我國智能溫室的研究現(xiàn)狀

1、課題階段性總結(jié) 閱讀論文總結(jié)，課題初步方向1我國溫室農(nóng)業(yè)發(fā)展概況現(xiàn)代農(nóng)業(yè)越來越朝著精細(xì)化和規(guī)模化方向發(fā)展。精細(xì)化需要我們從細(xì)節(jié)上把握農(nóng)作物生長的各個(gè)環(huán)節(jié)，例如作為在什么樣的溫度，光照和水肥條件下能更好的生長，在什么樣的環(huán)境條件下更容易發(fā)生病蟲害。傳統(tǒng)的小面積種植不能采用大型的農(nóng)業(yè)設(shè)施對農(nóng)作物統(tǒng)一化管 理，即浪費(fèi)人力又加大了農(nóng)業(yè)設(shè)施的開支，所以規(guī)?；俏磥磙r(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。隨著互聯(lián)網(wǎng)+的提出，智慧農(nóng)業(yè)也越來越成為我國發(fā)展的趨勢，因?yàn)橹腔坜r(nóng)業(yè)的應(yīng)用恰恰滿足了現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)朝著精細(xì)化和規(guī)?；陌l(fā)展要求。近年來我國設(shè)施園藝得到了快速發(fā)展，截至2012年，面積已達(dá)到了 362萬hm 2,占世界的89.3%;其

2、中代表設(shè)施園藝現(xiàn)代化水平的玻璃溫室面積接近 9000 hm2,占世界玻璃溫室 面積的22.5% 1。與此同時(shí)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、信息處理、決 策服務(wù)等智能化技術(shù)越來越多地應(yīng)用于溫室管理中，尤其是近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng) 用，更加促進(jìn)了溫室智能化管理技術(shù)的發(fā)展。2溫室環(huán)境智能監(jiān)控研究現(xiàn)狀2.1 溫室環(huán)境信息獲取溫室環(huán)境信息獲取方面，研究初期主要采用線傳輸方式，如朱偉興等設(shè)計(jì)了以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)、MCS-51單片機(jī)為下位機(jī)的智能溫室群集散控制系統(tǒng)2就是運(yùn)用RS232/RS422有線傳輸環(huán)境信息。其設(shè)計(jì)整體框圖如圖1.t/H摸監(jiān).此山；為思喻出龕.畀美址心建推，'_山

3、嗝罵山舊工，I佻巾國)工與優(yōu)上器悔方器 垛也攵建校塊界更潛收力機(jī)忤圖1朱偉興等設(shè)計(jì)的硬件整體框圖再如懂喬雪等設(shè)計(jì)的“溫室計(jì)算機(jī)分布式自動控制系統(tǒng)”網(wǎng)采用總線式RS-485通信網(wǎng)絡(luò)和逐級驗(yàn)證的通信算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通信結(jié)構(gòu)圖及總體框圖如圖2、3。圖2懂喬雪等設(shè)計(jì)的通信硬件系統(tǒng)框圖打印機(jī)皆"理機(jī)圖3懂喬雪等設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖近年來國內(nèi)外在溫室環(huán)境無線測控技術(shù)方面開展了相關(guān)研究工作，主要是采用2G、3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Zigbee、藍(lán)牙和 Wi-Fi等方式進(jìn)行信息的傳輸。其中 2G 3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 主要適用于遠(yuǎn)距離信息傳輸，Zigbee、藍(lán)牙和 Wi-Fi技術(shù)用于短距離信息傳輸領(lǐng)域。如張猛

4、等設(shè)計(jì)的“基于ZigBee和Internet的溫室群環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”4就是運(yùn)用了無線傳輸技術(shù)，其設(shè)計(jì)整體框圖如圖4。劉J麗E-油需常卷2fx （匚二二二二二QKS2 咨 R J45軸小橫映圖4張猛等設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖再如王斌等設(shè)計(jì)的“基于 GPR限術(shù)日光溫室綜合環(huán)境集散控制系統(tǒng)”5該系統(tǒng)主要由3部分組成：溫室綜合環(huán)境監(jiān)控模塊、GPR徽據(jù)傳輸模塊、基于 WEB勺溫室群監(jiān)控中心模塊。整體設(shè)計(jì)框圖如圖 5所示。圖5王斌等設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖2.2 溫室環(huán)境的數(shù)據(jù)處理由于溫室測控系統(tǒng)服務(wù)于多個(gè)溫室，范圍廣，環(huán)境參數(shù)復(fù)雜，為了提高采集數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性，大多數(shù)設(shè)計(jì)都采用了一定的方法將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)

