基于虚拟仪器的温室环境监控系统的总体架构方案

随着计算机的发展与普及,温室环境控制自动化程度也有了较大的提高。运用一定的工程措施,来改善作物生长的环境条件,创造出适合作物生长的微气候条件,并将现代计算机技术引入农业温室,实现农业温室的自动控制。结合我国现阶段温室发展的主要特点及温室内环境因子对作物产量和品质的重要性,以计算机、数据采集卡、传感器等作为硬件基础,LabWindows/CVI为软件基础,研究设计了"基于虚拟仪器的温室环境因子监控系统"的总体架构。该方案将虚拟仪器应用到温室环境因子的检测,以软件为核心,具有强大的数据存储和分析处理能力,并可提高分析精度;良好的虚拟仪器软面板增强了与外界的交互性;系统易于扩展,可灵活满足用户的测试要求。     

计算机视觉技术判别温室植物缺素研究现状

引言21世纪的农业将是信息农业的时代,农业自动控制技术是信息农业的核心技术。传统的温室环境控制通过监测温室环境因子形成反馈控制回路,对温室环境进行调控,并未考虑植物实时生长信息。80年代末,国外学者提出了SPA的控制方法,其核心思想是根据植物的实时生长状况对温室环境进行控制。传统的测量植物生长状态的方法比如破坏性测量,接触式测量,费时费力,还对植物有一定的损伤,因此降低了作物的经济价值。近年来,随着计算机视觉技术的发展,图像分类识别在各行各业的应用愈加广泛。通过图像的外观特征对图像进行分类识别是一种及时便捷、切…     

基于SPCE061A的温室自动控制系统设计

为了使温室作物生长处于最佳或相对最佳的生长环境条件中,采用SPCE061A单片机作为主控芯片,以太阳能电池板为电源,对温室环境中土壤湿度、光照强度、温度的调控进行自动化控制。阐述了自动化温室测控系统的工作原理和系统的硬件实现方法,探讨了软件的设计及功能特性。     

虚拟仪器技术在设施农业中的应用现状与趋势

随着计算机技术的发展,虚拟仪器技术正成为监测和控制领域的重要应用工具,该文综述了虚拟仪器技术在设施农业中的应用现状与发展趋势.简要介绍了虚拟仪器技术的概念、特点、结构形式,详细论述了其在设施农业领域温室环境信息采集与控制、温室植物生长与生理信息采集、设施农业实验方法与教育三个方面的应用现状,提出了虚拟仪器在设施农业方面的发展趋势-基于Internet的远程虚拟仪器技术、面向温室群控管理的分布式虚拟仪器技术、基于计算机视觉技术的虚拟仪器监测系统、与设施农业现代化管理技术相结合的虚拟仪器技术,最后指明了虚拟仪器技术在中国设施农业应用中急需解决的问题.     

基于作物模型的计算机模拟软件研究

基于作物模型的计算机模拟软件是数字农业中实现农业信息化的重要基础。该文系统介绍了作物模型及作物模拟的概念,作物生长模拟技术的产生和发展,并对模拟软件的研发过程中涉及的关键技术进行阐述,指出模拟软件在农业生产和科研中的应用。     

龙园智能化温室计算机控制系统

<正>温室智能化系统采用以色列Eldar计算机系统。主要包括:伽里略型可编程控制器,各种传感器构成的检测系统,通讯网络系统,中心控制计算机和软件,电控柜及雷电保护装置和接线箱,可分为输入和输出两个主要功能系统。输入系统:通过温室内感应探头,把监控的环境参数指标传到伽里略型可编程控制器,然后通过信号的数据处理,最终以数字形式存储于计算机上。输出系统:通过计算机显示器的界面进入系统参数设置程序,把温室作物需要的环境因子输入,然后把数字指标传到伽里略型可编程     

基于无线传感网络的智能温室控制系统

采用传感器技术和无线通信技术设计了一套集监控、管理于一体的智能温室系统。系统以CC2530为主控制器,以Zig Bee协议栈为通信基础,将温室的环境信息以GPRS方式传送到控制中心。控制中心对采集的数据进行分析处理,发出对应的控制命令,以实现温室作物生长环境的精确控制。试验结果表明,系统操作简单、运行可靠,对现代农业具有一定的实用价值。     

