝向任一目标值范围组合趋近，进行该比对执行步骤s05，若该处理器1判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合有朝向任一目标值范围组合趋近，进行该继续执行步骤s06。详细的做法为利用该处理器1将该第一环境参数值范围组合中的每一环境参数的值的范围中的一最大值、一最小值、一平均值及一标准偏差分别与该第二环境参数值范围组合中的每一环境参数的值的范围中的一最大值、一最小值、一平均值及一标准偏差比较，以判断该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合是否朝向任一目标值范围组合趋近。例如在早上8点至9点的时间区间量测到的该第一环境参数值范围组合，与在早上7点至8点的时间区间量测到的该第二环境参数值范围组合比较，该第一环境参数值范围组合相较于该第二环境参数值范围组合是否有朝向前述四类状态中任一状态的该目标值范围组合趋近，若有表示该第一环控模式的运作是适合的，需进行该继续执行步骤s06，反之，表示该第一环控模式的运作是不适合的，则需进行该比对执行步骤s05。
[0051]
该比对执行步骤s05为利用该处理器1将该第一环境参数值范围组合比对该多变
量数据库2中的该等调控前环境参数值范围组合，且根据比对相符的该调控前环境参数值范围组合以控制该环控设备3以对应的该环控模式运作。例如，该第一环境参数值范围组合的该等环境参数值范围组合为该温度为该低位阶、该湿度为该低位阶、该二氧化碳浓度为该中位阶，对应至该多变量数据库的状态2，与状态2的该等调控前环境参数值范围组合相同，该处理器1控制该环控设备3以对应的该环控模式运作，该等环境参数的值的范围趋向对应的该调控中环境参数值范围组合，则该处理器1再控制该环控设备3以对应的该中间环控模式运作，让该等环境参数的值的范围趋向对应的该目标值范围组合，即为该温度为该中位阶、该湿度为该低位阶、该二氧化碳浓度为该中位阶，达到该白肉鸡适合的饲养环境。执行该比对执行步骤s05后再回到该第一数据收集步骤s02。
[0052]
该继续执行步骤s06为利用该处理器1控制该环控设备3继续以该第一环控模式运作。执行该继续执行步骤s06后再回到该第一数据收集步骤s02。
[0053]
因此，本例借由该处理器1持续不断的收集各个时间区间的该等环境参数的值的范围，并与前时间点的时间区间比对，判断该等环境参数的值的范围是否有朝任一目标值范围组合趋近，若否则根据该多变量数据库2调控该环控设备3，让该室内空间的该等环境参数的值的范围朝向任一目标值范围组合趋近，以达到最佳的调控机制。
[0054]
综上所述，借由该建立多变量数据库步骤s01，经由长时期的数据累积，事先建立储存该等调控前环境参数值范围组合、对应的该等环控模式，及对应的该等目标值范围组合的该多变量数据库2，再借由该第一数据收集步骤s02、该第二数据收集步骤s03及该判断步骤s04，利用该处理器1持续判断该室内空间目前的该第一环境参数值范围组合是否适合该生物的环境状态，若不适合则进行该比对执行步骤s05，利用该处理器1根据比对该多变量数据库2执行符合该第一环境参数值范围组合的该环控模式，以调变该等环境参数的值的范围达到任一目标值范围组合，若适合则进行该继续执行步骤s06，继续以该第一环控模式运作，借由该处理器1持续判断该室内空间目前的该第一环境参数值范围组合是否适合该生物的环境状态，以达到同时考虑多种环境参数且让该室内空间维持在最佳的调控机制。