一种养猪场环境控制系统及方法与流程

本发明属于散养猪养殖领域，具体涉及一种养猪场环境控制系统及方法。

背景技术：

1、养猪场环境控制是规模化养猪必须考虑的重要问题，通风、温度和湿度作为养猪场环境控制的主要参数，对这些环境参数进行适应性控制可以保证出栏猪肉的质量。目前养猪场内的环境参数通常为统一调控，即养猪场为开放空间，其内各个位置处的环境参数相同。但是同种类的猪在各个不同生长阶段以及不同种类的猪在各个生长阶段所依赖的最优的环境参数不同，目前若希望对养猪场内某个养猪隔间的环境参数进行调节，则需要单独设立一套环境调节系统，成本较高。可见，目前在对养猪场内各个养猪隔间的环境参数进行个性化调节时具有成本较高的缺点。

技术实现思路

1、本发明提供一种养猪场环境控制系统及方法，以解决在对养猪场内各个养猪隔间的环境参数进行个性化调节时具有成本较高的的问题。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种养猪场环境控制系统，包括通过导热板相连的两个养猪隔间，每个养猪隔间内均设有开度可调的通风机构，控制器分别与两个通风机构相连，根据输入的其中第一养猪隔间对应的第一最低空气质量标准、第二养猪隔间对应的第二最低空气质量标准以及所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度范围，对所述两个通风机构的开度以及该开度的持续时长进行调节，以使所述第一养猪隔间内空气质量高于该第一最低空气质量标准，所述第二养猪隔间内空气质量高于该第二最低空气质量标准，且所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度在该平衡温度范围内。

3、在一种可选的实现方式中，每个养猪隔间内均设有温度传感器，所述控制器分别与两个温度传感器相连，用于在所述两个养猪隔间内通风机构均停止通风，且所述两个养猪隔间未通过该导热板相连时，根据所述两个养猪隔间内对应温度传感器检测到的温度信息，确定所述两个养猪隔间对应的温度单位时间初始变化量；根据所述两个养猪隔间对应的温度单位时间初始变化量，对所述两个通风机构的开度以及该开度的持续时长进行调节。

4、根据本发明实施例的第二方面，还提供一种上述养猪场环境控制系统的控制方法，针对通过导热板相连的两个养猪隔间，所述控制器按照以下步骤对所述两个养猪隔间内的环境进行调节：

5、步骤s110、接收输入的所述两个养猪隔间中第一养猪隔间的第一最低空气质量标准、第二养猪隔间的第二最低空气质量标准以及所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度范围；

6、步骤s120、控制调节所述第一养猪隔间对应第一通风机构的第一开度以及所述第二养猪隔间对应第二通风机构的第二开度至对应大小，通过对该第一开度和第二开度的大小以及两者持续保持对应大小的第一时长分别进行设计，以使开度调节完成，持续保持该第一时长后，所述第一养猪隔间的空气质量达到该第一最低空气质量标准，所述第二养猪隔间的空气质量高于该第二最低空气质量标准，且所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度在该平衡温度范围内，执行步骤s130；

7、步骤s130、控制调节所述第一通风机构的第一开度增大至对应大小，第二通风机构的开度减小至对应大小，通过对该第一开度和第二开度的大小以及两者持续保持对应大小的第二时长分别进行设计，以使开度调节完成，持续保持第二时长后，所述第一养猪隔间的空气质量高于该第一最低空气质量标准，所述第二养猪隔间的空气质量达到该第二最低空气质量标准，且该两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度在该平衡温度范围内，返回执行步骤s120。

8、在一种可选的实现方式中，在所述两个养猪隔间内通风机构均停止通风，且所述两个养猪隔间未通过该导热板相连时，根据所述两个养猪隔间内对应温度传感器检测到的温度信息，确定所述两个养猪隔间对应的温度单位时间初始变化量；将所述两个养猪隔间中温度单位时间初始变化量较大的作为第一养猪隔间，温度单位时间初始变化量较小的作为第二养猪隔间；

9、针对第一养猪隔间对应的每个温度单位时间初始变化量，所述控制器在本地存储有该第一养猪隔间对应第一通风机构在不同开度时，该第一养猪隔间对应的第一温度单位时间实际变化量w1，针对第二养猪隔间对应的每个温度单位时间初始变化量，所述控制器在本地存储有该第二养猪隔间对应第二通风机构在不同开度时，该第二养猪隔间对应的第二温度单位时间实际变化量w2，并且该控制器在本地还存储有温度与空气质量的对应关系。

