基于Android平台的家庭植物工厂智能监控系统

随着人们生活品质的提高,家庭植物工厂受到越来越多的关注。为此,设计了一种以LED光源模拟太阳光的人工光型密闭式家庭植物工厂。为了使该家庭植物工厂能够为作物提供适宜的生长环境,并且能够实现远程智能监控,设计并实现了一种基于Android平台的智能监控系统。该系统能够实时监测和显示种植空间的环境参数,可根据实际需要对种植空间的温度、二氧化碳浓度和LED灯亮度进行分时段的独立设置。该系统能够控制作物根部营养液的循环,可以通过WEB浏览器实现远程监控。系统运行情况表明,所设计的智能监控系统能够在以LED光源模拟太阳光的人工环境下,为作物提供满足要求的生长环境,并且通过对环境参数的合理设置,可以大大缩短作物的种植周期。     

基于STM32的微型植物工厂温湿度监测系统设计

利用嵌入式技术研发了针对家庭用微型植物工厂的温湿度监测系统。该系统以STM32微处理器为核心,在μC/OS-Ⅱ操作系统环境下,实现了温湿度信息的实时采集和显示,并采用分批估计数据融合算法提高了单传感器精度;同时,该系统还具备SD卡存储功能,可以随时查询微型植物工厂内部温湿度历史数据。种植试验结果表明:该系统稳定可靠,能准确、实时地对微型植物工厂内部的温湿度进行监测和显示,且方便通过触摸屏进行历史数据查询,具有较高的实用性。     

JPWZ-1型微型植物工厂的研制

针对未来城市家庭蔬菜栽培和种植的需要,研制了一种适合于楼宇、家庭使用的微型植物工厂——JPWZ-1型微型植物工厂。JPWZ-1型微型植物工厂是将大型植物工厂的各项技术集成在一个小型化栽培空间中,利用温湿度精准控制、人工补光及营养液循环供养等方式种植和栽培叶菜类蔬菜作物。JPWZ 1型微型植物工厂控制系统利用S7-200PLC作为控制器,利用TPC7062K触摸屏作为人机界面,利用PID控制模式控制栽培区的温湿度环境。JPWZ-1型微型植物工厂功能齐全,布局合理,操作简单,能够让身处都市的人在家中栽培出周期短、品质高和无污染的蔬菜。      

基于STM32F407微型植物工厂智能控制系统研制

为了给微型植物工厂内部作物提供良好的生长环境,设计了一种基于STM32F407的微型植物工厂智能控制系统,包括微控制器模块、人机交互模块、数据采集模块、网络模块和执行机构驱动模块等。同时,制定了环境因子控制策略,构建了微型植物工厂智能控制系统软硬件,并进行了作物种植试验。结果表明:该系统稳定可靠,能够为作物生长提供适宜的光照、温湿度和水肥条件。     

草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂，该植物工厂整体设计形式呈现模块化，重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计，并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产，试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培，为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路；该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理，系统配置科学，光能利用率高，种植系统安装便捷，可提高资源利用效率，达到草莓的连年生产需求，为农户创造更高价值。      

气雾栽培式家庭植物工厂设计

为满足城市居民的家庭种植需求,开发一种气雾栽培式家庭植物工厂系统.以触摸屏PLC一体机作为控制器,采用LED光源,对营养液循环处理系统、环境调节控制系统、人工光系统进行针对性设计和设备选型;分别进行PLC软件、触摸屏软件和移动终端应用的设计开发,实现对家庭植物工厂的设备运行状态、环境因子、营养液因子等信息的监测与执行设...     

基于ZigBee的密闭式LED植物工厂监控系统

利用无线传感网络技术、LED控制技术以及WEB技术,设计并实现了基于Zig Bee的密闭式LED植物工厂监控系统。本系统由3部分组成,包括以工控机为上位机的监控中心、基于Zig Bee的数据传输网络、基于RS4 8 5总线的环境数据采集。上位机运行基于tomcat的服务器程序,周期性地发送控制和采集命令,存储和显示相关环境参数信息,并提供远程用户浏览器访问;Zig Bee无线网络提供数据的透明传输,通过设计Zig Bee应用层协议控制数据包的传输目的地址,确保数据传输的可靠性和准确性;环境数据采集部分通过RS485网络采集和控制环境参数,如CO2浓度、温湿度、LED光照强度等。本文实现的基于Zig Bee的密闭式LED植物工厂环境监控系统,提供了一种低成本、低能耗、高效率并简单实用的植物工厂环境监控的解决方案。     

