基于LabVIEW和模糊控制的大棚气体施肥控制系统的仿真研究

CO_2是农作物进行光合作用的重要因素之一,直接影响农作物的生长。因此,科学合理的增施措施势在必行。本文针对蔬菜温室大棚内CO_2气肥增施量受多因子影响难以建立精准控制模型的特点,以种植西红柿为例,提出了一种充分利用农作物不同环境下的大棚气体施肥模糊控制系统。以温度和光照强度为2大主要影响因子,利用LabVIEW中的模糊系统设计器建立模糊控制系统,并对该系统进行仿真研究。结果表明,系统运行稳定可靠,操作简单方便,精准地实现了对大棚内西红柿生长的CO_2气肥增施控制。     

基于STM32的温室CO_2浓度自动调控系统设计

为使作物始终处于最佳的生长状态,针对作物生长各个阶段对CO2浓度的不同需求,结合温室大棚自身的特点,设计了一套以Cortex-M3内核的STM32芯片为核心,采用GPRS无线通信技术的日光温室CO2浓度自动控制系统,实现了温室内CO2浓度的自动监测与调控。试验结果表明,该系统运行可靠、使用方便,具有较强的可扩展性,应用前景良好。     

基于灰色预测的温室大棚智能控制系统研究

发展自动化与智能化的温室大棚智能控制系统,对温室大棚内的设备进行科学合理的设计,不但能节省人力物力,提高作物产量,而且也是应对水资源短缺和农业现代化的必然选择。通过采集温室大棚内的温度、湿度、光照、CO_2浓度等温室大棚数据,结合ZigBee和GPRS技术研发了一种远程智能控制系统,并设计了灰色预测策略,实现了无人值守的智能及远程监控。结果表明,该系统鲁棒性高,智能控制快,具有较高的应用推广价值。     

基于WSN的日光温室CO_2浓度监控系统

为合理增施CO2气肥以提高日光温室作物产量和品质,基于无线传感器网络设计开发了日光温室CO2浓度监控系统。该系统由监控节点、网关节点和远程管理软件组成。监控节点用于测量作物冠层和根部处的CO2浓度,并可控制CO2气肥增施装置的开关;网关节点用于实现远程管理软件与监控节点之间的通讯;远程管理软件具有友好的人机交互界面,能实现温室内CO2数据的实时显示、存储、分析和CO2气肥调控,还可对无线传感器网络进行参数配置。以开发的系统为基础,对日光温室番茄作物冠层和根部CO2浓度进行监测和调控试验。试验结果表明:设计开发的节点数据传输稳定,平均丢包率为0.13%,CO2控制平均超调量为64μmol/mol。系统工作稳定可靠,满足温室番茄作物CO2浓度监测与调控的技术要求。     

基于PLC的日光温室二氧化碳气肥调控系统设计

为了进一步提高温室大棚农作物产量,设计出了一种新型温室CO2浓度调控系统。以海微Hw-36MT-3DA型PLC为控制中心,利用温湿度、光强、CO2浓度等多路传感器对温室环境参数进行采集,采用模糊控制技术,控制电加热气肥发生器的工作状态,实现对温室CO2浓度的实时调节;上位机选用MCGS触摸屏,实现对系统状态的实时监控。     

基于PLC的温室大棚自动控制系统设计

在温室大棚控制系统中,对温室内的环境因子如温度、湿度、C02浓度及光照度等的有效控制是实现农作物优质、高产及高效的关键环节。设计了温室总体控制方案,应用S7-CPU226、EM231和HMIMOY等设备构建了PLC温室控制l系统,编写了各执行机构的控制程序和模糊算法相关程序,并应用winccflexible组态了该控制系统的监控画面。结果表明,该系统能够很好地实现对温室中温度、湿度、CO2浓度及光照度等环境因子的有效控制,实现对温室中各参数的实时监控,较好地满足温室作物对生长环境的要求。     

日光温室CO_2气肥智能调控系统设计与研究

为解决冬春季日光温室CO_2亏缺的问题,结合温室特点,设计了一套以STM32系列芯片为核心的CO_2气肥智能调控系统,包括数据采集节点、控制节点、执行机构和上位机4部分。该系统采用NBIOT无线通信技术和MQTT协议,将温度、光照及CO_2浓度作为控制的综合评判依据,实现了对CO_2的监测和智能调控。系统应用情况表明,该系统运行可靠,具有较强可扩展性和良好的应用前景。     

