本发明涉及加热器控制，更具体地说，本发明涉及内置流量计的智能加热器控制系统。
背景技术：
1、内置流量计的智能加热器控制系统是一种集成了流量测量和水温控制功能的智能自动化控制系统。该系统主要由流量计、加热器、温度传感器、控制器和通讯模块等组成。通过流量计实时监测水的流量，温度传感器检测水温，控制器根据预设的参数控制加热器调节水温，并将数据传输至远程监控系统。
2、在农业灌溉中，内置流量计的智能加热器控制系统可以显著优化灌溉用水的温度和流量，实现自动化的控制防止农作物根系受冷或过热，促进农作物健康生长，改善农作物的生长条件；
3、然而智能控制系统、流量计、温度传感器和加热元件等设备的初始投资较高，对于一些资金且专业知识欠缺的个体农户，为节约投资成本，可能使用一个加热器对多个不同区域内农作物的灌溉用水进行加热，而不同区域内农作物的生长状态可能存在差异，其所需的灌溉用水温度也应不同，而同一加热器在同一时间内加热的灌溉用水温度趋于一致，可能导致无法满足不同区域内农作物的实际灌溉需求，导致农作物的产量降低，如何基于现有加热器设备的数量限制对智能加热器控制系统进行优化，以满足不同区域内农作物的实际灌溉需求，仍是一个值得关注的技术挑战。
4、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供内置流量计的智能加热器控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、内置流量计的智能加热器控制系统，包括区域温度预测模块，获取用于预测区域内农作物灌溉水温的多项指标数据，构建bp神经网络，输出区域内农作物灌溉水温的预测结果；
4、灌溉路线规划模块，根据加热器出水口到目标区域的距离和环境温度与加热器内水温的偏差获取热量损耗系数，并结合区域内农作物灌溉水温的预测结果，对不同区域的灌溉优先级进行排序；
5、流速控制模块，监测到达目标区域的实际灌溉水温，根据目标区域的实际灌溉水温对加热器出水口的流速进行控制；
6、控制评估模块，对流量计采集出水口流速的频率变化情况和出水口阀门的调整延迟情况进行分析，评估加热器出水口流速控制的稳定性。
7、在一个优选地实施方式中，获取用于预测区域内农作物灌溉水温的多项指标数据，构建bp神经网络，输出区域内农作物灌溉水温的预测结果，具体如下：
8、步骤a1，确定用于预测区域内农作物灌溉水温的多项指标，包括但不限于气温偏差值、土壤湿度偏差值、农作物平均高度偏差值、农作物平均叶片面积，将气温偏差值、土壤湿度偏差值、农作物平均高度偏差值、农作物平均叶片面积作为bp神经网络的输入，农作物灌溉水温作为输出；
9、a2，构建用于预测区域内农作物灌溉水温的bp神经网络；
10、a3，根据标准化后的多项指标样本数据对bp神经网络进行训练，获得用于预测区域内农作物灌溉水温的bp神经网络，并对区域内农作物灌溉水温进行预测。
11、在一个优选地实施方式中，根据加热器出水口到目标区域的距离和环境温度与加热器内水温的偏差获取热量损耗系数，并结合区域内农作物灌溉水温的预测结果，对不同区域的灌溉优先级进行排序，具体如下：
12、获取加热器出水口到目标区域的距离，将加热器出水口到目标区域的距离标记为jl，通过温度传感器分别获取目标区域的环境温度和加热器内的水温，将目标区域的环境温度标记为t1，将加热器内的水温标记为t2；
13、根据加热器出水口到目标区域的距离、目标区域的环境温度、加热器内的水温通过公式计算热量损耗系数sxs，表达式如下
14、将获取的热量损耗系数和区域内农作物灌溉水温的预测结果，通过如下公式计算区域灌溉优先级排序值pxz，表达式如下式中ycs表示区域内农作物灌溉水温的预测水温，α、β分别表示热量损耗系数和区域内农作物灌溉水温的预测水温的比例系数，且α、β均大于0；
15、根据区域灌溉优先级排序值对灌溉区域由大到小进行排序，得到灌溉区域优先级排序表，并按照灌溉优先级排序表中的顺序对不同区域进行灌溉。