作物需水信息远程实时采集系统的设计

作物需水信息的快速获取和实时传输是实现智能诊断和精量灌溉的前提。为此,设计了一种实时采集影响作物需水多环境参数的多通道数据采集系统。该系统以超低功耗单片机MSP430F149为核心处理模块、西门子MC39i为无线传输模块,以计算作物需水量的彭曼—蒙特斯公式中的主要气象要素(温度、湿度、日照时数、风速、辐射)和土壤湿度作为采集对象,根据各传感器输出信号设计了数据采集通道数量及类型。设计选用了系统的实时时钟电路、数据存储模块、LCD液晶显示以及控制键盘等电路,开发了系统各模块的控制软件,实现了通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示及无线数据传输等功能。经电位器模拟输出电压测试,系统能实现数据采集和实时显示的功能,可以应用于灌溉决策系统中作物需水信息的实时监测。     

智能LED植物工厂亮相全国“十二五”科技创新成就展

正由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所设施植物环境工程团队自主研发的智能LED植物工厂,亮相于国家"十二五"科技创新成就展,受到社会各界的高度关注。智能LED植物工厂被国际普遍认为是土地利用和农作方式的颠覆性技术,可大幅提高作物产能,是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径。据悉,该技术可以对植物工厂内的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行实时自动监控,不用土、不用阳光,     

温室环境在线监测系统的设计

采用传感器技术、自动检测技术等,实现对温度和湿度环境因子的监测。该系统以STC12C5410AD单片机为核心,完成环境参数的采集、存储、运算处理等,通过液晶显示器实时显示温室环境参数,当环境参数超过软件程序中设定的上下极限值时系统自动声光报警,提醒工作人员调整温室环境,为作物提供一个最佳的生长环境。     

基于PLC的种子丸化设备自动控制系统设计与实现

种子丸化加工技术可实现播前植保,减少病虫害防治次数,为机械化精播并确保农作物产量提供重要作用。为满足现代农业生产用种需求,根据5WH―160型种子丸粒化设备主要结构及其工作原理,设计开发出一种以PLC为控制核心,带键盘的显示屏为人机交互窗口,集变频、传感器技术为一体的自动控制系统。该控制系统具有手动和自动控制方式,实现了对粉和液的同步供给及精确控制、工艺参数在线实时修改等功能,提高了种子丸化质量,减轻了操作人员劳动强度。     

面向温室大棚的自清洁式土壤参数监测仪研制

温室大棚土壤环境参数影响作物正常生长，需长期对其进行监测。针对现有固定式温室大棚土壤参数监测仪中传感器末端普遍长期埋于土壤中，导致传感器使用寿命缩短的问题，引入一种基于Arduino的土壤参数监测仪。该仪器可实现对土壤参数的定时检测，为植物生长所需土壤营养成分的配比和定时灌溉提供实时精准参考数据。在数据采集完成后实现对监测仪传感器探针部位的自动清洁和维护，减缓了传感器因长时间接触土壤造成的电化学腐蚀生锈，提高了传感器使用寿命。该监测仪为实现智能化温室环境动态监控物联网系统的开发奠定了一定基础。      

盐碱地综合治理管理系统设计与实现

为了实时了解研究区的土壤盐分、地下水位、地下水含盐量和气候等信息，为盐碱地改良效果提供数据支持，对研究区进行有效管理，设计了盐碱地综合治理管理系统。该系统将研究区作为一个整体，通过网络摄像头、土壤监测传感器、管道水监测传感器和气象站等多方位监测，用ZigBee无线网络和互联网技术对研究区信息进行可靠传送，在监控服务器端利用Web技术和Browser/Server网络结构，动态显示研究区的视频图像和各环境因子的变化情况，从而为盐碱地改良提供技术支持。      

