温室环境自动检测系统

温室环境是温室内作物生长的先决条件。目前我国温室环境的管理大部分是靠人工根据经验进行的，从而降低了作物生产的质量，因此温室环境的自动检测和控制是急需解决的课题。文中研究提出的温室自动检测系统，采用了专家系统指导下的实时处理方法，可及时方便地向用户提供技术指导和技术咨询服务，建立了友好的人机界面。     

温室环境自动检测系统

温室环境是温室内作物生长的先决条件。目前我国温室环境的管理大部分是靠人工根据经验进行的，从而降低了作物生产的质量，因此温室环境的自动检测和控制是急需解决的课题。文中研究提出的温室自动检测系统，采用了专家系统指导下的实时处理方法，可及时方便地向用户提供技术指导和技术咨询服务，建立了友好的人机界面。     

面向控制的温室系统小气候环境模型要求与现状

以往的温室作物生长和小气候环境模型,主要是从面向研究而不是面向实际生产的温室获得的,这二者的最大不同是:面向研究的模型主要考虑的是得到作物生长高产所需的"最优"的温室内部气候环境参数设定值,而较少考虑温室内控制设备的能力（控制动态过程）、生产过程中温室外气候变化情况和达到"最优"所需付出的能量等代价;而后者在面向实际生产的自动化控制的温室系统模型中是必不可少的。当前温室系统自动化控制面临的一个最大困难,就是缺乏一个这样的可靠的温室系统模型,而只能采用面向研究的温室系统模型去进行实际生产的温室系统控制,这种忽视实际生产条件下的温室系统模型与理想条件下的模型之间差异的"纸上谈兵"的做法,必然导致温室控制技术水平低、达不到预期效果。该文介绍了温室系统的整个控制过程,对一个实际生产的温室系统中各种变量和参数作了简要描述,并概括了面向实际的温室生产控制要求的温室系统模型的基本结构,对温室环境模型、作物生长模型和能耗及CO₂消耗模型的研究现状作了详细的回顾。从满足控制需求出发对现有的温室系统模型所存在的问题进行了分析,并指出了其中的不足和局限性。探讨了未来温室系统的建模方法和需要解决的关键问题,提出了面向控制需求的温室系统建模要满足的要求,为温室系统的建模研究提供了一种新的思路和方向。     

温室作物模型与环境控制管理研究

阐述了国内外作物模型研究现状 ,温室园艺作物模型研究进展以及温室作物模型在现代化农业环境控制管理中的重要作用 ,并简介了温室番茄作物模拟系统研制开发现状及其进展     

温室环境控制方法研究现状分析与展望

环境控制方法是实现温室蔬菜高效生产的关键。随着现代控制技术的快速发展，温室环境控制方法逐步从手动、定时控制方法，转变为设定值控制和智能控制等方式。该文概述了以设定值为目标实现环境控制的方法，归纳了模糊控制、解耦控制、人工智能控制和表型控制等智能控制方法的特点，总结了现有温室环境调控领域控光、控温、控气、通风、灌溉和“云-边-端”协同控制系统的优劣。针对现存问题，指出该领域的发展趋势为构建考虑扰动因素影响的温室环境控制方法，研制基于作物生长和表型评价体系的环境调控模型，以及建立多模型融合的“云-边-端”协同温室环境调控系统。相关技术的发展将为温室的智能化与信息化发展提供重要的决策依据和借鉴意义。     

基于模型的温室加温控制目标优化系统研究

温室加温控制目标的设定合理与否，直接影响温室作物生长及温室环境调控的能耗。本研究以温室作物生长模拟模型和温室加温能耗预测模型为基础，建立了基于模型的温室加温控制目标计算机优化系统。系统包括一个数据库(温室、作物以及气象资料)和三个模型(作物生长模拟模型、温室加温能耗预测模型以及加温控制目标优化模型)。系统的输入主要为温室类型、温室结构、覆盖材料、作物信息以及室外气象资料，系统输出主要为作物干物质生产量、温室加温能耗量以及干物质生产能耗量利用效率最高和生物量最高的温室白天和夜间的加温控制目标(温度设置点)。以2003年1月20日～2月20日上海孙桥现代农业开发区Venlo型自控玻璃温室水果型黄瓜生产为实例进行分析，结果表明，在上海地区冬季进行温室水果型黄瓜生产时，在开花至果实采收初期将白天和夜间加温控制目标分别设为23℃和17℃时可以获得最高的干物质生产量；将白天和夜间的温室加温的温度分别设为20℃和15℃能够使黄瓜干物质生产的能耗量利用效率达最大，并能够使黄瓜干物质产量也处于较高的水平。本研究建立的基于模型的温室加温控制目标优化系统为中国温室气候控制中温度的优化调控提供了理论依据和决策支持。     

基于Web的温室作物模拟系统的实现

基于Web技术、OOP(面向对象设计)思想，根据作物生长发育模型特点，提出了计算机模拟系统的结构设计方案，并采用ASP.NET技术规范和Visual C#程序语言，初步实现了一个基于Web技术远程调用的温室作物生长发育计算机模拟系统，该系统目前可对番茄和黄瓜等温室作物光合作用、干物质积累与分配等过程进行模拟与分析。     

温室数据采集系统远程通信接口设计研究

随着现代温室朝着集约化、规模化方向的发展和温室管理智能化要求的提高，温室测控系统实现远程通信，进而实现温室内生产与管理的一体化，是现代智能温室发展的必然趋势；鉴于RS-485总线结构的温室测控系统存在数据传输距离近，通信协议专用，可扩展性差等弊端，该文将TCP/IP协议作为一种嵌入式应用，采用8位普通微控制器与以太网控制芯片相结合，设计开发了温室数据采集系统的远程通信接口；并详细论述了其软硬件设计方案，探讨了TCP/IP协议的裁剪策略；对温室数据采集系统的底层网络与Internet的集成做了初步的研究。     

