一種溫室降溫切換控制系統及其方法與流程

本發明涉及一種溫室環境自動控制系統，尤其涉及一種溫室降溫切換控制系統及其方法。

背景技術：

溫室可以為作物提供適宜的小氣候環境，因此許多溫室可以實現全年生產，并獲得較高的作物產量。溫室在獲得高產量的同時，也消耗很大的能量。寒冷地區的溫室能耗主要用于加熱；而亞熱帶和熱帶地區的溫室能耗主要用于降溫。中國南方地處亞熱帶地區，在一年大部分時間中溫室都需要降溫操作。溫室內通常安裝有多種降溫設備，如天窗、風扇、濕簾、噴霧器和遮陽網等。如果這些設備可以連續調節，那么可以采用許多成熟的控制方法，例如pid控制、魯棒控制、前饋-反饋控制、自適應控制、模糊控制、模型預測控制等方法。但受建設成本及管理水平等因素的限制，中國溫室中的執行設備大多數為開關型設備，且沒有控制機構的位置反饋，因此無法實現控制量的連續調節。此時，許多傳統控制方法則難以使用。

根據執行器的開關特性，可以把溫室降溫系統分為不同的降溫模式，例如自然通風、機械通風等。除了濕簾-風機降溫模式，有時自然通風、機械通風也能夠滿足降溫要求。這意味著有多種降溫方式可供選擇。但對于種植戶來說，選擇哪種降溫方式以及何時選擇這種降溫方式，并非易事。在實際中，種植戶通常是憑經驗、手動實現不同降溫方式切換，但這不能保證溫室運行在能耗最優狀態，而且也是非常費力的。因此有必要研究不同降溫方式之間的節能自動切換控制策略。考慮到在溫室系統中，既有連續變化的物理量，例如溫室空氣溫度以及室外環境因子，又有執行設備的開關量，因此可以把溫室系統看作是一個混雜系統。

我國南方地區的溫室在一年大部分時間內都需要降溫操作。僅安裝有天窗或側窗的溫室無法滿足溫室在夏季相當長時間內的降溫要求。如果安裝多種降溫設備，如天窗、風扇、濕簾等。由于溫室建設費用以及管理水平等原因，室內執行設備多采用開關驅動方式。對于種植戶來說，如何協調這些降溫設備，是一件困難的事情。眾多的開關控制信號導致基于傳統自動控制理論和現代控制理論而設計的控制方法無法使用。至今許多種植戶仍是憑經驗，根據室外環境條件手動切換不同的降溫設備，但這是非常費力的。有時為了避免手動切換，種植戶只使用風扇來調控室內溫度，即僅使用機械通風這一種降溫方式。但是忽略其它降溫方式會導致溫室運行能耗增加，這有悖于溫室建設時安裝多種降溫設備的初衷。有學者提出采用變頻驅動來實現設備的連續調節，從而可以采用先進的控制方法。但增加變頻驅動設備會大幅增加溫室建設費用。如何在不改變溫室現有設備以及不增加額外費用的前提下，實現多種開關型執行設備的自動協調控制是目前溫室小氣候環境控制過程所面臨的問題。

技術實現要素：

本發明的目的：提供一種溫室降溫切換控制系統及其方法，能實現了天窗、風扇、濕簾這三種開關型降溫設備的自動協調控制，且簡單易行。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種溫室降溫切換控制系統，包括溫室主體、多扇天窗、多個風扇、濕簾、多個交流接觸器、多個驅動電機及控制器；所述的多扇天窗分別間隔安裝在所述的溫室主體的頂部，所述的多個風扇分別間隔安裝在所述的溫室主體的南側端面上，所述的濕簾安裝在所述的溫室主體的北側端面上；所述的控制器的一端分別與所述的多個交流接觸器的一端連接，所述的多個交流接觸器的另一端分別與所述的多個驅動電機的一端對應連接，所述的多個驅動電機分別與所述的多扇天窗對應連接，所述的多扇天窗分別通過所述的多個驅動電機開合。

一種溫室降溫切換控制系統及其方法，所述的溫室主體內的溫度記為tin，所述的溫室主體內的溫度上限設定值記為th，所述的溫室主體內的溫度下限設定值記為tl；對于機械通風和濕簾-風扇降溫來說，停止閾值均記為tstop；該方法至少包括如下步驟：