5、行處理。 如程曼等在“基 于多傳感器數(shù)據(jù)融合的溫室環(huán)境控制的研究” 一文中描述的，在多傳感器采集數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上， 利用最小距離聚類法確定各傳感器融合的次序 ，提高數(shù)據(jù)融合結(jié)果的客觀性。器設(shè)計(jì)的整體 框圖如圖6。圖6程曼等設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖再如張韓飛等在“多傳感器信息融合在溫室濕度檢測中的應(yīng)用”一文中采用模糊C均值（FCM）聚類算法對溫室濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，闡明了 FCM算法優(yōu)于平均值算法，提高了檢測的準(zhǔn)確性。其整體設(shè)計(jì)框圖如圖 7所示。I FCM媒法他合站果圖7張韓飛等設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體框圖2.3 溫室環(huán)境決策調(diào)控目前溫室環(huán)境優(yōu)化控制主要是依據(jù)植物生長最適宜條件或者依據(jù)環(huán)境控制成本最低來 優(yōu)化。在上述兩

6、種優(yōu)化調(diào)控方法中，由于基于生長最優(yōu)往往不是經(jīng)濟(jì)效益最好，而基于成本最低則不能保證發(fā)揮溫室增產(chǎn)潛力，所以近年來開展了將作物生長和環(huán)境調(diào)控成本相結(jié)合的 控制方法研究。如朱丙坤等人在“基于節(jié)能偏好的沖突多目標(biāo)相容溫室環(huán)境控制”8一文中利用多目標(biāo)相容算法對溫室大棚進(jìn)行控制，并對遺傳算法進(jìn)行了改進(jìn)，把節(jié)能這一偏好引入到了優(yōu)化過程中。在多沖突目標(biāo)算法中，不在追求精確的點(diǎn)目標(biāo)，而是追求次優(yōu)的區(qū)間目標(biāo)，由于控制目標(biāo)的放寬，就可以有很大的余地來協(xié)調(diào)控制精度和能耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。再如戴劍鋒等在“基于模型的溫室加溫控制目標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)研究”9 一文中建立了基于模型的溫室加溫控制目標(biāo)計(jì)算機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一

7、個(gè)數(shù)據(jù)庫（溫室、作物以及氣象資料 ）和三個(gè)模型（作物生長模擬模型、溫室加溫能耗預(yù)測*II型以及加溫控制目標(biāo)優(yōu)化模型）。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能框圖如圖8。圖8戴劍鋒等設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能示意圖M 霏s:1A A V n3總體方案總結(jié)智能溫室控包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策控制三個(gè)方面的內(nèi)容?？偨Y(jié)近 20年在“溫 室智能控制”方面的研究，總結(jié)如下。3.1 數(shù)據(jù)獲取方面由于總線方式布線復(fù)雜且有線線路在大棚內(nèi)溫?zé)岢睗竦沫h(huán)境下容易損壞等多方面原因， 使用將越來越少， 取而代之的將是無線通信，包括zigbee、藍(lán)牙、WiFi等短距離無線通信和 GPRS互聯(lián)網(wǎng)等遠(yuǎn)程無線通信。3.2 數(shù)據(jù)處理方面分布式處理將是未來的發(fā)

8、展趨勢，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理往往是將所有原始數(shù)據(jù)都匯聚到控終 端進(jìn)行統(tǒng)一處理，這樣既加大了數(shù)據(jù)處理的難度，又浪費(fèi)了數(shù)據(jù)傳輸帶寬。所以將原始數(shù)據(jù)在采集端進(jìn)行處理或者預(yù)處理是數(shù)據(jù)處理的前提，這就需要在數(shù)據(jù)采集端加合適的數(shù)據(jù)處理硬件。傳統(tǒng)的溫室大棚控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理通常是將不同傳感器或者同一種類的不同傳感器 獨(dú)立開來，或者只進(jìn)行簡單的均值融合，這種方法不能從整體上把握溫室環(huán)境，并且存在數(shù)據(jù)冗余。多傳感器融合技術(shù)彌補(bǔ)了上述缺點(diǎn)，多傳感器信息融合是把多個(gè)相同類型或不同類 型的傳感器所提供的局部觀察量加以綜合，消除信息之間的冗余和矛盾，利用信息互補(bǔ)，形成對環(huán)境的相對完整一致的感知描述，從而提高智能系統(tǒng)決策的快速