10、在另一种可选的实现方式中，所述步骤s120中，按照以下步骤来对该第一开度和第二开度的大小以及两者持续保持对应大小的第一时长分别进行设计：

11、步骤s210、在确定的所述两个养猪隔间的温度单位时间初始变化量下，根据温度与空气质量的对应关系，确定该第一养猪隔间内空气质量恶化到所述第一最低空气质量标准p1时，该第一养猪隔间内的温度wx1，针对所述第一通风机构对应的第一开度，根据该第一养猪隔间内的初始温度w01、该第一开度下该第一养猪隔间的第一温度单位时间实际变化量w1以及该确定的温度wx1，确定在该第一开度下，该第一养猪隔间内空气质量恶化到该第一最低空气质量标准p1，所花费的第一时长t1，该第一开度的初始值为最小值；

12、步骤s220、在确定出该第一时长t1之后，针对所述第二通风机构对应的第二开度，根据该第二养猪隔间内的初始温度w02以及该第二开度下该第二养猪隔间的第二温度单位时间实际变化量w2，确定在该第二开度下，该第一时长t1之后，该第二养猪隔间内的温度wx2，该第二开度的初始值为最小值；根据温度与空气质量的对应关系，确定该第二养猪隔间内的温度为wx2时，该第二养猪隔间内的空气质量；判断该确定的空气质量是否高于该第二最低空气质量标准p2，若是，则执行步骤s230，否则，执行步骤s240；

13、步骤s230、根据该第一养猪隔间内的温度wx1、该第二养猪隔间内的温度wx2，确定所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度b1，判断该确定的平衡温度b1是否在该平衡温度范围内，若是，则将该第一开度、第二开度和第一时长作为一组第一控制指令，执行步骤s240；否则，直接执行步骤s240；

14、步骤s240、判断该第二开度是否达到允许的最大开度，若是，执行步骤s250，否则增大该第二通风机构的第二开度，返回执行步骤s220；

15、步骤s250、判断该第一开度是否达到允许的最大开度，若是，则执行步骤s260，否则，增大该第一通风机构的第一开度，返回执行步骤s210；

16、步骤s260、针对每组第一控制指令，确定在该第一开度下该第一养猪隔间的第一温度单位时间实际变化量w1以及该第二开度下该第二养猪隔间的第二温度单位时间变化量w2，计算出第一温度单位时间实际变化量w1与第一时长t1的相乘结果以及第二温度单位时间变化量w2与第一时长t1的相乘结果，并计算出两个相乘结果的差值△w；确定各组第一控制指令对应差值△w中的最大差值，判断是否有多个最大差值，若是，则选择其中第二开度最大的控制指令作为最终第一控制指令；否则，将该最大差值对应的第一控制指令作为最终第一控制指令。

17、在另一种可选的实现方式中，所述步骤s210中，按照公式：t1＝(wx1—w01)/w1，确定在该第一开度下，该第一养猪隔间内空气质量恶化到该第一最低空气质量标准p1，所花费的第一时长t1；

18、所述步骤s220中，根据公式：wx2＝w02+w2*t1，确定在该第二开度下，该第一时长t1之后，该第二养猪隔间内的温度wx2；

19、所述步骤s230中，根据公式：b1＝(wx1+wx2)/2，确定所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度b1；

20、所述步骤s260中，根据公式：△w＝w1*t1-w2*t1，计算出各组第一控制指令对应的差值△w。

21、在另一种可选的实现方式中，所述步骤s130中，按照以下步骤来对该第一开度和第二开度的大小以及两者持续保持对应大小的第二时长分别进行设计：

22、步骤s310、确定基于所述最终第一控制指令对所述第一开度和第二开度的大小进行调节，并在调节完成持续保持对应第一时长后，该第二养猪隔间内的温度wx2以及该第一养猪隔间内的温度wx1；根据温度与空气质量的对应关系，确定该第二养猪隔间内空气质量恶化到所述第二最低空气质量标准p2时，该第二养猪隔间内的温度wx3；

23、步骤s320、在确定的所述两个养猪隔间的温度单位时间初始变化量下，针对所述第二通风机构对应的第二开度，根据该第二养猪隔间内的温度wx2、该第二开度下该第二养猪隔间的第二温度单位时间实际变化量w2以及该第二养猪隔间内的温度wx3，确定在该第二开度下，该第二养猪隔间内空气质量恶化到所述第二最低空气质量标准p2时，所花费的第二时长t2；

24、步骤s330、在确定出该第二时长t2之后，针对所述第一通风机构对应的第一开度，根据该第一养猪隔间内的温度wx1以及该第一开度下该第一养猪隔间的第一温度单位时间实际变化量w1，确定在该第一开度下，该第二时长t2之后，该第一养猪隔间内的温度wx4，根据温度与空气质量的对应关系，确定该第一养猪隔间内的温度为wx4时，该第一养猪隔间的空气质量，判断该确定的第一养猪隔间的空气质量是否高于该第一最低空气质量标准，若是，则执行步骤s340，否则，执行步骤s350；