步驟1：初始時，所述的溫室主體內所有執行設備均不工作，所述的溫室主體處于被動模式。

步驟2：當所述的溫室主體內溫度達到設定上限值th時，所述的溫室主體由被動模式切換至自然通風模式。

步驟3：所述的溫室主體在自然通風模式下運行時，如果所述的溫室主體內溫度在設定范圍(tl，th)內，那么繼續保持在自然通風下運行；如果所述的溫室主體內溫度超過上限值th，那么所述的溫室主體切換至機械通風模式；如果所述的溫室主體內溫度降低至下限值tl，所述的溫室主體則切換至被動模式。

步驟4：所述的溫室主體在機械通風模式下運行時，如果在規定時間內不能把所述的溫室主體內溫度降低至停止閾值tstop，所述的溫室主體則切換至濕簾-風扇降溫模式；反之，切換至自然通風模式。

步驟5：所述的溫室主體在濕簾-風扇降溫模式下運行時，當把所述的溫室主體內溫度降低至停止閾值時，切換自然通風模式；否則，繼續保持在濕簾-風扇降溫模式下運行。

本發明根據室內溫度與設定溫度上下限的關系而設定的切換控制可以保證該溫室降溫系統在不同運行模式之間自動切換，可以滿足溫室不同的降溫需求，且充分利用了自然通風模式來減少溫室降溫能耗。

附圖說明

圖1是本發明一種溫室降溫切換控制系統的結構示意圖。

圖2是本發明一種溫室降溫切換控制系統的控制原理圖。

圖3是本發明一種溫室降溫切換控制系統的控制方法流程圖。

圖4是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的仿真實驗的室外空氣溫度變化圖。

圖5是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的仿真實驗的室外相對濕度變化圖。

圖6是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的仿真實驗的室外太陽輻射變化圖。

圖7是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的仿真實驗的室外風速變化圖。

圖8是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案1中新控制策略下室內溫度變化圖(預測時域為10分鐘)。

圖9是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案1中參考控制策略下室內溫度變化圖。

圖10是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案2中參考控制策略下室內溫度變化圖。

圖11是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案2中新控制策略下室內溫度變化圖(預測時域為10分鐘)。

圖12是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案3中參考控制策略下室內溫度變化圖。

圖13是本發明一種溫室降溫切換控制系統及其方法的方案3中新控制策略下室內溫度變化圖(預測時域為10分鐘)。

具體實施方式

以下結合附圖進一步說明本發明的實施例。

請參見附圖1及附圖2所示，一種溫室降溫切換控制系統，包括溫室主體1、多扇天窗2、多個風扇3、濕簾4、多個交流接觸器5、多個驅動電機6及控制器7；所述的多扇天窗2分別間隔安裝在所述的溫室主體1的頂部，所述的多個風扇3分別間隔安裝在所述的溫室主體1的南側端面上，所述的濕簾4安裝在所述的溫室主體1的北側端面上；所述的控制器7的一端分別與所述的多個交流接觸器5的一端連接，所述的多個交流接觸器5的另一端分別與所述的多個驅動電機6的一端對應連接，所述的多個驅動電機6分別與所述的多扇天窗2對應連接，所述的多扇天窗2分別通過所述的多個驅動電機6開合。

請參見附圖3所示，一種溫室降溫切換控制系統的控制方法，所述的溫室主體1內的溫度記為tin，所述的溫室主體1內的溫度上限設定值記為th，所述的溫室主體1內的溫度下限設定值記為tl；對于機械通風和濕簾-風扇降溫來說，停止閾值均記為tstop；該方法至少包括如下步驟：

步驟1：初始時，所述的溫室主體1內所有執行設備均不工作，所述的溫室主體1處于被動模式。由于太陽輻射以及室外溫度較高，室內溫度會逐漸上升。

步驟2：當所述的溫室主體1內溫度達到設定上限值th時，所述的溫室主體1由被動模式切換至自然通風模式。

步驟3：所述的溫室主體1在自然通風模式下運行時，如果所述的溫室主體1內溫度在設定范圍(tl，th)內，那么繼續保持在自然通風下運行；如果所述的溫室主體1內溫度超過上限值th，那么所述的溫室主體1切換至機械通風模式；如果所述的溫室主體1內溫度降低至下限值tl，所述的溫室主體1則切換至被動模式。