9、性和正確性，以及規(guī)劃的科學(xué)性?，F(xiàn)有的溫室監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度較低，它們能夠自動采集溫室內(nèi)的小氣候數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理，并且利用直接監(jiān)測數(shù)據(jù)或者經(jīng)簡單處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫室內(nèi)小氣候的 調(diào)控，但是調(diào)控的機(jī)制一般是比較死板的程式化設(shè)置參數(shù)，缺少基于專家知識的、針對具體作物生理特點(diǎn)和病蟲害發(fā)生規(guī)律的靈活調(diào)控機(jī)制。專家系統(tǒng)的融入能夠利用專家系統(tǒng)中的專家經(jīng)驗(yàn)實(shí)時(shí)處理分析溫室監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從原始數(shù)據(jù)中挖掘出更為深層次的信息，例如什么環(huán)境條件下更容易產(chǎn)生病蟲害，什么條件下果實(shí)張的更快更好等等。3.3 決策控制方面?zhèn)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)一般只考慮使環(huán)境達(dá)到最優(yōu)即可，但是環(huán)境最優(yōu)必定是以犧牲能源為代價(jià) 的，并且植物生長

10、的適宜環(huán)境往往不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)區(qū)間，只要能使環(huán)境在植物適宜生長的范圍之內(nèi)即可。所以如何在環(huán)境優(yōu)化與能源節(jié)約之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)成為反饋調(diào)控一個(gè) 課題，無論以何種一句作為控制前提，最終的經(jīng)濟(jì)效益是控制的最終落腳點(diǎn)近所以近年來開展了將作物生長和環(huán)境調(diào)控成本相結(jié)合 的控制方法研究。綜上所述，無線通信、分布式處理、多傳感器融合、專家系統(tǒng)、作物生長環(huán)境和調(diào)控成 本結(jié)合控制是未來“溫室環(huán)境智能控制”的發(fā)展方向，也是課題研究的重點(diǎn)。4課題方向4.1 總體概述課題方向初步定為運(yùn)用無線通信、分布式處理、多傳感器融合、專家系統(tǒng)、作物生長環(huán)境和調(diào)控成本結(jié)合控制方面的知識設(shè)計(jì)出一款“溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)”。課題創(chuàng)新

11、點(diǎn)主要有，數(shù)據(jù)分析融入專家系統(tǒng)、病蟲害預(yù)防、適用于多種農(nóng)作物。該系統(tǒng)解決了目前溫室環(huán)境 監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在的環(huán)境數(shù)據(jù)獲取后很少與具體作物健康發(fā)育的特殊需求相結(jié)合，也很少用于病蟲害的智能化防治等問題。系統(tǒng)總圖框圖如圖9所示。4.2 課題開展首先是數(shù)據(jù)采集端，選取對作物生長最為重要的溫度、濕度、 CO濃度、光照和作物圖像 作為原始采集參數(shù)。傳感器選型如表1所示。表1傳感器選型表COSHT11SHT11BL1750MG811圖9課題設(shè)計(jì)中體框圖采集端的數(shù)據(jù)預(yù)處理， 首先對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，以減少外界噪聲干擾。 經(jīng)查閱資料，常用的濾波方法主要有十種(見附錄1)。在宋慶恒的“基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的

12、蔬菜大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)” 阿一文中用到的是滑動平均窗濾波，器MALA限現(xiàn)函數(shù)見附錄2。至于具體用哪一種方式，暫時(shí)沒定，會進(jìn)一步比較優(yōu)劣。對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波以后還需要提出數(shù)據(jù)的異常點(diǎn)，剔除異常點(diǎn)常用的方法有 5種，在宋慶恒的“基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的蔬菜大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”10 一文中用到的是拉依達(dá)準(zhǔn)則，不過他將拉依達(dá)準(zhǔn)則做了變動，即其系統(tǒng)采用剩余誤差與1.5 b進(jìn)行比較。至于我的課題設(shè)計(jì)用哪一種提出異常值方法，暫時(shí)沒有決定。參考文獻(xiàn)：1張真和.我國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展重點(diǎn)0 2 2012中國設(shè)施園藝學(xué)術(shù)年會論文集，南京,2012:1-7 .2朱偉興，毛罕平，李萍萍，等.智能溫室群集散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究J

13、.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999,15(4):162-166.3董喬雪，王一鳴.溫室計(jì)算機(jī)分布式自動控制系統(tǒng)的開發(fā)J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002,18(4): 94-97.4張猛，房俊龍，韓宇.基于ZigBee和Internet的溫室群環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào):2013,29(增1):171-1735王斌，吳借,李志偉.基于GPRS技術(shù)日光溫室綜合環(huán)境集散控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)J.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012,32(1):92-96.6程曼，袁洪波，張素，等.基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的溫室環(huán)境控制的研究J.農(nóng)機(jī)化研究,2009,31(7):213-2147張韓飛，陳明，池濤，等.多傳感器信

