模糊控制在温室大棚控释CO_2气肥系统中的应用

农作物在各个生长期所需的CO_2浓度不同,在室外生长时很难对其进行调控,而温室大棚的密封性为CO_2浓度的调控提供了条件。设计了基于模糊控制理论温室大棚内多环境因素综合控释CO_2气肥系统。以作物所处环境的光照度、温度、湿度三因素作为模糊系统的输入,以适宜当前作物生长的CO_2气肥浓度为模糊系统的输出,建立了Mamdani型多输入单输出的模糊控制系统。该系统以PLC作为控制器,结合温室环境传感器以及上位机、下位机控制系统进行设计,通过查询模糊控制规则表的方式,对温室大棚内的CO_2气肥浓度合理的进行控释。结果表明,该系统对CO_2气肥的输出要比阈值控制方式更接近作物生长需求规律,并且系统抗干扰能力强,反应速度快,有较强的鲁棒性,有效地提高了温室作物的生产效益。     

基于模糊控制技术的温室温度控制节点设计

介绍了一种利用MCS196单片处理机实现的温室温度模糊控制节点的设计及温室控制系统的组成。阐述了系统的模糊化原理、方法,给出了模糊控制规则及决策表,以及硬件的组成。     

温室环境参数模糊专家控制系统的设计

随着计算机控制系统及各类现代化设备介入温室设施,建立一个通过各项设备的有效操作来改善室内环境因子的控制系统,可为温室作物创造最佳生长环境,实现作物优质、高效生产.采用模糊专家控制系统,专家系统根据番茄各生育期温度、湿度、太阳辐射度的最优参数值,将其与预测值(微控制器采集到的环境数据代入温室小气候预测模型所得)进行对比,获得最优值同预测值的偏差及其变化率和其变化率的变化率,再利用模糊控制器(模糊化、模糊推理、反模糊化)来确定控制量.其中对模糊控制器的实现过程做了具体的介绍,该系统在模糊控制中融入专家系统,弥补了两者各自的不足之处,同时提高了系统的智能化.试验表明,该模糊专家控制系统能根据番茄各生育期的环境因子最优值,对控制设施进行调节,促使温室环境更趋于作物最佳生长环境,具有良好的控制效果.     

基于PIC16F877A的模糊控制在温室温湿度控制中的应用

以PIC16F877A单片机为核心,运用模糊控制算法建立模糊温室控制系统,对温室内的温度和湿度进行了控制,应用实验和仿真分析结果表明,该系统具有处理能力强、超调量小、稳定性强、适应性好等特点,达到了较理想的控制效果.     

小型花卉玻璃温室温度模糊控制系统建模研究

运用模糊控制原理,针对一种小型花卉玻璃温室设计了一个温度模糊控制模型,用Matlab进行了模糊控制过程仿真,通过对仿真所得结果进行分析和程序的修改,修订模糊控制规则,最终设计出一个模糊控制器.研究表明,该方法可为温室温度模糊控制系统设计提供参考.     

温室控制系统及控制方法的研究

温室控制系统根据温室作物生长的种类自适应控制温室。包括温室环境控制信息分控系统和温室控制装置。温室环境控制信息系统包括:温室内作物生长信息接收装置及安装在温室内的传感器信息和执行机构的信息;根据温室内作物生长的类型,有效地监控温室内部植物生长环境信息和控制整个温室的控制系统。     

基于WSN的坝上温室光照度控制系统设计

结合坝上气候特点及温室光照自动控制需求,设计了作物光照强度控制系统。首先构建温室环境模型,以自然光与人工补光进行温室光照建模,设计温室光照自动控制流程。在此基础上通过无线互联网和ZigBee设计并实现了温室光照度自动控制系统,阐述了系统构架设计、温度感知单元、数据传输单元、控制执行单元、监控后台单元、可调光源单元的设计,引入CodeWarriorIDE开发环境进行控制软件设计,最后通过测试证明其促进作物生长的效果。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上,通过改变环境因子如温度、湿度、光照度等来获得作物生长的最佳条件,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术的发展为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。温室环境控制系统模式基于PLC的温室控制系统基于PLC(可编程逻辑控制器)的温室控制系统是由上位机、PLC、数据采集单元及执行机构组成。PLC主要用于动态、实时监测室内外环境因子的变化,根据作物生长的要求匹配参数,同时完成与上位机的通信。PLC…     