16、在一个优选地实施方式中，监测到达目标区域的实际灌溉水温，根据目标区域的实际灌溉水温对加热器出水口的流速进行控制，具体如下：
17、通过在不同目标区域安装温度传感器获取到达目标区域的实际灌溉水温tactual，并将到达目标区域的实际灌溉水温与预测水温做差值运算获取灌溉水温误差wc(t)，表达式如下通过加热器内置的流量计获取加热器出水口的流速，将出水口流速标记为vbase；
18、通过采用pid控制算法对加热器出水口的流速进行动态控制，pid控制公式如下式中，vflow(t)表示修正后的出水口流速，kp表示比例系数，ki表示积分系数，kd表示微分系数；
19、根据修正后的出水口流速对加热器出水口的流速进行动态控制。
20、在一个优选地实施方式中，对流量计的采集状态进行监测，判断流量计采集出水口流速的采集频率变化情况，获取频率采集抖动异常系数，则频率采集抖动异常系数的获取逻辑如下：
21、获取流量计采集的流速时间序列数据，包括时间戳和对应的流速值；
22、根据流速时间序列数据，计算流速值均值表达式如下式中x(t)表示流速时间序列数据中t时刻的流速值；
23、计算自相关函数r(δ)，表达式如下式中δ表示时间延迟，δ＝{0,1,2,...,n-1}，n为正整数；
24、通过筛选函数获取自相关函数r(δ)的最大值r(δmax)，筛选函数如下r(δmax)＝max(r(δ))；
25、查找自相关函数衰减到的时间延迟δ1，查找函数如下
26、计算频率采集抖动异常系数cjd，表达式如下式中t表示采样时间周期。
27、在一个优选地实施方式中，对出水口阀门的调整状态进行监测，判断出水口阀门的调整延迟情况，获取阀门调整延迟系数，则阀门调整延迟系数的获取逻辑如下：
28、获取出水口阀门每次的指令接收时间和实际响应时间，将指令接收时间和实际响应时间分别标记为zl、xy，计算响应时间差xc，表达式如下xc＝xy-zl；
29、计算响应时间差平均值xcp，表达式如下式中xcm表示第m次计算得到的响应时间差，m＝{1,2,...,m}，m为正整数；
30、将每次计算得到的响应时间差与响应时间差平均值计算比较，将每次计算得到的响应时间差大于响应时间差平均值的响应时间差标记为延迟响应时间差ycx；
31、计算延迟响应时间差标准差xyb，表达式如下式中ycxu表示第u个延迟响应时间差，u＝{1,2,...,v}，v为正整数，表示延迟响应时间差平均值，表达式如下
32、计算阀门调整延迟系数fyc，表达式如下
33、在一个优选地实施方式中，将获取的频率采集抖动异常系数、阀门调整延迟系数进行归一化处理，根据归一化后的频率采集抖动异常系数、阀门调整延迟系数构建流速控制稳定性评估模型，生成流速控制稳定性评估指数lsw，其模型依据的公式如下式中a1、a2分别表示频率采集抖动异常系数、阀门调整延迟系数的预设比例系数，且a1、a2均大于0。
34、在一个优选地实施方式中，将流速控制稳定性评估指数与预设的流速控制稳定性评估指数阈值进行比较，若流速控制稳定性评估指数大于流速控制稳定性评估指数阈值，则生成稳定性异常信号；若流速控制稳定性评估指数小于等于流速控制稳定性评估指数阈值，则无需生成稳定性异常信号。
35、本发明的技术效果和优点：
36、1、本发明通过获取用于预测区域内农作物灌溉水温的多项指标数据，构建bp神经网络预测区域内农作物的灌溉水温，实现精准的温度控制，确保不同区域内农作物的生长需求得到满足，避免因温度过高或过低而影响作物生长，根据加热器出水口到目标区域的距离和环境温度与加热器内水温的偏差获取热量损耗系数，并结合区域内农作物灌溉水温的预测结果，对不同区域的灌溉优先级进行排序，最大限度地减少能源消耗，提高能源利用效率，流速控制模块根据监测到达目标区域实际灌溉水温动态调节加热器出水口的流速，确保实际灌溉水温与预测值尽可能接近，从而保证灌溉效果稳定和一致性，控制评估模块分析流量计采集出水口流速的频率变化和阀门调整延迟情况，评估加热器出水口流速控制的稳定性，及时发现流速控制的异常情况，提前预警并采取措施，确保系统运行稳定可靠。