北方干寒地区日光温室太阳辐射预测模型构建

构建适用于北方干旱、寒冷地区的典型日光温室内外太阳辐射的动态预测模型.模型中考虑了天空云量对太阳辐射遮挡和室内作物生长对太阳辐射吸收、反射两个因素的影响,并利用内蒙古农牧业科技园区的日光温室对模型进行了验证.结果表明,模型能预测晴天、多云、阴天天气的日光温室外和室内到达土壤表面的太阳辐射的动态过程,预测值和实测值之间的相对误差不超过8%.     

基于ZigBee技术的日光温室环境监控系统研究

针对东北地区传统日光温室环境监控上所存在的设备安装困难、测量精度差、工作效率低等问题,采用ZigBee无线传输技术开发了一套智能日光温室监控系统。该系统可以对空气温湿度、土壤含水率、二氧化碳浓度以及光照强度进行监测,并通过控制模块实现对环境参数的合理调控。利用本系统,工作人员可以在现场或在远处工作室内实时监测日光温室内的环境状况,设置参数的上下限,控制各个设备的开关状态。试验结果表明,监控系统性能稳定,能够有效监控日光温室内的环境情况。     

基于自然通风的日光温室内温湿度仿真模型

为了模拟自然通风条件下日光温室内温湿度的变化,将通风口开度进行量化处理,根据热量平衡和水汽质量平衡原理构建了温室内气温和湿度的动态变化数学模型。利用Simulink仿真平台将二者结合,搭建了以通风为输入、以室内温湿度为输出的温室微气候系统仿真框图,利用2类典型天气条件下的实测数据对模型进行了仿真检验。研究结果表明,室内气温的标准误差最大为0.479 2℃,仿真有效性指数最小为73.03%;室内湿度的标准误差最大为1.943 7%,模型有效性指数最小为71.13%;仿真模型是有效的。     

基于SSA-LSTM的日光温室环境预测模型研究

构建日光温室环境预测模型,准确预测温室环境变化有助于精准调控作物生长环境,促进果蔬生长。而温室小气候环境数据多参数并存、耦合关系复杂,且具有时序性和非线性,难以建立准确的预测模型。针对以上问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的长短期记忆网络(LSTM)温室环境预测模型,实现了温室环境数据的精准预测。实验结果表明,采用SSA自动进行参数选优的方式,解决了LSTM模型参数手动选择的难题,大幅缩短模型训练时间,且最优的网络参数能够发挥模型的最佳性能。对日光温室内空气温湿度、土壤温湿度、CO₂浓度和光照强度6种环境参数进行预测,SSA-LSTM平均拟合指数高达97.6%,相比BP、门控循环单元(GRU)、LSTM,其预测拟合指数分别提升8.1、4.1、4.3个百分点,预测精度明显提升。     

辽宁日光温室主栽果菜智能通风技术及应用研究

针对日光温室环境温湿度难以精准调控等问题,结合现代智能通风关键技术和辽宁日光温室主栽果菜作物标准化栽培技术规程,研究适于传统日光温室主栽果菜的通风技术方案及应用效果,以期为辽宁日光温室主栽果菜标准化栽培和产业规模化发展提供技术支撑。     

温室温湿度的远程监控系统

在科学研究中,为了研究作物在不同环境中的生长情况,需要控制不同的环境参数模型。在实际生产中,为了提供适合作物生长的生态环境,需要对温室环境参数进行实时监控。为此,基于LabVIEW平台,利用DataSocket技术开发了温室温湿度远程监控系统,实现了远程监控终端对温室温湿度的控制以及温湿度数据的实时共享。     

