[发明专利]基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法

权利要求书

1.一种基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：

在动物放入宠物监护仓后，获取宠物监护仓内的环境参数，所述环境参数包括实时温度、实时湿度、目标控制温度和目标控制湿度，同时通过生理参数传感器获取宠物监护仓内动物的生理参数，所述动物生理参数包括动物的体重、体表体温和心率；

结合所述环境参数和动物生理参数，在模糊PID控制方法的基础上，对宠物监护仓进行温度控制；

结合所述环境参数和动物生理参数在模糊PID控制方法的基础上对宠物监护仓进行温度控制的步骤包括：

1)根据系统辨识得到温度和湿度控制之间的耦合关系，并使用前馈解耦法消除温度和湿度控制之间的耦合关系；

2)根据解耦后的温度控制传递函数，设计模糊PID控制器；

3)根据宠物监护仓内动物体重推测动物体型，根据体型对PID控制参数进行微调；

4)根据所述生理参数传感器检测到的压力、体温和心率数值的稳定程度，判断动物处于静息或是运动状态，根据动物的运动状态自动对温度设定值做调整。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述生理参数传感器包括压力传感器(5)、体温传感器(7)和脉搏波传感器(8)，分别用于测量压力值、温度值和脉搏波信息，进而获取动物的体重、体表体温和心率。

3.根据权利要求2所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述的脉搏波传感器(8)为光电式脉搏波传感器，采用反射方式采集信号，脉搏波的主成分频率为心率。

4.根据权利要求1所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述步骤3)中根据动物体重推测动物体型时，依据Meeh-Rubner公式，计算动物体表面积S_A。

5.根据权利要求1所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，根据体型对PID控制参数进行微调的具体方法为：

S31：根据宠物监护仓内动物的体表面积S_A，对温度控制传递函数进行调整，得到放入动物后宠物监护仓的温度控制传递函数为：

式中：G(s)为温度控制传递函数，ρ为宠物监护仓内的气体密度，V为宠物监护仓内的气体体积，C为气体比热容，s为拉普拉斯算子，K为宠物监护仓与外界的传热系数，A为宠物监护仓与外界传热面积，K_q为比例系数；τ为滞后时间；

S32：根据温度控制传递函数的变化，利用整定方法对PID控制参数进行补偿。

6.根据权利要求1所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述的步骤4)中，动物状态的具体判断方法为：

当压力传感器(5)数值出现的连续波动超过阈值，同时宠物监护仓内动物的体温和/或心率数值也超过阈值时，认为动物处于运动状态，自动调低设定温度，当上述数值恢复稳定时，恢复至正常设定值，保证动物处于舒适的环境中。

7.根据权利要求5所述的基于多传感器的宠物监护仓智能温度控制方法，其特征在于：所述的整定方法采用Ziegler-Nichols参数整定法。