水产养殖物联网的应用评价方法

构建科学合理的水产养殖物联网应用评价指标体系和评价方法,是保证水产养殖物联网系统发挥最大能效的基础。为解决指标设置随意、冗余、交叉及技术指标过剩的问题,该文构建了指标筛选模型,将水产养殖物联网应用评价指标体系从40个优化到14个,用35%的指标表达了88.45%的信息,保证了指标体系的完备性和简洁性。同时,基于模糊评价法构建了水产养殖物联网应用评价模型,可对水产养殖物联网应用水平进行总体评价以及功能、性能、效益方面的评价。最后,以江苏宜兴河蟹养殖物联网和广东湛江南美白对虾养殖物联网为实例进行了验证,宜兴物联网的评价结果为优,而湛江物联网的评价结果为良,与实际情况相符,表明该研究构建的指标体系科学合理,评价方法可行,可为水产养殖物联网应用评价提供参考。     

石头口门水库饮用水水源地生态风险评价

生态护坡是目前国内高速公路边坡防护常用的方法之一。但是,目前对坡面植被恢复效果的评价却没有统一公认的标准。结合国内外已有研究成果,通过调查研究,建立了边坡生态护坡工程效果评价指标体系;该指标体系以土壤—植被系统质量和景观质量为构建主体,并在大类指标内又划分出各自的具有可操作性的亚类指标。评价标准将工程效果分为优、良、中、差4个等级,这些指标较为合理地反映了系统结构与功能的特征与本质。最后结合层次分析法与模糊综合评判方法,将该指标体系用于赤峰—通辽高速公路岩石边坡生态护坡工程不同标段的1个工程边坡效果的应用评价中,评价结果与实际观察情况相吻合,说明该指标体系能比较客观地反映工程效果状况及系统功能的持续能力,具有较强的适用性和可操作性。     

大型灌区节水水平评价指标体系构建与实证

灌区是中国农业节水的主战场,对灌区节水水平进行评价可为灌区现代化改造提供借鉴与指导,合理适用的评价指标体系是进行灌区节水水平评价的核心内容。针对当前灌区评价指标选取存在的冗余、不完备的问题,为构建满足简洁性与完备性的反映灌区节水水平的评价指标体系,该研究从工程节水、田间节水、用水管理、水资源保护及用水效益5个方面初步建立了大型灌区节水水平评价指标体系,利用筛选模型从70个指标中优选出了23个灌区节水评价指标,表达了86.42%的信息,使最终的指标体系兼具简洁性与完备性,并对河南省沿黄渠村灌区、彭楼灌区、广利灌区、大功灌区4处大型灌区进行了节水水平实证研究。结果表明,4处灌区相应的节水评价指数分别为0.666、0.730、0.657、0.616,其中彭楼灌区由于具有较高的骨干渠系配套程度和明显的工程节水优势使其整体节水水平较高,渠村灌区和广利灌区的节水水平次之,大功灌区的节水水平相对较低;受益于大型灌区续建配套与节水改造项目4处灌区在工程节水方面表现相对较好,评价结果与实际情况相符,表明该研究构建的节水水平评价指标体系科学合理;为进一步提升灌区的节水水平,4处灌区需加强用水管理水平、增加用水效益以及注重水资源保护建设。研究成果为科学评估大型灌区节水建设提供了一种有效的方法,并对推进农业节水化进程具有积极的指导作用。     

中国温室环境智能控制算法研究进展

温室控制技术正面临着新的突破，智能控制将成为温室控制中发展的新阶段。该文以近年来我国温室控制领域的研究成果为基础，结合国际上一些比较值得注意的动向，分析了温室智能控制系统算法方法的特点，对其研究现状进行了评述，进一步探讨了相关问题，并提出了温室智能控制方法在今后可能发展的方向。     

水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系构建

为解决我国水稻作物化肥减施增效技术评价指标体系建立滞后的问题,在深刻理解水稻作物化肥减施增效技术应用终极目标,遵循科学性与实用性、完整性与简明性、系统性与层次性、动态性与稳定性、可行性与可比性和现实性与导向性原则之上,采用文献综述与专家咨询方法构建针对水稻作物评价指标体系,并运用专家组合多重相关法进行主观赋权研究。系统构建了水稻作物化肥减施增效技术综合评价指标体系,其中包括5个一级指标、17个二级指标和43个三级指标,并基于专家组合的多重相关主观赋权方法分别对3个层次指标进行赋权,确立了每个指标的主观权重。本指标体系的构建可以推动水稻作物化肥减施增效技术的研发更具目标性和指向性;基于专家组合多重相关法的应用集中了专家的整体意见,克服了传统主观赋权法存在个别专家差异性引起偏差的弊端,可为科学开展各作物化肥减施增效技术综合评价提供借鉴参考。     

乡村人居环境评价研究

研究讨论了乡村人居环境评价指标体系构建原则,并构建了由目标层、系统层和指标层所组成的评价指标体系。在此基础上建立了Delphi评价模型,并以河南省内乡县的8个乡镇为评价对象,进行乡村人居环境评价,结果基本与实际相符,说明建立的评价指标体系是可行的。     