现代物理农业技术在天津市武清区的应用

现代物理农业技术是将物理技术应用于农业生产，并通过物理要素来创造特定的环境，为种植业提供适合作物生长的环境和条件，还能够在一定程序上减轻植物对自然条件的依赖，现代物理农业技术的核心是物理农业机械。通过几年的示范和应用，现代物理农业技术在天津市武清区已经越来越显现出其独特的作用。      

鱼菜共生耦合智能控制系统设计与试验

为研究鱼菜共生系统鱼菜耦合关系，采用传感器技术、物联网技术和自动控制技术设计一套含数据自动采集、记录、分析和控制于一体的鱼菜共生耦合智能控制系统。该系统能实现鱼池和生化池溶氧、温度及水位自动控制，水肥自动配比、旋转立体栽培架自动灌溉及温室环境自动控制功能，数据自动采集、存储和分析功能，以及设备远程控制、状态远程查看等功能。      

基于VB的温室温湿度实时监测上位机系统设计

研究并设计了一种基于VB的温室温湿度实时监测上位机系统。该系统能实现对现场采集的温湿度数据进行实时监测，并针对不同的作物，当环境温湿度参数越限时，启动声音报警，以便管理员介入进行自动或手动调控。提供温室作物最佳的温湿度生长环境，提高温室的自动化程度和生产效率。该系统应用软件工程的设计思想，以Microsoft Visual Basic 6.0为开发环境，Microsoft Access为后台数据库，采用模块化的设计方法，利用面向对象、数据库等技术完成系统数据的实时显示、信息和数据的存储、历史数据查询、统计分析、打印和异常报警等功能，实现了上位机系统的监测任务。介绍了系统的总体设计和各功能模块的设计，说明了该系统的主要功能，并给出了系统的运行界面和部分代码，在系统和数据库安全方面也采取了一定措施。      

基于PID算法的温室环境控制系统设计

随着现代计算机信息技术和自动化控制技术在农业领域的快速发展，温室的结构档次正不断提高，加之农作物对外部环境的依赖性强，搭建一种适合农作物生长的温室环境控制系统，已成为农业种植者的迫切需求。该文针对温室环境信息智能化管理需求，通过调控农作物的环境因素，创造出适宜农作物生长的环境，从而达到农作物反季节生产和提高产量的目的。为了进一步提高温室智能控制的精准度以及提高农作物生产效率，基于PID控制算法，设计了一套典型的、符合我国农情的温室环境控制系统。该系统将在调节温室环境参数和改善作物生长环境方面发挥重要作用。      

蓝莓种植环境自适应光照调控系统设计

针对蓝莓种植环境光照调节耗力和效率低的问题,研制了蓝莓种植环境的自适应光照系统。该系统包括下位机和上位机两部分,下位机以STM32单片机为核心,通过BH1750光照传感器检测光照强度,其检测范围能达到1～65 535 Lx,根据外界环境的光自适应地改变输出,并以PID算法调整输出PWM信号,从而驱动大功率LED照明器实现补光;上位机是运行在Labview平台中开发的监测软件,可实时显示光照强度值并进行相关数据统计和曲线描绘。试验证明,系统能满足长时间低功耗运行的要求,并对蓝莓的生长起到促进作用,可为其他作物的动态补光提供技术参考。      

无人机精准施药关键技术综述

无人机施药技术具有快速、高效、适应性广和操控人员安全等显著特点，近年来在我国发展迅猛，已成为一个具有中国特色的新兴产业。无人机精准施药技术针对田间作物的生长发育阶段和病虫草害状况，按需对作物喷施农药，可显著提高施药作业效率、增加农药的有效利用率，并减少对人体的危害和对环境的污染，精准施药技术得到了植保行业的高度重视。该文从无人机机体、无人机飞控导航避障技术、田间作物信息获取和航空变量施药技术方面，综述实现无人机精准施药的关键技术及其发展现状，分析目前在指导实际田间无人机精准施药过程中存在的问题，即缺乏针对具体作物和病虫害的药剂及药量配方指导、所需雾化特性参数和应有的飞行参数的系统研究，提出应将人工智能AI（Artificial Intelligence）技术有效引入无人机精准施药系统中，提高系统的自适应性和鲁棒性，使农业从业者容易操纵植保无人机精准施药系统，推动无人机精准施药技术尽快得到应用、推广和普及。