多间日光温室温湿度环境模拟与分析

为了观察中国北方地区多间日光温室每个屋子的温湿度分布和夜间散热过程,利用Penmane-Monteith法土壤水分蒸发理论和计算流体动力学(CFD)方法进行环境温湿度模拟分析。试验时,在温室内布置了温湿度传感器、热通量传感器和土壤温度(水分)传感器,并进行了多点测试。测试分析得出:多间日光温室的室内最高温度为37℃,夜间温度为5℃,凌晨最低温度为2℃左右。利用Penmane-Monteith蒸发公式算出温室土壤的蒸发速率得出白天和夜间的蒸发率分别为6.07×10-5kg/m2·s和2.28×10-6kg/m2·s。通过模拟发现:室外平均风速0.5m/s时,室内最大流速能达0.33m/s(出现在屋子Ⅱ)。最终研究得出:该类型温室需要加强保温措施才能满足中国北方地区温室生产要求。     

日光温室膜下滴灌茄子作物系数试验研究

利用室内实测气象数据,根据P-M公式计算参考作物需水量,采用时域反射仪(TDR)测定逐日土壤含水率,再根据水量平衡法计算实测作物需水量,然后计算作物系数。对温室作物系数进行修正,建立基于温室作物修正系数的日光温室膜下滴灌作物需水量计算模型,并对模型进行检验。结果表明,修正后的作物系数具有较好的适应性,模型预测值与实测值较为一致,平均相对误差绝对值为8.24%。     

全封闭日光温室降温技术的研究

为解决温室病虫害问题,实现温室作物富碳生产,构建了一种全封闭的日光温室。由于温室的密闭性,室内空气流通速度慢,温室温度易升高,不利于室内作物的生长。因此,该全封闭温室通过添加纳米氧化锡锑透光隔热涂料和高压喷淋降温装置形成室内降温系统,并分析了该系统作用于全封闭日光温室的降温效果。结果表明:在夏季室内温度高于35℃时,通过涂料涂膜和喷淋降温,温室室温可以降低到适宜作物生长的30℃以下;在冬季时,当射入温室的太阳辐射强度大于461W/m2,温室温度才能达到30℃以上,此时只使用喷淋降温即可降低温度。该系统在降温的同时实现了室内水分的循环利用,促进了温室作物的生长,对封闭式日光温室降温技术的实现有一定的实践意义。     

日光温室地下热循环系统的试验报告

为解决日光温室内昼夜温差大，湿度高和地温低的问题，进行了太阳能地下热循环系统试验。该系统起到了均衡室温，降低湿度和提高地温的作用，改善了日光曙室内蔬菜作物的生长环境，收到了增产增收的效果。     

日光温室采光量实时计算及可视化研究

采光性能是温室中作物生长和发育的重要因素,也是日光温室结构设计的基础。为此,在建立日光温室采光量计算数学模型的基础上,通过三维可视化技术实时模拟了日光温室地面在1d中采光量的变化,能够形象地观测到日光温室地面采光区域和采光量的实时变化,从而为分析研究日光温室采光性能及太阳辐射量变化提供了更直观的途径,对正确地设计高产、高效和经济的日光温室具有一定的辅助作用。     

北方干寒地区日光温室CO2预测模型建立与冬季试验

根据质量平衡原理,构建了适用于北方干旱、寒冷地区典型日光温室CO2动态预测模型。模型定量描述了作物光合和呼吸作用、土壤呼吸作用、CO2施肥、自然通风及闭膜后的冷风渗透对室内空气中CO2的动态影响过程。利用内蒙古农牧业科技园区的日光温室对模型进行了冬季验证。结果表明,模型能较好地预测北方干旱、寒冷地区冬季晴天、多云天气的日光温室室内空气CO2浓度的动态变化过程,且预测值和实测值之间的相对误差小于10%。     

基于手机短信的日光温室控制系统设计

为了解决日光温室低成本温室环境控制的问题,使用现有GSM网络系统实现的控制系统,本文介绍了一种以GSM模块TC35和单片机PIC16F877-I/P开发的基于手机短信的日光温室控制系统。该系统可以通过管理员手机发送短信实时监测室内温度和湿度环境因子,并且可以通过发送手机短信设置系统参数,方便用户对日光温室环境进行及时调控。该系统具有投资少,操作简单,工作可靠,系统构建灵活等特点,适用于基层的日光温室环境监控。     