连栋温室采光性能评价指标

温室的采光性能决定着进入温室的能量和作物用于光合作用的光合有效辐射大小。但采光性能的优劣在中国缺少明确的评价指标。该文综合分析了已有研究成果,提出了太阳总辐射透过率、光合有效辐射及其在温室内分布的均匀性等3个技术参数作为温室采光性能的评价指标。     

基于ZigBee技术的温室无线智能控制终端开发

针对温室农业控制的需要,开发了温室无线智能控制终端。该系统基于ZigBee无线网络,以Jennic公司生产的ZigBee无线微型控制器JN5139-M01模块为核心,整个无线传感器网络由无线生理生态监测节点、ZigBee温室无线智能控制终端和智能语音模块组成。无线传感器节点分布于温室的各个测量点执行各数据的采集、预处理和无线发送等工作,温室无线智能控制终端负责处理所有无线传感器节点采集的数据信息。智能语音模块能够根据采集到的信息及时提供生产指导建议。温室无线智能控制终端实现了对温室环境因子（土壤温度、叶片温度,光照、茎秆生长、土壤水分等）的数据采集和有效控制。通过试验验证,该系统运行稳定,并且操作简单,使用方便。     

肥效评价的生态平衡施肥理论体系、指标体系及其实证

根据生态平衡施肥理论和实践,在综合评价肥料利用率及其算法前提下,提出了肥效评价的生态平衡施肥理论体系和指标体系,并进行了实证。理论体系包括：（1）以生态平衡施肥的多目标优化施肥为核心内容,即生态平衡施肥是以适宜的肥料成本、保证粮食产量和品质、持续培肥或保持土壤肥力平衡、减少施肥污染的多目标优化;（2）从操作上定义了多个评价指标,并可通过普通肥料田间试验求算;（3）指标体系包括评价肥效和指导施肥双重功能;（4）确立了肥效评价指标体系建立的方法。指标体系包括4方面9项指标：①用产量评价的指标有肥料转化率、最低肥料转化率、最高肥料转化率、平均肥料转化率;②考虑对环境负面影响的指标有肥料离土率、生态施肥量上限;③考虑土壤培肥的指标有培肥施肥量下限;④考虑土壤和肥料共同作用的指标有土壤-肥料养分表观转化率和土壤-肥料养分表观离土率。     

黄土高原小流域坝系规划评价方法研究

根据坝系规划评价的原则和层次分析法,选取了3个层次、9个指标的坝系规划评价指标体系。通过分析研究得出坝系规划评价指标体系各指标的计算方法,并确定了各指标的权重值,最终计算出小流域坝系规划综合指数。计算结果显示,小流域坝系规划综合指数越大,经济、社会、生态3大效益也越大,因此在小流域坝系多方案规划中选择综合指数最大的作为优化方案。该方法值得推广使用。     

日光温室草莓立体栽培智能控制系统

立体栽培是将原地面的种植提升到温室内空间高度层面,这不仅使作物生长的感温层发生改变、接收到更多的日光照射,还解决了日光温室中的草莓生产管理、观光、摘菜的难题,是传统草莓种植的一次改革。但对于这样一种新的种植模式,目前还未有成熟的集高架栽培设施、滴灌、营养液配比、光照、通风、施药、温湿度等控制为一体的集成体系出现。该文介绍了一种电动式立体栽培机构,研究了一种日光温室草莓立体栽培智能控制系统。其核心内容论述了基于复杂农业大系统控制理念下,突破传统意义上的温室环境控制概念,考虑被控制量的解耦,将以往温室环境参量和作物生长参量分开,建立温室环境控制和作物生长控制2个并列的子控制系统,并在协调控制器作用下、以作物生长模型输出作为控制约束之一对各子系统进行调控。给出了基于Q学习的多Agent体协调算法,并以草莓采光随动控制和草莓根部加温控制进行了验证。该控制系统已在北京市第七届世界草莓大会日光温室草莓立体栽培中得到了成功应用。试验表明在控制草莓生长方面取得了满意的效果,草莓的挂果期比传统种植平均提前40 d,草莓的果实体积平均增大22%,出产量平均提高33%。     

中国温室环境控制硬件系统研究进展

该文综述了国内温室控制系统模式的研究现状,介绍了几种典型的温室控制系统模式,指出了制约温室控制系统研究的主要问题:成本高,没有达到智能化的要求.该文提出了建立具有分布式结构的基于CAN总线的温室控制系统模式,可以降低成本,为解决温室控制系统智能化问题提供了有效的途径.提出未来温室控制系统的发展趋势--高层管理与控制网络化;现场检测与控制单元的现场总线化;温室调控系统的行业标准化.     