基于PLC与MCGS组态技术的果蔬温室控制系统设计

针对农作物生长高度依赖温度、CO_2浓度等环境因素,设计了基于PLC和MCGS组态技术的果蔬温室控制系统。介绍了系统总体设计方案,具体阐述硬件、软件系统设计及系统运行调试情况。试验表明,该系统对果蔬温室大棚温度和CO_2浓度控制精确,操作简单,可视化程度高,具有推广应用价值。     

有限二氧化碳资源条件下的温室光气耦合优化调控模型

针对当前温室环境调控成本较高的问题,为了在满足作物生长需求的条件下降低调控成本,拟研究1种在有限二氧化碳(CO2)资源条件下的温室光气耦合优化调控模型.首先,以温度、CO2浓度、光照度作为输入,以净光合速率作为输出,构建基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的光合速率预测模型;然后,基于提出的光合速率预测模型,构建在有限CO2资源条件下温室CO2优化调控模型数据库,可根据用户输入的CO2资源总量,自动寻优获取最佳补气时间与单位补气量;最后,提出以光照度增长相对价值为评价指标的经济性相对最优的补光策略,在确定的补气时间段内进行补光,最终实现了有限CO2资源条件下的温室光气耦合优化调控,进一步提高了设施温室环境因子调控的精准度与智能化水平.     

日光温室电动齿轮齿条开窗通风系统设计

正室通风是通过通风口与外界进行气体交换,可以排出多余热量,降低温度、抑制高温;补充CO_2,维持作物生长需要的CO_2的浓度;降低温室内湿度,减轻作物病虫害;同时促使室内空气流动,促进植物群落中的气体交换,促进作物良好的生长;通风是温室环境调控的重要措施,是提高作物产量的重要途径,通风设施的机械化水平一定程度上影响了日光温室的发展水平。所以温室通风是日光温室急需解决的重大问题。     

基于NB-IoT的温室温度智能调控系统设计与实现

【目的】以NB-IoT低速率窄带宽物联网技术为核心,研制一套以5G低功耗海量连接场景前期技术为基础的智能温室环境自动调控系统。【方法】应用MSP430F149超低功耗芯片采集环境信息,依托NB-IoT蜂窝物联网平台,云端智能调控系统,结合多传感器融合与模糊PID–分级控制技术,根据用户需求调节温室环境。【结果】该系统在温室大棚内实地应用的结果表明:温室环境信息采集相对误差不超1%,平均控制精度在3.57%(±1.0℃),无传输距离限制,实现作物生长温度的自动调节。【结论】该系统稳定可靠,为作物的生长提供良好环境,对作物的研究提供有力的技术支撑。     

多信息融合的智能温室控制系统研究

针对温室环境控制的特点,应用优先调节原则和模糊控制理论,设计了能对温室的温度、湿度,CO2浓度等环境因素进行自动控制的智能温室控制系统.采用RTLS019AS芯片接入以太网.利用TCP/IP协议实现与上位机的通信,智能控制器采用模糊控制技术对温室内温度,湿度等进行控制,能满足不同规模的智能温室控制的需要.     

家庭植物工厂环境因子调控系统设计

针对家庭植物工厂生产对环境条件的要求,开发了以空调与风机为执行设备的环境因子调控系统,设计了多因素模糊控制策略,实现了环境温度、CO_2浓度的综合调控。试验结果表明:系统运行状态下,环境温度控制偏差小于0.3℃,温度上升响应速度大于1.24℃/h;CO_2浓度调控偏差小于24 ppm,湿度上升响应速度大于52.4 ppm/h。所设计环境因子调控系统整体性能稳定可靠,能够满足家庭植物工厂生长所需环境要求。     

自动监控技术在设施农业生产中的应用系列（五）：温室环境信息采集控制系统在设施农业中的研究与应用

温室环境信息采集控制系统的作用,是通过对温室内部环境参数的调控使作物处于适宜生长的环境中,同时尽可能节约能源,提高设备的使用效率,增加生产者收入。温室作物的生长环境调控具有地域和时间差异性、参数变化滞后性、环境因子耦合性等特点,所以对控制程序要考虑诸多因素。针对以上问题,本文介绍一种以温室内温度和湿度为主要调控目标的信息采集以及多条件逻辑控制系统的设计实现。     