步驟4：所述的溫室主體1在機械通風模式下運行時，如果在規定時間(圖3中以10分鐘為例)內不能把所述的溫室主體1內溫度降低至停止閾值tstop，所述的溫室主體1則切換至濕簾-風扇降溫模式；反之，切換至自然通風模式。

步驟5：所述的溫室主體1在濕簾-風扇降溫模式下運行時，當把所述的溫室主體1內溫度降低至停止閾值時，切換自然通風模式；否則，繼續保持在濕簾-風扇降溫模式下運行。

對機械通風和濕簾-風扇降溫兩種降溫模式來說，當溫室主體1內溫度降至該停止閾值tstop時，停止運行，以減少降溫能耗。停止閾值tstop可以取為上下限之間的某數值。

控制器7通過交流接觸器5和驅動電機6來控制三種執行設備。首先劃分溫室運行模式。根據這三種執行設備的開關組合狀態，把溫室的運行模式分為自然通風、機械通風和濕簾-風扇降溫三種模式。當所有設備均不工作時，稱溫室處于被動模式。把溫室的運行過程看作是在這四種運行模式之間不斷切換的過程。然后由控制器7根據溫室主體1內空氣溫度與所設定上下限的關系，發出運行模式的切換命令，從而實現不同運行模式的切換。假設溫室主體1初始處于被動模式。當溫室主體1內溫度上升到所設定的上限值時，溫室進入自然通風模式。當自然通風模式不能把溫室主體1內溫度控制在設定上限值以下時，則切換至能力更強的機械通風模式。如果機械通風不能在規定時間內把溫室主體1內溫度降低到某設定值處，則切換至濕簾-風扇降溫模式。當濕簾-風扇降溫模式把溫室主體1內溫度降至某設定值處，則切換至自然通風模式。如果機械通風在規定時間內能夠把溫室主體1內溫度降至某設定值處，也切換至自然通風模式。在自然通風模式下，當溫室主體1內溫度降至設定下限值時，溫室主體1則切換至被動模式。

自然通風幾乎不消耗能量，通常為溫室主體1降溫的首選方式。機械通風和濕簾-風機降溫方式的能耗明顯增加，但其降溫能力也顯著增強。尤其是濕簾-風機降溫，可以將溫室主體1內溫度降至周圍環境溫度以下。

自然通風和機械通風兩種降溫情況下的室內空氣溫度預測模型均如(1)式所示：

δti(k+1)＝αδtot(k)+βrout(k)+ε(1)

而濕簾-風機降溫下的室內空氣溫度預測模型如(2)式所示：

δti(k+1)＝αδtoi(k)+βrout(k)+γδtpi(k)+ε(2)

式中δti(k+1)為室內空氣溫度在k+1時刻與k時刻的差值；δtoi(k)為室內外空氣溫度在k時刻的溫差；rout(k)為k時刻的太陽輻射強度；δtpi(k)為k時刻室內空氣溫度和濕簾表面溫度之差；α、β、γ和ε均為模型系數。

當前時刻記為k。當預測k+i(i＞1)時刻室內溫度時，則需要獲得k+i-1時刻室外相關環境因子。但在實際應用中未來時刻的環境因子是未知的，而且不方便準確地預測。懶人天氣預測是一種簡單易行的方法，該預測方法的基本思想是假設在預測時域內其它相關環境因子保持其最新測量值不變。當預測時域不長時，該預測方法是有效的。

溫室降溫節能切換控制策略設計如下。降溫的上下限溫度分別記為th和tl。首先建立每種降溫模式下的溫度預測模型。然后當室內溫度上升到th時，使用每種降溫方式下的溫度模型預測未來有限時域內室內溫度的變化。由于自然通風消耗的能量很少，因此在有限預測時域內，溫度預測值只要不超過或略低于溫度上限值th，那么自然通風就有可能被采用。由于機械通風和濕簾-風機降溫為主動降溫方式，在整個過程中都有能量消耗，所以只有在預測時域內能夠將室內溫度降低至上下限的平均值時，它們才有可能被采用。在滿足降溫要求的前提下，選擇能耗最小的降溫方式。每次室內溫度上升到th時，都重復這樣的操作，從而實現不同降溫方式的自動節能切換控制。假設溫室初始處于被動狀態，當室內溫度上升到上限值th時，具體控制策略如下：