节能型日光温室智能加温控制系统设计1

在北方冬季节能型日光温室生产中常出现极端低温天气,气温低于作物致死温度,导致温室作物大幅减产甚至绝收.为精准调控温室温度,降低低温带来的损失,本研究设计了一套日光温室智能加温控制系统,其硬件设备由感知模块、主控模块、通讯模块、伺服模块、执行设备组成.系统实现了日光温室温度环境的智能控制,可自动采集温室内气温数据,并根据主控模块内设置的加温控制阈值实现温度执行设备的自动开关,同时可通过Android远程客户端进行数据查看及执行设备状态控制.系统应用与验证结果表明:二代砖墙日光温室最低温度维持6~8℃,则系统日开启时间需4.9h,日资金投入146元;维持10~12℃,则系统日开启时间6.1h,日资金投入194元.应用过程中系统性能稳定,实现了温度环境的精细化、无人值守智能调控,夜间加温效果良好.     

基于热量平衡方程的温室冬季温度控制策略

为解决配备空气源热泵的温室在冬季加热时温度调控不稳定等问题，该研究在对温室热传递原理进行分析的基础上，通过实测数据分别计算了温室卷被闭合与揭开两种状态下的综合传热系数、空气源热泵系统工作性能参数和雾化喷淋工作性能参数。根据温室热量平衡方程，建立了调控设备控制时间与温室环境参数间的数学关系，并以此提出了温度控制策略，系统运行时利用传感器实时采集环境数据作为输入，输出设备所需工作时间，并据此控制设备启停。经试验验证，基于热量平衡方程的控制方法能有效控制温度在目标值附近，且温度变化稳定、波动幅度小。在外部天气状况相近条件下，该控制方法的单日耗电量比基于上下限阈值控制的方法节约9.06 kW·h，占其当日耗电量的10.95%。在控制策略研究的基础上，利用典型物联网结构设计并实现远程自动控制，研究结果可直接应用于实践。     

基于现场总线思想的分布式温室智能控制系统

温室自动控制系统是提高温室生产经济效益的关键之一。参照自动控制系统的发展趋势，开发了基于现场总线思想的分布式温室自动控制系统；系统硬件由上位机、智能控制器和智能节点3层组成，采用485总线作为层间通信网络。系统软件应用了实时数据库、智能控制、开放的通信协议、实时决策及模型更新和双向看门狗技术。大约1年多的实际运行效果显示，系统功能完善、可靠性高，适合在温室生产中推广应用。     

基于MOPSO和TOPSIS的多目标优化温室黄瓜光环境调控模型

针对在现有温室光环境调控模型中,未考虑光质-光强的协同影响以及净光合速率与光能利用率双优化的问题。该研究面向温室黄瓜的高效补光,提出一种基于多目标优化思想的光质-光强协同调控方法。通过设计多因子耦合的净光合速率试验,获取叶片的净光合速率数据,建立净光合速率模型,并计算叶片尺度的光能利用率;构建光能利用率与净光合速率双优化的多目标优化模型,利用多目标粒子群算法获取非劣解集,基于理想解逼近算法得到光质-光强的调控单点,从而建立设施黄瓜红、蓝光模型。理论验证试验表明,与光合最大补光法相比,净光合速率降低21.39%,需光量降低59.40%;与固定光质0.5和0.8相比,在相同光强下净光合速率依次提升3.66%和9.69%。在此基础上开展实际验证试验,结果表明与固定光质法相比,在耗电量相近的前提下,生理指标均优于固定光质补光法,且在茎粗、干质量以及壮苗指数上存在显著差异;与光合最大补光法相比,生理指标不存在显著差异,且耗电量节省27.43%,表明本研究方法在保证生理指标高水平的前提下,有效节省了光电资源的消耗。本研究方法为设施农业调控提供了新型补光策略,保障了农业生产资源的高效利用。     

基于ANFIS的温室气温模糊控制仿真

该文实现了通过改变温室通风口开度来模拟和控制温室内气温的目的。根据能量平衡原理构建了温室气温数学模型,基于自适应神经模糊控制系统（ANFIS）完成了控制器设计,其中包括对控制变量的选取、模糊集的定义、论域的量化、隶属函数的选择及控制器的训练。最后用Simulink工具箱建立起室温控制过程的MATLAB仿真模型,并对控制模型进行了仿真分析。仿真结果证明了该温室环境温度模糊控制系统的有效性及合理性,该成果对温室小气候智能调控的发展具有一定的参考价值。     

灌区土壤盐渍化程度云理论改进多级模糊评价模型

土壤盐渍化的产生过程是一个多指标参与、多层次驱动的复杂系统,针对盐渍化程度的评价的不确定性和模糊性问题,将不确定性云理论引入到土壤盐渍化程度的多级模糊评价中,通过构建土壤盐渍化程度多级模糊评价指标体系,构建了盐渍化程度的评语集云模型、诱发因子的隶属度云模型及权重云模型,进而提出了基于云理论改进的土壤盐渍化程度的多级模糊评价模型。同时,选定景泰川电力提灌灌区为研究区,对该灌区的土壤盐渍化程度进行了评价,并将评价结果和评语集云模型结合用Matlab仿真显示。研究表明:该灌区土壤的盐渍化处于轻度盐化土和中度盐化土之间,0~100 cm土壤的含盐量为0.224 2%的可能性最大;利用云理论改进多级模糊评价模型对土壤的盐渍化程度开展研究,用不确定性云参数代替精确数值,更具普遍性。相关研究可为开展盐渍化程度评估和预测的研究提供有益参考。