南方连栋塑料温室冬季通风除湿开窗优化

连栋塑料温室主要依靠日光蓄热,冬季为保温需要长时间密闭以避免室内热量流失,这就导致室内形成高湿环境,使栽培作物易患病虫害.以有效除湿和减小室内热量损失为目标,以十一连栋塑料温室为研究对象,建立全尺度计算流体力学模型(CFD模型).在顶窗通风工况下,CFD模型的有效性经实验数据验证,其计算值与各测点湿度的实验值变化趋势吻合,且差异在5％以内;并利用该模型研究了不同开窗组合(侧窗、顶窗和顶窗加侧窗)对温室内空气流场和湿度场的影响.仿真结果表明,顶窗通风是一种较理想的通风组合,能够在3 min内完成作物冠状层的除湿.除湿结束后,室内平均相对湿度从92％降至68％,湿度分布均衡性较好,且热损失较小,能满足冬季温室保温、除湿的要求.     

基于模糊综合评价法的日光温室设计质量评价

分析了影响日光温室设计质量的因素，提出了日光温室设计质量的评价体系。根据日光温室设计质量评价中的多因素和模糊性等特点，采用模糊综合评价法对大跨度无支柱日光温室的设计质量进行了评价，实施表明，该方法简便、合理、实用。     

北疆地区冬季半地下式日光温室模拟设计

北疆地区经济主要来源为种植业,但该地区昼夜温差大、冬季寒冷,对冬季温室大棚的保温提出挑战。如何有效地改善日光温室的保温效果,提高日光温室的生产效益,满足本地冬季蔬菜的供应需求是设计日光温室时应考虑的问题。基于此,本设计提出了半地下式日光温室,主要完成了以下设计工作:建立计算机软件模型模拟设计半地下式日光温室,具体对北疆半地下室日光温室跨度、脊高、前屋面采光屋面角、下挖深度和后墙高度等尺寸进行模拟设计,并对半地下式日光温室经济环境效益等方面进行了可行性分析。     

光纤集光照明系统在温室中的应用研究

为温室提供一种能够收集太阳光线,对温室农作物进行人工补光的光源。运用温室外的太阳光聚光器收集太阳光,并将其导入系统内部,再经过光导纤维束传输后,由安装于系统另一端的出光部分把太阳光线均匀地发散到温室内需要光线的地方。该系统可以节约电能,为温室内的农作物补充足够的太阳能。     

CFD数值模拟技术在温室环境因子调控中的应用

为了给作物提供适宜的生长环境，使作物免受外部气候条件的影响和虫害的入侵，控制温室内部的微环境十分重要。温室内部的微环境包括温度、湿度和通风速率等环境因子，对作物生长起着至关重要的作用。计算流体力学（CFD）作为一种数值模拟仿真技术，近年来已经广泛用于温室内微环境的模拟，利用CFD对温室内微环境进行模拟，实现温室内流场分布的可视化，有利于优化和改善环境调控措施。讨论了近年来国内外有关CFD在温室通风降温中的研究概况，介绍其在温室微环境模拟中的发展现状、面临的挑战及未来的应用前景。      

日光温室空气湿度预测模型构建与验证

根据日光温室内水汽质量动态平衡关系,同时全面考虑了作物蒸腾、土壤蒸发、覆盖层内表面凝结和闭膜后的冷风渗透等与湿度变化相关的各种物理过程,建立了温室空气湿度动态预测模型。通过冬季试验验证了模型的预测功能。结果表明:室内空气相对湿度动态预测模型连续日期的预测结果与实测值比较吻合,相关系数为0.897 5,相对误差平均值为9.45%。