基于可编程控制器的温室温度控制系统的研究

介绍了温室作物对温室各环境要素的要求和温室温度调节的工艺流程,设计了以S7-200可编程控制器控制的温室温度控制系统,阐述了温室温度控制系统的工作原理和组成,并结合实例说明其硬件组成和软件编程.     

基于PLC和模糊控制技术的污水处理控制系统设计与实现

对污水处理生物氧化过程中溶解氧控制的重要性及复杂性进行了讨论;为了用模糊控制方法控制污水处理中溶解氧,设计了基于PLC的溶解氧模糊控制系统,并对结果进行了计算机仿真,证明了该控制系统的有效性;最后针对模糊控制的不足之处,提出了基于神经网络的模糊控制,为污水处理的自动控制提供了一个新的设计方法。     

基于模糊控制理论的温室茶树灌溉控制策略研究

水肥一体化技术在很大程度上弥补了原先灌溉手段的缺陷，其主要将施肥同灌溉相融合，其中提升灌溉的准确度具有十分重要的作用。结合模糊控制理论，针对茶树水肥一体化灌溉中的精确灌溉这一问题，设计温室茶树灌溉模糊控制系统，使用2019年9月1-20日有关于茶树的相关信息开展验证工作，通过结果我们能够发现该系统具备较为理想的调节作用。Matlab仿真结果研究表明，温室茶树模糊控制器能有效提高茶树对水的利用效率，为实现精确灌溉提供了可行性。     

日光温室温、湿度模糊控制系统研究

通过模糊控制系统的模型建立和模糊控制器的设计,对日光温室的温度湿度进行控制,使温室达到作物生长的最佳环境。     

基于物联网技术的温室智能灌溉系统设计

针对传统温室灌溉方式效率低、水资源浪费大、对作物管理不科学等问题,设计了一套基于物联网技术的温室智能灌溉系统。该系统利用传感器技术、MESH自组网络技术、无线互联网等嵌入式技术,通过监测温室空气和土壤温湿度信息对温室灌溉进行智能管理。该系统的应用不仅极大提高了灌溉效率,降低了水资源浪费,使作物管理更科学,而且符合目前我国温室智能灌溉装备市场的极大需求,同时还可升级为具有多参数、多点监控功能的温室智能管理系统,大大推动了我国高效精准农业的发展。此外,由于采用无线多条通讯方案,该系统具有布局方便、操作简单、节点容量大等特点,更适合温室管理人员使用,具有较高的推广价值。     

Fuzzy controller decreases tomato cracking in greenhouses

Sunlight heats the greenhouse air temperature during the day and can encourage tomato cracking and decrease marketable product. A fuzzy controller was designed to control greenhouse climate to reduce tomato cracking using as variables solar radiation, substrate temperature and canopy temperature. A movable shade screen reduced incoming radiation during warm and sunny conditions; meanwhile irrigation was controlled according to canopy and substrate temperature. The shade screen was opened or closed with a gear motor driven by a photovoltaic system. The motor controlled by a pulse width modulated inverter started softly decreasing its starting current. The fuzzy system injected additional water and nutrients between 12:00 and 15:00 h; irrigation cycles were removed during very cloudy days. Tomato cracking decreased from 52% to 17% using the fuzzy controller and canopy temperature never exceeded 30 °C.     

