本發(fā)明涉及溫度控制，特別是涉及一種高原暖棚的恒溫控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高原地區(qū)由于其特殊的地理和氣候條件，面臨著溫度變化劇烈、晝夜溫差大等問(wèn)題，這對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是畜牧業(yè)養(yǎng)殖帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。高原暖棚的建設(shè)旨在為牦牛提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，以提高牦牛的產(chǎn)量和質(zhì)量。然而，傳統(tǒng)的溫控方法往往無(wú)法滿足高原地區(qū)的需求，主要存在以下幾個(gè)背景技術(shù)問(wèn)題：

2、1、高原地區(qū)的晝夜溫差可達(dá)20℃以上，傳統(tǒng)的溫控系統(tǒng)難以快速響應(yīng)溫度變化，導(dǎo)致牦牛生長(zhǎng)受到影響。

3、2、許多高原暖棚仍采用人工監(jiān)控和調(diào)節(jié)溫度的方式，缺乏智能化的溫控系統(tǒng)，導(dǎo)致管理效率低下，難以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

4、3、現(xiàn)有的溫控系統(tǒng)往往是針對(duì)平原地區(qū)設(shè)計(jì)的，未能充分考慮高原地區(qū)的特殊氣候條件，導(dǎo)致系統(tǒng)在高原環(huán)境下的適應(yīng)性不足。

5、因此，針對(duì)高原地區(qū)的特殊需求，開(kāi)發(fā)一種高效、智能、自動(dòng)化的恒溫控制方法及系統(tǒng)顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種高原暖棚的恒溫控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)智能化管理，有效節(jié)約能源消耗，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種高原暖棚的恒溫控制方法，包括：

4、獲取設(shè)置在高原暖棚內(nèi)部的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的溫度信息；其中，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位至少具有兩個(gè)溫度傳感器；

5、對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集的溫度信息進(jìn)行去噪處理得到去噪后的溫度信息；

6、將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息進(jìn)行融合得到所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息；

7、根據(jù)所述高原暖棚的歷史數(shù)據(jù)獲取最佳工作溫度；

8、利用所述最佳工作溫度和所述融合后的溫度信息構(gòu)建溫控模型；

9、利用所述溫控模型調(diào)節(jié)所述高原暖棚的溫度。

10、優(yōu)選地，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集的溫度信息進(jìn)行去噪處理得到去噪后的溫度信息，包括：

11、根據(jù)各個(gè)溫度傳感器之間的空間距離構(gòu)建聯(lián)系度模型；

12、利用所述聯(lián)系度模型構(gòu)建溫度去噪函數(shù)；

13、利用所述溫度去噪函數(shù)去除各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中溫度信息的異常值，生成去噪后的溫度信息。

14、優(yōu)選地，所述聯(lián)系度模型的公式為：

15、

16、其中，σ表示歷史時(shí)間段內(nèi)在m點(diǎn)的傳感器與在n點(diǎn)的傳感器之間溫度差的平均值，dis(m,n)表示在m點(diǎn)的傳感器與在n點(diǎn)的傳感器之間的空間距離，r表示預(yù)設(shè)參數(shù)。

17、優(yōu)選地，所述利用所述聯(lián)系度模型構(gòu)建溫度去噪函數(shù)，包括：

18、利用每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位溫度的加權(quán)值構(gòu)建去噪閾值；其中，所述去噪閾值為：其中，yi表示溫度傳感器采集的第i個(gè)溫度值，wi表示yi的加權(quán)值；

19、基于去噪閾值和聯(lián)系度模型構(gòu)建溫度去噪函數(shù)；所述溫度去噪函數(shù)為：；其中，表示t時(shí)刻相應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息，x(m,t)表示t時(shí)刻在m點(diǎn)傳感器的測(cè)量值，x(n,t)表示t時(shí)刻在n點(diǎn)傳感器的測(cè)量值，ρ表示可調(diào)閾值，|nm|表示在同一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位中溫度傳感器的個(gè)數(shù)，

20、優(yōu)選地，將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息進(jìn)行融合得到所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息，包括：

21、利用各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息構(gòu)建融合函數(shù)；所述融合函數(shù)的公式為：其中，qij表示融合函數(shù)，xi表示第i個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息，xj表示第j個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息；