温室大棚LED智能补光自适应控制系统

为了促进温室大棚内作物在适宜和充足的光照环境下生长,采用LED技术设计了温室大棚智能补光自适应控制系统,系统主要由补光区控制节点、数据集中管理服务器和农户智能手机组成。补光区控制节点基于嵌入式处理LPC2129设计,利用光感器件采集红/蓝光强信息,并根据数据集中管理服务器上的农业专家系统的指导,输出不同占空比的PWM信号给LED,将光强自适应调整到合适状态。同时,农户可通过智能手机登陆数据集中管理服务器查看温室大棚内的光照和设备运行状态等信息,实现了对温室大棚的远程管理。通过番茄对比试验结果表明,设计的LED智能补光系统对温室内光照控制精准,比固定光强LED补光和未补光的产量分别提高了10.73%和38.47%,而消耗的电量则比固定LED补光方式降低了38.5%。     

日光温室大棚微喷灌系统的使用

在塑料薄膜日光温室大棚中，采用微喷灌可使温室大棚环境内的水、肥、温度等相互作用，调控水分，是改善这些因素的一种可行的方法，实践证明．做喷灌可广泛用于塑料薄膜日光温室大棚作物的生长，使用十分方便可靠。     

温室大棚内CO_2施用控制技术的研究

为了研究温室大棚内CO_2施用控制技术,本文对温室大棚内环境以及同期施用了不同浓度CO_2的大棚内环境因子参数进行了观测记录和分析,明确了在定植初期、开花期、生长盛期温室内CO_2浓度变化规律;通过CO_2气罐控制流量,获得简易CO_2施肥控制技术。测定结果表明,棚内CO_2浓度日变化通常呈"U"型,晴天变化较阴天更剧烈,可使设施内CO_2低于200μL·L~(-1),通风换气可以将棚内CO_2控制在270~330μL·L~(-1)左右;定植初、开花期、生长盛期,随着群体光合能力提升,设施内CO_2消耗更快,更需要及时补充CO_2;通过CO_2气罐控制流量,在跨度为9m、长度为10m、脊高4.5m的节能温室隔断空间内,仅通顶风状态下,CO_2施用流速为2.5L·min~(-1)时,能将温室内CO_2浓度维持在382.7μL·L~(-1),CO_2施用流速为5.0L·min~(-1)时,维持在586.8μL·L~(-1),而不施肥自然状态下的小区内CO_2浓度仅为303.2μL·L~(-1)。     

温室环境专用低功耗无线CO2传感器与校对方法研究

[目的]研究温室大棚中增施CO2气肥,探索不同作物、季节、温室结构与种植面积对增施浓度的要求,经济、合理增施CO2气肥,对温室内CO2浓度进行在线测量提出适合设施现场校对方法.[方法]在研究CO2感测技术及设施应用需求的基础上,采用英国GSS公司CO2传感器与DigiMesh无线模块,优化网络协议构建低功耗Mesh网络,通过新材料应用、封装设计、提高该传感器精度的环境适应性,试验分析环境快速/长期校对法、零点校对法、参考点校对法.[结果]开发CO2传感器精度小于±20 mg/kg,一致性小于±30 mg/kg,采样响应时间小于6 min,网络寿命长,一致性高,稳定周期和校对周期长,可远程校对.[结论]该传感器能够改变当前CO2检测装置在温室生产中难以批量推广的现状,实现CO2气肥增施的精确调控及科研准确性.     

农业温室控制系统的设计与实现

设计了一套能实时控制农业种植温室内温度、湿度、光照度及CO2浓度等参数的测控系统,该系统安装了农艺专家管理程序,能给出不同时期作物生长所需要的最佳环境参数,并自动生成合理的控制方案,实现了人造气候的智能化管理.阐述了一个温室大棚自动控制系统,该系统运行可靠、成本低.系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据上述参数...     

基于SSH和模糊控制的精准农业大棚智能监控平台

针对农业大棚作物生长环境参数精确控制和信息化管理的需求,基于SSH框架和模糊控制,设计并实现了精准农业大棚智能监控平台。采用B/S体系结构模型,设计了系统框架,采用Socket和多线程技术,实现了与多个大棚的数据通信。提出了一种基于温度、湿度、CO2浓度和光照度4个参数的模糊控制器,实现大棚内环境参数的自动调节。试验结果表明,温度、湿度、CO2浓度、光照度的变化均控制在合适的范围内,保证了作物的生长环境需求。平台运行稳定,执行设备控制响应时间在800 ms以内,采集时间在300 ms以内,具有一定的实用性、安全性和可维护性,有效实现了农业大棚环境参数的精准控制和远程操作,为精准农业实施提供了保障。