多源感知高效循环智能控制设施大棚架构与实现

以提高作物经济效益、减少资源消耗、增加农业循环利用为目标,提出一种多源感知高效循环设施大棚智能控制及农业专家系统。利用太阳能加热相变储热材料增加棚温;通过特殊通风窗设计增大空气对流面积降低棚温,减少高能耗设备的启用;阴阳棚混合种植实现农业循环利用;采用多源感知提高控制精准,采用动态权值融合算法提高数据融合精度,可通过计算机、手机实时监控。该农业专家系统控制策略结合作物生长模型、温室控制模型与能耗模型3种模型,提出根据大棚作物光合作用速率的多因素节能优化控制方法。根据计算控制增加的经济效益与付出能耗费用的差值最大,得出最优控制策略输出,以促进作物光合作用产生高收益,并减少温室控制成本。整套监控系统已试运行于徐州现代农业实验示范基地。     

设施农业温室大棚智能控制技术的现状与展望

设施农业的发展是农业现代化的重要标志,也是现代化农业发展的重要建设任务。温室大棚智能控制作为设施农业种植与生产过程中的关键环节,是提高生产效率、保障农作物品质的重要措施,近年来,已成为国内外热门研究课题。温室环境是一种非线性、强耦合性、多干扰性、时滞性的动态环境系统,温室内环境因子与环境因子、植物生长情况与环境因子之间都存在复杂的能量关系。因此,如何高效经济地实现温室内多因子间的复合控制是温室环境控制过程要解决的关键问题。我国的智能温室大棚技术较国外发展晚,在控制方法、控制技术和控制成本等方面都与国外先进技术存在较大差距。为了促进我国设施农业温室大棚智能控制技术的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,总结了国内外温室大棚智能控制技术的发展过程,重点对模糊控制、神经网络控制和专家系统控制等温室控制算法进行了分析和比较,展望了设施农业温室大棚智能控制技术的发展方向。     

基于物联网的智慧农业大棚的发展与应用

智慧农业大棚的应用是一种现代农业生产方式,物联网技术更是其应用的关键。本文以物联网技术为基础,设计了一个有利于农业生产的智慧农业温室系统,重点研究了系统框架子系统的功能设计和系统的应用价值。该温室系统不仅可以智能地控制农业生产环境,还可以根据农业生产的环境条件智能地灌溉和喷洒药物。它提高了农业生产力,有效避免了天气对作物的影响。因此,本文将讨论基于物联网的智慧农业温室系统的研究与实现。     

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…     

分布式智能型温室计算机控制系统的一种设计与实现

分布式智能型温室计算机控制系统以中心计算机和单片机智能控制仪为控制核心,基于人工智能和农业温室专家系统知识库,采用主从式监控管理形式,对温室内外环境因子进行实时监测和智能化决策调节,为农作物创造最优化的生长条件。系统主要由环境因子实时监控模块,智能决策模块、数据处理模块、数据库管理模块、人工控制模块、系统参数设定模块等几部分构成,具有决策智能、易于操作,运行可靠,便于升级扩充等特点,已实现产品化。     

温室环境自动控制技术研究应用现状及发展趋势

农业的工厂化生产及精细农业的发展趋势要求全自动化的温室控制装置.本文简要叙述了目前国内外研究应用的几种自动化温室控制方式:基于单片机的温室环境因子控制、分布式智能型温室计算机控制系统、基于单总线技术的农业温室控制系统、多目标日光温室计算机生产管理系统、以局域网为工作环境的温室控制系统、基于PLC的温室控制系统.并简要分析了温室自动控制的发展趋势.     