14、息融合在溫室濕度檢測中的應(yīng)用J.傳感器與微系統(tǒng),2011,30(6):129 -130.8朱丙坤，徐立鴻，胡海根，等.基于節(jié)能偏好的沖突多目標(biāo)相容溫室環(huán)境控制J.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2011,23(1):95-99.9戴劍鋒，羅衛(wèi)紅，喬曉軍，等.基于模型的溫室加溫目標(biāo)優(yōu)化控制系統(tǒng)研究J.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2005,22(11):187-191.10宋慶恒.合的蔬菜大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.農(nóng)機(jī)化研究，2015,4(4):211-214附錄1: 限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）A、方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A）每次檢測到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差 <=A,則本次值有效如

15、果本次值與上次值之差 >A,則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值以優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾C缺點(diǎn)無法抑制那種周期性的干擾平滑度差中位值濾波法A方法：連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)）把N次采樣值按大小排列取中間值為本次有效值以優(yōu)點(diǎn)：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾對溫度、液位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果C缺點(diǎn)：對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜算術(shù)平均濾波法A方法：連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算N值較大時(shí)：信號平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時(shí)：信號平滑度較低，但靈敏度較高N值的選?。阂话懔髁?，N=12;壓力：N=4以優(yōu)點(diǎn)：適用于對一般具有隨機(jī)干擾的信號進(jìn)行濾波這

16、樣信號的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動C缺點(diǎn)：對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用比較浪費(fèi)RAM遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）A、方法：把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列隊(duì)列的長度固定為 N每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).（先進(jìn)先出原則）把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié) 果N值的選取：流量，N=12;壓力：N=4;液面，N=412;溫度,N=14以優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高適用于高頻振蕩的系統(tǒng)C缺點(diǎn)：靈敏度低對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差不適用于脈

17、沖干擾比較嚴(yán)重的場合比較浪費(fèi)RAM中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）A方法：相當(dāng)于“中位值濾波法”+ “算術(shù)平均濾波法”連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值N值的選?。?14以優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C缺點(diǎn)：測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣比較浪費(fèi)RAM限幅平均濾波法A方法：相當(dāng)于“限幅濾波法”+ “遞推平均濾波法”每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理以優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C缺點(diǎn)：

18、比較浪費(fèi)RAM一階滯后濾波法A、方法：取 a=01本次濾波結(jié)果=（1-a） *本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果以優(yōu)點(diǎn)：對周期性干擾具有良好的抑制作用適用于波動頻率較高的場合C缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度低滯后程度取決于a值大小不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號加權(quán)遞推平均濾波法A、方法：是對遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低以優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng)C缺點(diǎn)：對于純滯后時(shí)間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，

19、濾波效果差消抖濾波法A方法：設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較：如果采樣值=當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零如果采樣值 當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1,并判斷計(jì)數(shù)器是否=上限N（溢出）如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器以優(yōu)點(diǎn)：對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開 /關(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動C缺點(diǎn)：對于快速變化的參數(shù)不宜如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)限幅消抖濾波法A方法：相當(dāng)于“限幅濾波法”+ “消抖濾波法”先限幅，后消抖以優(yōu)點(diǎn)：繼承了 “限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)了 “消抖濾波法”中的某些缺陷，

20、避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)C缺點(diǎn)：對于快速變化的參數(shù)不宜附錄2:function output_A = fifo_filter( input_A,fifo_size ) %求數(shù)組的fifo_size個(gè)數(shù)據(jù)的滑動平均濾波值%對input_A的每一列進(jìn)行滑動平均濾波fifo_size=floor(fifo_size);if(fifo_size<=1) output_A=input_A; return ; endfifo_p=1;sa=size(input_A); line=sa(1); col=sa(2);fifo=zeros(fifo_size,col); fifo_sum=zeros(1,co

21、l);for n=1:line;fifo_sum=fifo_sum-fifo(fifo_p,:)+input_A(n,:); fifo(fifo_p,:)=input_A(n,:);fifo_p=fifo_p+1; if(fifo_p>fifo_size) fifo_p=1; endtemp_A(n,:)=fifo_sum/fifo_size; endoutput_A=temp_A; end附錄3:拉依達(dá)準(zhǔn)則法(38):簡單，無需查表。測量次數(shù)較多或要求不高時(shí)用。是最常用的異常值判定與剔除準(zhǔn)則。 但當(dāng)測量次數(shù)=10次時(shí)，該準(zhǔn)則失效。如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值的總體x是服從正態(tài)分布的，則式中，科與b分別表示正態(tài)總體的數(shù)學(xué)期望和標(biāo)準(zhǔn)差。此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)值中出現(xiàn)大于科+3b或小于科一3 b數(shù)據(jù)值的概率是很小的。因此，根據(jù)上式對于大于科+3 b或小于科