基于环境预测的半封闭羊舍环境调控方法设计

摘要

集约化养殖过程中，养殖舍环境的精准调控是保证动物处于适宜生长环境的前提。对环境参数变化趋势进行预测，根据预测结果进行环境调节可以避免调控滞后性带来的影响。当前基于LSTM等模型的预测调控方法需要大量的数据进行预训练，且难以部署在现场调控系统中。针对大型半封闭羊舍环境调控的实际需求和其属于大滞后系统的特点，本文提出了一种基于环境参数变化量的短期预测的羊舍环境调控方法，该方法首先对传感器获取的数据进行滑动平均滤波和自适应加权平均融合，然后基于10个采样周期的环境参数变化量对下一时刻环境参数进行预测，并根据预测值对羊舍环境进行调控。试验结果表明：根据本文算法预测出的环境参数与真实值之间的均方根误差RMSE、决定系数R²、平均绝对误差MAE和平均偏差误差MBE的平均值分别达到0.519℃、0.952、0.361℃和0.025℃；根据预测结果调控后羊舍内温度、湿度的超调量分别为1.3℃、4.2%，氨气和二氧化碳没有产生超调量，超调量满足羊舍环境控制要求。本研究结果能够部署在低成本的环境控制器中，适用于养殖场实际环境调控系统的升级和改进。

关键词

羊舍 / 环境调控 / 多传感器融合 / 参数变化量预测