這里下標nv、mv和pf分別表示自然通風、機械通風和濕簾-風機降溫。tnv(k+nj|k)、tmv(k+nj|k)和tpf(k+nj|k)分別為三種降溫方式在k+nj時刻的溫度預測值；jnv，jm和jpf分別為相應降溫方式的估計能耗；pj(j＝1，2，3)為三種降溫方式的運行功率；nj×δt(j＝1，2，3)為三種降溫方式中設備的運行時間，其中δt為采樣間隔；nj為不同降溫方式下設備運行持續的采樣周期數。

為了在完全相同的環境下對比新控制策略與一個參考控制策略，以及研究影響降溫節能的因素，需要一個溫室溫度仿真模型。針對上節所描述的溫室降溫系統，建立了如下的溫室溫度機理模型：

式中ρa為空氣密度(g/m³)；ca為空氣比熱容(j/(g℃))；vg為溫室體積(m³)；tin(t)室內空氣溫度(℃)；t為時間(s)；qrad(t)太陽輻射功率(w)；qtran(t)作物蒸騰吸收的功率(w)；qexch(t)經過覆蓋層的室內外空氣熱交換功率(w)；qnv(t)自然通風功率損失(w)；qmv(t)機械通風功率損失(w)；qpad(t)濕簾-風機降溫的功率損失(w)；t為時間(s)；xj(j＝1，2，3)為三種降溫方式的開關量，其值取為0和1(0表示關閉；1表示開啟)。由實際控制情況可知，開關量xj(j＝1，2，3)在任何時間最多只能有一個取值為1。

請參見附圖4至附圖7所示，使用上述溫室溫度機理仿真模型時，需要提供室外空氣溫度、相對濕度、太陽輻射強度以及風速這四種環境因子的測量數據。以南京地區為例，選擇一個晴天2014年4月22日。由于夜晚溫室不需要降溫，因此仿真僅在白天進行。仿真實驗的時段設置為7：30～16：30。自然通風的風速是根據風力等級與風速對照表得到的。為了減小風向的影響，選擇了風力等級所對應的最小風速值。

仿真實驗中的設施是按照上述實際溫室情況進行設置的。溫室本體1南側墻安裝有4個風扇3，受同一控制信號驅動，即4個風扇3同時開啟和關閉。當它們開啟后，溫室本體1則運行于機械通風模式。溫室北側墻安裝有一個濕簾4。溫室本體1的濕簾-風扇降溫模式是同時開啟4個風扇3和濕簾4。由于實際溫室天窗2不能打開，這里假設天窗面積為溫室面積的1/10，其張角為30°。風扇3、濕簾4均不工作，而只有天窗2打開時，溫室本體1運行于自然通風模式。溫室本體1頂部安裝有外遮陽網，其透光率為50％。由于預測模型包含太陽輻射強度，因此遮陽網的工作狀態會影響模型預測結果。基于遮陽網的開關工作特性，對式(1)和式(2)分別進行了修正，修正后的溫度預測模型如式(4)和式(5)所示。

δti(k+1)＝αδtoi(k)+β(1-x4η)rout(k)+ε(4)

δti(k+1)＝αδtot(k)+β(1-x4η)rout(k)+γδtpi(k)+ε(5)

式中x4為遮陽網的控制信號，1代表展開；0代表收起。η為遮陽網的透光率。

計算溫室運行能耗需要各種設備的運行功率。每個風扇的額定功率為1kw；濕簾的電動機功率為2kw；與機械通風和濕簾-風機降溫相比，遮陽網和天窗的能耗非常小，因此在這里被忽略。

