上海凡济生物科技有限公司;上海机砺自动化设备有限公司杨晓林获国家专利权
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龙图腾网获悉上海凡济生物科技有限公司;上海机砺自动化设备有限公司申请的专利一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120469514B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510963305.0,技术领域涉及:G05D23/20;该发明授权一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法及系统是由杨晓林;相雅静设计研发完成,并于2025-07-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法及系统,属于温度控制技术领域,其方法具体包括:实时采集农产品苗多维数据,并进行预处理,农产品苗多维数据包括:农产品苗根系温度、土壤表层温度、环境空气温度和土壤含水率,根据农产品品种及育苗阶段,设定根系理想温度基线曲线及上下限阈值,并根据预处理后的农产品苗多维数据,预测农产品苗根部温度趋势,根据农产品苗根部温度趋势预测结果,通过加热制冷装置,对根系微环境进行定向温度调控;通过预测偏差指标与阈值对比,能够在温度偏差尚未快速扩大时就采取措施,有效避免传统等偏差出现才调控导致的温度过冲或迟滞,提高了控制精度和效率。
本发明授权一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种可监控根系温度的农产品苗栽培温度控制方法,其特征在于,包括: 实时采集农产品苗多维数据,并进行预处理,农产品苗多维数据包括:农产品苗根系温度、土壤表层温度、环境空气温度和土壤含水率; 根据农产品品种及育苗阶段,设定根系理想温度基线曲线及上下限阈值,并根据预处理后的农产品苗多维数据,预测农产品苗根部温度趋势,所述预测农产品苗根部温度趋势是将当前根系滚动平均温度与根系理想温度基线曲线对比,计算温度偏差; 根据农产品苗根部温度趋势预测结果,通过加热制冷装置,对根系微环境进行定向温度调控; 所述根据农产品品种及育苗阶段,设定根系理想温度基线曲线及上下限阈值,并根据预处理后的农产品苗多维数据,预测农产品苗根部温度趋势,包括: 根据农产品品种、育苗阶段、土壤表层温度、环境空气温度及土壤含水率,设定根系理想温度基线曲线及上下限阈值; 根据预设时间建立滚动时间窗口,计算当前根系滚动平均温度; 将当前根系滚动平均温度与根系理想温度基线曲线对比,计算温度偏差,并预测农产品苗根部温度趋势; 所述根据预设时间建立滚动时间窗口,计算当前根系滚动平均温度,包括: 设定第一时间窗口宽度为M1,对预处理后的农产品苗多维数据进行一次滤波; 设定第二时间窗口宽度为M2,计算当前根系滚动平均温度; 所述设定第一时间窗口宽度为M1,对预处理后的农产品苗多维数据进行一次滤波,包括: 设定第一时间窗口宽度为M1,对每一时刻tk和第j个数据点,在预处理后的农产品苗多维数据中取距第j个数据点最近M1次的农产品苗根系温度组成一个集合W; 将集合W中的数值从小到大排序; 若M1为奇数,取排序后正中间的第(M1+1)2个值作为一次滤波后的农产品苗根系温度,若M1为偶数,取中间两个值的均值作为一次滤波后的农产品苗根系温度; 所述设定第二时间窗口宽度为M2,计算当前根系滚动平均温度,包括: 设定第二时间窗口宽度为M2,为每个数据点分配一个长度为M2的环形缓冲区,环形缓冲区的初始值全部重置为一次滤波结果; 为每个数据点维护一个当前窗口内数值之和,所述当前窗口内数值之和计算方式为:初始为第一条有效数据乘以已填入的个数; 构建一个索引指针,指向下一次写入环形缓冲区的位置,初始为0; 对每个数据点,读取本次一次滤波的输出,写入索引指针的位置,并将索引指针加1,若索引指针位置达到环形缓冲区长度M2,则将索引指针重置为0,利用新值覆盖旧值; 当环形缓冲区数据填满时,计算环形缓冲区数据的均值,将索引均值按序组合,形成当前根系滚动平均温度; 所述将当前根系滚动平均温度与根系理想温度基线曲线对比,计算温度偏差,并预测农产品苗根部温度趋势,包括: 将当前根系滚动平均温度与根系理想温度基线曲线对比,对每个数据点,计算第一瞬时偏差,构建第一瞬时偏差集合,并判断是否超出预设的上下限阈值; 选择短期预测模型,根据第一瞬时偏差预测农产品苗根部温度趋势,对每个数据点,采用短期预测模型计算下一采样时刻的预测值,与根系理想温度基线曲线对比,计算第二瞬时偏差,构建第二瞬时偏差集合; 设定偏差指标,包括最大偏差、最小偏差和平均偏差,计算第一瞬时偏差集合和第二瞬时偏差集合的最大偏差、最小偏差和平均偏差; 所述根据农产品苗根部温度趋势预测结果,通过加热制冷装置,对根系微环境进行定向温度调控,包括: 定义控制目标,如果第一瞬时偏差集合和第二瞬时偏差集合的最大偏差>0,判定制冷,如果最小偏差<0,判定加热,如果最大偏差≤0且最小偏差≥0,判定维持当前温度或输出零调整; 根据农产品苗当前生长阶段i,预置PID参数集,每个阶段有对应的第一偏差PID参数和第二偏差PID参数; 以第二瞬时偏差集合的平均偏差作为PID的偏差信号,通过加热制冷装置,利用PID控制器进行加热或制冷控制。
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