浅析中控系统在规模化温室中的应用

正温室内的温度、湿度,光照强度,以及土壤的温度、湿度等因素,对温室内作物生长起着关键性的作用。对于规模化温室而言,如果借助人工调控室内的环境条件,需要大量的人手和时间,而且存在难以避免的人工误差。温室中控系统可以全自动的控制作物生长环境的各项指标,从而减少人工成本,提高了生产效率。通过精准的控制与调整,优化农作物的生长环境,可以创造适合作物生长的最佳环境,从而大大提高了作物的品质。     

温室太阳能辅助加温系统的设计与试验

寒冷地区,日光温室越冬生产需要补充热能来满足作物生长需求的温度环境,传统加温方式不但增加农业生产的运营成本,也污染环境。为了改善这一问题,研究设计温室太阳能辅助加温系统,利用太阳能集热器收集太阳能,用水做媒介存储热能,在温室后墙布设散热水管,根据室内外环境条件控制运行,对温室内小气候主动调节,创造温室作物生长的适宜环境条件。该研究对系统墙挂水管散热方式的加温效果、热效率、节能减排效率进行试验分析。结果表明:该加温系统,在晴天条件下,可使温室内平均气温提高5.7℃,最低气温提高3.7℃;在阴天条件下,应用加温系统使温室内平均气温提高3.5℃。最低气温提高7.1℃。但墙挂式加温系统对土壤温度的影响较小。选择沈阳地区冬季最寒冷的4个月为加温系统的运行测试和试验数据采集时段,计算得到墙挂式太阳能辅助加温系统的工作热效率为41.1%,对比传统燃煤锅加温方式,系统可节约传统能源量折合成标煤5.13t,同时可减少CO_2排放量12.8 t,减少SO_2排放量0.38 t。同时,根据该试验结果对前期系统优化的模拟结果进行了验证,二者满足吻合度要求。该设计为生态温室墙挂式太阳能辅助加温系统的应用推广提供科学依据。     

基于经济最优目标的温室环境控制策略分析

将温室作物生长周期分成营养生长和生殖生长2个阶段,在生长各个阶段需要从温度出发采取优化控制策略。本文主要在经济最优目标基础上讨论温室环境控制对策,实现温室作物生长环境各项参数的灵活调节。通过建立成本控制模型、作物生长模型和预测调节模型,将产出投入比作为核心控制目标,提出适合作物生长的环境条件,在保证作物产量和品质的同时,使经济效益最大化。     

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.     

昆明市连栋玻璃温室的温湿度调节系统构建

结合昆明市的气候特点,分析了连栋玻璃温室环境因子的变化规律,设计了适合昆明市气候特点的温湿度调节系统.该系统采用了自然通风的方法进行降温除湿和夜间卷帘保温凋节策略,设计了温湿度模糊控制器,并制定了模糊控制规则;经过模糊实现后,完成了对各个执行机构的控制,使温室作物获得了最佳的生长环境.     

环境调控

正设施园艺生产中,作物与温室各环境因子间互相影响,应用温室环境预测模型与环境调控工程技术,可有效控制温室内的环境,提高能源、水肥利用率。但实际操作中,温室内多目标优化控制难度较大。本期主要介绍了温室环境预测模型发展现状、温室环境测试分析以及环境调控技术等方面的研究。     

基于多网融合的温室环境监控系统的研究与设计

为了适应西北地区多变的气候环境,提升农产品质量产量,温室种植农作物逐渐受到农民重视,通过温室内稳定的气候状态及可预期的生长时间,调节农产品产量及生长周期,使农业生产者降低生产成本提高收益。利用温室环境监控软件结合JAVA动态服务器建立了一套可同时在远程监控多个温室的移动温室环境监控系统;该系统整合多个温室的环境与设备状况,并根据外界环境变化自动调节温室内部环境,使其达到适合农作物生长的目的。在设计中采用客服/服务器模式,可实时将最新的动态信息显示于客户端,便于管理者实时监控,当外界环境变化异常时,系统会自动在客户端进行预警,并通过手机短信提示温室管理员,管理员可在远程登录主控计算机进行系统控制参数变更,达到有效监控的目的。研究结果显示,利用环境监控系统与监控网络相结合,能使管理者不受时间和地域的限制获得有效的监控管理效果,将有助于温室农业生产环境的精细化、实时性监控管理。