25、步骤s340、根据该第一养猪隔间内的温度wx4、第二养猪隔间内的温度wx3，确定所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度b2，判断该确定的平衡温度b2是否在该平衡温度范围内，若是，则将该第一开度、第二开度和第二时长作为一组第二控制指令，执行步骤s350；否则，直接执行步骤s350；

26、步骤s350、判断该第一开度是否达到允许的最大开度，若是，执行步骤s360，否则增大该第一通风机构的第一开度，返回执行步骤s330；

27、步骤s360、判断该第二开度是否为零，若是，则执行步骤s370，否则，减小该第二通风机构的第二开度，返回执行步骤s320；

28、步骤s370、确定各组第二控制指令中第一开度最大的第二控制指令，判断是否存在多个第一开度最大的第二控制指令，若是，则确定该多个第二控制指令中该第一养猪隔间内的温度wx4最小的第二控制指令为最终第二控制指令，否则，将该第一开度最大的第二控制指令作为最终第二控制指令。

29、在另一种可选的实现方式中，所述步骤s320中，按照公式：t2＝(wx3—wx2)/w2，确定在该第二开度下，该第二养猪隔间内空气质量恶化到该第二最低空气质量标准p2，所花费的第二时长t2；

30、所述步骤s330中，按照以下公式：wx4＝wx1+w1*t2，确定在该第一开度下，该第二时长t2之后，该第一养猪隔间内的温度wx4；

31、所述步骤s340中，根据公式：b2＝(wx3+wx4)/2，确定所述两个养猪隔间通过该导热板达到热平衡时的平衡温度b2。

32、本发明的有益效果是：

33、1、本发明对两个养猪隔间的环境进行关联调节，只需要对两个养猪隔间的通风机构开度以及开度持续时长进行调节即可，不必针对每个养猪隔间单独设置一套环境调节系统，因此成本较低，且用户可通过输入两个养猪隔间的最低空气质量标准以及平衡温度范围，从而可以实现养猪隔间环境参数个性化调节；

34、2、本发明针对两个养猪隔间当前的生猪养殖情况，对第一通风机构和第二通风机构的开度不断进行模拟调节，获得第一养猪隔间内空气质量从当前质量恶化到第一最低空气质量标准p1，第二养猪隔间的空气质量高于第二最低空气质量标准p2，两个养猪隔间的平衡温度b1在该平衡温度范围内时，第一通风机构和第二通风机构的开度组合以及持续第一时长；由于第一养猪隔间的温度单位时间初始变化量较大，即第一养猪隔间内的空气质量恶化速度更快，因此本发明首先确定第一养猪隔间内空气质量恶化到第一最低空气质量标准p1时第一通风机构和第二通风机构的开度组合及其持续的第一时长；当第一通风机构和第二通风机构存在多个开度组合时，本发明并不是任意选择一个开度组合进行开度调节，而是首先针对每个开度组合及其持续第一时长，计算出在该第一开度下该第一养猪隔间的第一温度单位时间实际变化量w1与第一时长t1的相乘结果，该第二开度下该第二养猪隔间的第二温度单位时间变化量w2与第一时长t1的相乘结果，求出两个相乘结果的差值△w，然后从各个开度组合的差值△w中查找出最大差值，将该最大差值对应的开度组合及其持续第一时长，作为最终第一控制指令，此时由于第一养猪隔间和第二养猪隔间的温差达到最大，因此可以使第一养猪隔间和第二养猪隔间之间快速达到温度平衡；此外，当存在多个最大差值时，本发明选择其中第二开度最大的开度组合及其持续第一时长作为最终第一控制指令，如此可以方便后续步骤s130中，第二通风机构有较大的开度调节空间；

35、3、本发明针对两个养猪隔间当前的生猪养殖情况，对第一通风机构和第二通风机构的开度不断进行模拟调节，获得第一养猪隔间的空气质量高于该第一最低空气质量标准，第二养猪隔间内空气质量从当前质量恶化到第二最低空气质量标准p2，两个养猪隔间的平衡温度b2在该平衡温度范围内时，第一通风机构和第二通风机构的开度组合以及持续第二时长；由于当第一养猪隔间的第一开度较大时第一养猪隔间内的气体会快速溢到外面，可以避免冷空气进入养猪隔间后冷凝形成水蒸气，对养猪隔间的潮湿度造成影响，因此本发明首先选择第一开度最大的第二控制指令作为最终第二控制指令，如此可以加快室内外空气交换速度，避免第一养猪隔间湿度在换气过程中加大；此外，当存在多个第一开度最大的第二控制指令时，选择其中第一养猪隔间内的温度wx4最小的第二控制指令为最终第二控制指令，如此可以使第一养猪隔间有更广的温度调节范围，从而可以获得更优的最终第一控制指令和最终第二控制指令，同时可以避免频繁切换调节第一通风机构和第二通风机构的开度。