當室內溫度超過上限設定值時，執行上述比表格設計的控制策略來選擇合適的降溫模式。當室內溫度降低到一定程度時，則需要變停止降溫。每種降溫方式運行停止的條件設置如下：若采用自然通風，那么只要室內溫度不低于下限設定值，則無需關閉天窗2。若采用機械通風或濕簾-風機降溫方式，當室內溫度降至上下限的平均值時，則停止動作。由于遮陽網的工作狀態取決于太陽輻射強度，因此遮陽網進行單獨控制，相關設置如下：當太陽輻射強度超過420w/m²時，打開遮陽網；當太陽輻射強度降至400w/m²時，關閉遮陽網。

從上述控制策略可知，不同預測時域長度可能會對降溫模式的切換產生影響，從而影響溫室運行能耗，因此這里將預測時域分別設置為5，6，8，10，12，15，20分鐘，以研究預測時域長度對溫室降溫運行能耗的影響。溫度上下限對溫室降溫能耗也會有所影響，所以這里設置了三種溫度上下限值，分別為20℃和30℃、24℃和30℃、22℃和32℃。在這三種情況下分別進行上述仿真實驗。為了便于區別這三種情況，分別依次標記為方案1、2和3。

溫度預測模型在使用之前，需要進行辨識。為了方便，設置前三次降溫分別為自然通風、機械通風和濕簾-風機降溫，且每次降溫過程至少持續3分鐘，以獲得足夠的數據進行模型辨識。這里設置數據采集周期為20秒。前三次降溫之后，開始采用新控制策略進行降溫控制。隨著時間的推移，模型的預測準確性將會越來越低，因為除了模型所考慮的影響因素外，諸如長波輻射、作物冠層以及土壤等對室內空氣溫度均有所影響。為了保持模型預測的準確性，在降溫過程中必須及時更新模型系數。做了如下設置：在任何一種降溫方式下連續獲取的環境數據超過所需最小辨識數目時，則對該降溫方式下的溫度預測模型進行重新辨識。由于模型辨識需要的數據較少以及采樣周期較短，因此在每次降溫過程中幾乎都可以更新模型系數。這樣可以有效克服那些慢時變因素對模型預測準確性的影響，從而使模型保持準確的預測功能。

為了研究本文所提方法的節能效果，設計了一個不采用溫度預測模型的參考切換控制策略。該參考控制策略基于固定的切換規則，具體描述如下：假設溫室一開始處于被動模式，遮陽網收起。當溫度超過上限設定值時，首先采用自然通風。當自然通風不能將室內溫度降至上限以下時，切換到機械通風。若機械通風不能在5分鐘內將溫度降至上下限的平均值，則切換為濕簾-風機降溫方式。當每次需要降溫時，該策略均采用上次使用的降溫模式。當遮陽網打開之后，有降溫需求時，仍是首選自然通風，并重復上面的切換規則。除了切換規則之外，參考控制策略的其它所有設置均和新控制策略相同。

請參見附圖8至附圖13所示，仿真結果顯示室內溫度可以有效控制在設定范圍內，這表明上述兩種控制策略均能夠滿足控制要求。在每一種方案中，由于預測時域的長度不同，溫室溫度動態變化的過程略有不同。在方案1中，當預測時域為10分鐘時，新控制策略下的室內溫度動態變化如圖9所示。參考控制策略下室內溫度的動態變化如圖8所示。兩種控制策略下降溫方式的運行時間及其切換次數分別在表1和表2中給出。在方案2中，相應的仿真結果分別在圖10、圖11、表3和表4中。而在方案3中，相應的仿真結果分別在圖12、圖13、表5和表6中。根據仿真實驗中相關設施的功率，計算出各種控制策略的降溫運行能耗，如表7所示。

表1.方案1中不同降溫策略下降溫方式的運行時間

表2.方案1中不同降溫策略下降溫方式的切換次數

表3.方案2中不同降溫策略下降溫方式的運行時間

表4.方案2中不同降溫策略下降溫方式的切換次數

表5.方案3中不同降溫策略下降溫方式的運行時間

表6.方案3中不同降溫策略下降溫方式的切換次數

表7.不同控制策略下的降溫能耗(kw.h)