22、根據(jù)所述融合函數(shù)構(gòu)建融合矩陣；所述融合矩陣的公式為：

23、

24、計(jì)算出融合矩陣對(duì)應(yīng)的特征值；

25、采用公式：得到融合加權(quán)系數(shù)；其中，l表示去噪后的小波系數(shù)，ri表示融合矩陣的第i個(gè)特征值；

26、利用所述融合加權(quán)系數(shù)對(duì)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度值進(jìn)行加權(quán)平均得到所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息。

27、優(yōu)選地，所述溫控模型為：

28、

29、其中，y(t)表示t時(shí)刻所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息，kp表示比例系數(shù)，yi(t)表示最佳工作溫度，ti表示積分時(shí)間，td表示微分時(shí)間。

30、優(yōu)選地，根據(jù)所述高原暖棚的歷史數(shù)據(jù)獲取最佳工作溫度，包括：

31、收集所述高原暖棚的歷史數(shù)據(jù)；所述歷史數(shù)據(jù)包括：歷史溫度數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)的牦牛的生長(zhǎng)狀況數(shù)據(jù)；所述生長(zhǎng)狀況數(shù)據(jù)包括：重量變化數(shù)據(jù)、高度變化數(shù)據(jù)和品質(zhì)等級(jí)數(shù)據(jù)；

32、構(gòu)建初始卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

33、分別根據(jù)所述歷史溫度數(shù)據(jù)、所述重量變化數(shù)據(jù)、所述高度變化數(shù)據(jù)和所述品質(zhì)等級(jí)數(shù)據(jù)對(duì)所述初始卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的第一分類(lèi)器、第二分類(lèi)器和第三分類(lèi)器；

34、將訓(xùn)練好的第一分類(lèi)器、第二分類(lèi)器和第三分類(lèi)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，得到分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)；

35、在所述分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)后依次連接lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和全連接層，得到所述工作溫度預(yù)測(cè)模型；

36、利用所述工作溫度預(yù)測(cè)模型獲取所述最佳工作溫度。

37、優(yōu)選地，所述工作溫度預(yù)測(cè)模型的損失函數(shù)的公式為：

38、

39、其中，為預(yù)測(cè)的最佳工作溫度，yi為實(shí)際的最佳工作溫度，wi為生長(zhǎng)指標(biāo)權(quán)重，n為數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù)，α為mse損失項(xiàng)的權(quán)重超參數(shù)，β為加權(quán)損失項(xiàng)的權(quán)重超參數(shù)。

40、優(yōu)選地，所述生長(zhǎng)指標(biāo)權(quán)重的確定方法為：

41、對(duì)所述生長(zhǎng)狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和特征提取，得到特征向量；

42、利用皮爾遜相關(guān)系數(shù)評(píng)估每個(gè)特征向量與預(yù)設(shè)的目標(biāo)變量的相關(guān)性，以得到每個(gè)所述特征向量的權(quán)重；

43、將每個(gè)所述特征向量的權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，并計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的綜合權(quán)重，得到所述生長(zhǎng)指標(biāo)權(quán)重。

44、一種高原暖棚的恒溫控制系統(tǒng)，包括：

45、傳感設(shè)置模塊，用于獲取設(shè)置在高原暖棚內(nèi)部的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的溫度信息；其中，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位至少具有兩個(gè)溫度傳感器；

46、去噪模塊，用于對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集的溫度信息進(jìn)行去噪處理得到去噪后的溫度信息；

47、融合模塊，用于將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息進(jìn)行融合得到所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息；

48、溫度獲取模塊，用于根據(jù)所述高原暖棚的歷史數(shù)據(jù)獲取最佳工作溫度；

49、模型構(gòu)建模塊，用于利用所述最佳工作溫度和所述融合后的溫度信息構(gòu)建溫控模型；

50、調(diào)節(jié)模塊，用于利用所述溫控模型調(diào)節(jié)所述高原暖棚的溫度。

51、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

52、本發(fā)明提供了一種高原暖棚的恒溫控制方法及系統(tǒng)，方法包括：獲取設(shè)置在高原暖棚內(nèi)部的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的溫度信息；其中，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位至少具有兩個(gè)溫度傳感器；對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位采集的溫度信息進(jìn)行去噪處理得到去噪后的溫度信息；將各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位去噪后的溫度信息進(jìn)行融合得到所有檢測(cè)點(diǎn)位融合后的溫度信息；根據(jù)所述高原暖棚的歷史數(shù)據(jù)獲取最佳工作溫度；利用所述最佳工作溫度和所述融合后的溫度信息構(gòu)建溫控模型；利用所述溫控模型調(diào)節(jié)所述高原暖棚的溫度。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)智能化管理，有效節(jié)約能源消耗，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。