基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算系统建立

 【目的】建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,实现中国温室的动态区划,明确中国温室作物周年生产光热资源与能耗分布状况。【方法】针对温室作物生产特点,确定10个温室气候区划指标,采用模糊C-均值聚类方法进行气候区划,并建立基于光热资源的中国温室气候区划系统。将温室气候区划系统与温室作物周年生产能耗预测模型相结合,建立基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算计算机系统,并以Venlo型玻璃温室及温室主栽作物黄瓜和番茄作物为例,利用中国621个标准气象站30年(1971—2000)的逐日气象资料,对系统进行应用实例分析。【结果】系统将中国区划为温室作物生产适宜、次适宜和不适宜3个一级区域和9个二级区(每个一级区分为I级、II级、III级区)。适宜区的特点是一年中适宜温室作物生产时期长,温室冬季加温能耗低,决定温室作物生产经济效益的主要因子是适宜温室作物生产时期的总太阳总辐射量。次适宜和不适宜区的特点是温室冬季加温时间长、能耗高,夏季降温能耗少,决定温室作物生产经济效益的主要因子是温室需要进行加热时期的负积温。【结论】本研究建立的系统一方面可以根据历史气候资料年代的变化进行温室气候动态区划,明确不同气候区温室作物生产光热资源分布动态,另一方面可以应用于计算不同类型温室和不同作物在不同温室温度控制目标下,各个温室气候区域的温室作物周年生产能耗,为中国不同类型温室投资风险评估、以及从能耗角度优化温室结构设计和环境调控提供理论依据与决策分析工具。     

基于类别的温室温、湿度模糊解耦控制

温、湿度是影响作物生长的主要因素,耦合作用强,难以控制。通过数据挖掘,利用采集的温室内、外温度及室内湿度数据对温室状态进行分类。提出一种基于各类别中的温室温、湿度变化率相关性进行模糊解耦控制。分类别设计解耦参数和变论域模糊控制,能够减弱振动、更精确地实现温室温、湿度的控制。     

基于物联网技术的设施作物环境智能监控系统

为了提高设施作物生产管理的智能化水平,结合设施作物监管需求,基于物联网技术,研制了设施作物智能监测系统。在设施作物生长发育过程中,该系统可以全程对设施作物进行实时监控,实现了温室内光、温、气等环境参数和生产现场远程视频的实时监测,还可以远程自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,从而实现了温室环境的自动调控,提高了获取数据的效率和准确性。通过在实际生产中应用,该系统具有功耗低、成本低、扩展灵活、性能稳定等优点,说明了该系统设计的合理性、稳定性与实用性。该系统的构建和运行,为设施作物长势进行实时跟踪监测与综合分析以及管理提供决策支持。     

基于单片机的温室智能灌溉系统设计与实现

提出了一款基于STC89C52单片机的智能温室灌溉控制系统,实现了作物根系处土壤湿度的监测与自动控制。该系统以STC89C52单片机为核心,主要包含数据采集电路、单片机数据处理电路、数据通信电路、控制驱动电路和人机交互电路5部分。系统采用传感器测量土壤湿度,经单片机与设定湿度进行比较后,输出灌溉参数到控制继电器,实现了温室环境的调节。经试验测量,该系统所测湿度与湿度计所测湿度相差在5%以内,且运行稳定,操作简单,准确性和快速性指标能满足设施农业灌溉的要求,另外,该系统成本低,可维护性强,从而具有良好的推广应用前景。     

Impact of Closed Greenhouse on Yield and Water Productivity of Four Vegetable Crop Species

Aiming to provide theoretical foundations for crop growth and water control optimization in closed greenhouses, this paper compares the closed greenhouse and the conventional greenhouse in terms of crop growth, yield and irrigation water productivity. The results showed that environmental factors such as temperature, humidity and CO_2 in a closed greenhouse, were far higher than those in a conventional greenhouse. Compared with tomato and cowpea, spinach and alfalfa adapted well to high temperature and high humidity, and their water requirement and water use efficiency in the closed greenhouse were higher than those in the conventional greenhouse.     

日光温室节水灌溉模式评价研究

建立了温室灌溉模式的评价指标体系,提出了基于多目标决策灰色关联投影法的温室灌溉模式的综合评价方法,介绍了该方法的原理。以哈尔滨香坊农场为例进行了实证评价分析,并将投影寻踪法、模糊物元法的分析结果与灰色关联投影法的分析结果进行对比,发现这3种方法所得灌溉方案的优劣排序基本一致且与实际情况相符。