在方案1和方案2中，兩種控制策略下溫室溫度變化的主要差異表現在后期降溫過程中。每次降溫時，參考控制策略是依據固定規則進行切換，而新控制策略依據模型預測結果做出判斷。因此新控制策略具有自適應性，并能夠及時選擇自然通風，這對于減少溫室降溫運行能耗是非常有效的。結果顯示，新控制策略表現出了良好的節能效果。但在方案3中，由于自然通風即可滿足降溫要求，因此新控制策略沒有表現出節能優勢，甚至新控制策略因前三次固定降溫中使用了機械通風和濕簾-風機降溫而比參考控制策略消耗了更多的能量。所以至少需要兩種降溫方式時，新控制策略才能表現出其優點。

方案1和方案2的仿真結果表明，新控制策略中預測時域長度對降溫能耗和設備切換次數有所影響。在自然通風模式下，當預測時域較短時難以獲得較低的預測值，因為自然通風降溫的能力很弱。反之，當預測時域較長時，可以獲得較低的溫度預測值。因此當預測時域較長時，新控制策略會越來越多地選擇自然通風進行降溫，相應地能耗也就越少。此外，仿真結果也表明，隨著預測時域的增長，設備運行的切換次數略有減少，這是非常好的，因為較少的切換次數對于延長設備使用壽命是有益處的。但預測時域不宜設置得太長，因為模型預測中使用懶人天氣預測方法來提供室外環境因子數據。從上述仿真結果看，預測時域設置在10～20分鐘之間時，新控制策略的能耗比較穩定，且與參考控制策略相比，節能效果在15％以上。

與方案1相比，方案2中的溫度下限由20℃改為24℃。根據2.3節中所介紹的各種降溫方式的停止條件可知，各種降溫方式工作的溫度帶寬被縮小，這會導致降溫方式的頻繁開關。另外，降溫停止條件的改變對降溫能耗也有影響。根據相關研究，在降溫過程中，室內溫度變化呈負指數規律，這意味著隨著室內溫度逐漸降低，降低1℃會需要越來越多的能量。所以與方案1相比，方案2中各控制策略的降溫運行能耗略有降低。在實際應用中，要合理設置各種降溫方式停止的條件，以便在溫室降溫運行能耗和設備開關頻繁程度之間取得平衡。

與方案1相比，方案3的溫度范圍從(20～30℃)改變為(22～32℃)。仿真結果表明兩種方案中的降溫能耗大不相同。在方案3中僅使用自然通風就可以滿足降溫要求，因此溫室降溫過程幾乎不消耗能量。可見，溫度上限值對溫室降溫能耗有很大影響。溫度上限值越高，降溫運行能耗就越少。因此在實際中，需要綜合考慮作物生長所需要的溫度范圍，來設置合適的溫度上限，以達到減少溫室降溫能耗的目的。也可以在今后的研究中根據積溫原理來設置可變的溫度上限，已達到更加節能的目的。

因為本發明的重點在于三種具有約束關系的降溫模式的自動節能切換，所以沒有對遮陽網的降溫效果進行量化分析。但這并不是說遮陽網是無關緊要的。相反，從仿真結果可以看出，遮陽網對于減少降溫能耗來是非常重要的。在方案1和方案2中，在遮陽網打開之前，自然通風已無法滿足降溫要求，因此均進行過幾次主動降溫。但當遮陽網打開之后，啟動自然通風方式即可滿足降溫要求。在方案3中，同樣可以看出遮陽網對于減少降溫能耗的重要影響。可見遮陽對于溫室降溫來說是非常有效的，可減少降溫能耗。在實際生產中，基于室內作物光合作用對太陽輻射量的需求以及節能要求等因素，來設置合理的遮陽網開關閾值。

最后需要說明的是本文所提控制策略是容易實現的。溫室生產的最終目標是希望經濟利益最大化，因此有一些以經濟利益最大化為目標進行溫室環境參數的優化控制方法。但是它們在實際中是不可行的，主要原因是作物產量模型以及未來市場價格的預測結果并不可靠。相比之下，本文是以有限時域內溫室能耗最小為優化目標來實現不同降溫方式的節能切換控制，更具有可行性。

綜上所述，本發明根據室內溫度與設定溫度上下限的關系而設定的切換控制可以保證該溫室降溫系統在不同運行模式之間自動切換，可以滿足溫室不同的降溫需求，且充分利用了自然通風模式來減少溫室降溫能耗。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用附屬在其他相關產品的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。