黄瓜温室栽培管理专家系统的研究

黄瓜是设施蔬菜栽培的主要作物之一。但实际生产中专家的不足制约着黄瓜产量与品质的提高。该研究应用人工智能专家系统原理和面向对象的设计方法，采用Visual Basic语言研究开发出了黄瓜温室栽培管理专家系统。该系统是一个针对温室黄瓜栽培管理、病虫害识别与防治的计算机辅助决策系统，可缓解生产中专家供不应求的矛盾。     

世界温室技术进展与无污染蔬菜生产

近年来世界设施农业发展迅速，各种新型建筑材料给温室建设创造了有利条件，温室作物生产管理技术大大提高，世界农业发展的方向是持续和有机农业，在目前的无土栽培系统中，只有“有机生态型”无土栽培法，能生产无污染的绿色食品，而营养液栽培系统须尽快研究出有机营养液灌溉系统。     

基于作物响应的温室环境SVMR控制仿真

在温室环境控制中,传统的根据专家经验的设定值确定控制的目标,由于经验的局限性和作物生长的适应性等原因而不能准确确定设定值,影响温室生产的效率。该文采用仿真模型,研究根据作物响应自动确定控制目标的温室环境控制方法。根据作物生长模型和温室环境变化模型采用遗传算法自动确定温室环境的设定值,采用稳定性、鲁棒性好的OS-LSSVMR(在线稀疏最小二乘支持向量机回归)内模控制进行温室环境控制。通过仿真,在相同室外条件下,基于作物响应的温室环境控制方法消耗的能量更少,作物的干质量增加的更多,控制的精度更高。说明了该方法     

基于温室网络化的动态模型研究

本文将网络化和动态企业建模技术引入温室农业生产中，提出将一定区域的单个温室农业生产组建成温室农业生产网络并和市场网络连接构成温室农业网络，在网络中建立动态的温室生产模型和市场预测模型，使生产管理定量化，提高温室农业生产效益。     

日光温室作物热环境模拟及分析

针对日光温室实际生产管理中的气象保障问题，该文从传热学的基本原理出发，考虑了温室内作物对热环境的影响，建立了日光温室内作物生长情况下的温度预测数学模型。将温室内部系统分为5个部分，建立了5个方程，联立方程组，运用高斯主元素消去法对方程组进行求解，对各个面的温度进行模拟，并对模拟结果进行了分析。用试验温室的实测资料对模拟结果进行了验证，结果表明所建模型模拟效果较好，室内气温的平均绝对误差为0.9℃，平均相对误差为5.1％，模拟的精确度较高，可以为温室生产管理提供科学的气象依据。本文还对模型模拟误差产生的原因进行了分析。     

基于作物生长和控制成本的温室气候控制决策支持系统

根据试验和观察获得的数据建立了温室作物生长模拟模型、温室的环境调控的技术效果模型和温室的环境调控成本模型，并建立相应的模型库；通过收集资料和专家经验建立了温室环境调控的知识库。以温室生产的“产出投入比”最大为目标，综合利用模型预测功能和知识库系统的推理功能，建立了温室环境调控决策支持系统。系统能够根据温室内外的环境信息、作物生长信息和温室调控设备状态信息给出温室环境调控实时最优的温度、湿度、光照和CO₂浓度等参数，并提供相应的调控方案。     

温室作物生态健康智能监护系统(GH-Healthex)的研制与测试

研制温室作物生态健康智能监护系统是为了解决目前温室环境监控系统普遍存在的自动获取的数据未与具体作物健康生育的特殊需求相结合，也未被用于病虫害的智能化防治等问题。该文报导的温室作物生态健康智能监护系统(GH-Healthex)实现了这类数据在植物健康监护和病虫害智能化防治中的利用。以番茄为研究案例，系统通过对温室环境监测数据的分析，结合作物种植知识库中番茄生长发育及其病虫害发生规律可以进行智能化决策，即当温室内出现了不利于作物生长的气象条件时，系统会自动的通过系统界面提示用户采取相应措施，以保证温室番茄的优质、高效生产。该系统提供了一个作物知识库平台，若以其他作物的种植和病虫害防治数据替代番茄数据，便能更广泛地推广应用。     

温室作物营养液深液流无限生长型栽培技术研究

通过对番茄R144、R139及网纹甜瓜C-8温室作物营养液深液流无限生长型特种栽培试验,初步掌握了无限生长型温室作物特种栽培的温湿度调控指标及技术、营养液调控指标及技术、作物生长过程及株形控制模式。供试验的R144番茄单株采摘成熟果累计13550个以上;C-8网纹甜瓜单株结果36个。试验结果表明,在可控环境下能最大限度地将某些蔬果作物的遗传潜力变为优质、高产的现实产品。实验获得的一些具体结果,对于实际温室作物生产有指导意义     

天水节能型日光温室气候适应性及对策研究

通过试验观测得出：天水节能型日光温室作物生产季的平均气温为13．3—16．6℃，0—20cm地温为13．1—17．0℃，相对湿度为69％．89％。全年光、温条件最差的1月其温室平均气温为8．9℃(8—9时)-17．2℃(13—14时)，地温为11．2℃(9-10时)．14．5℃(17-18时)；冬至前后一整月日平均光照强度2．33万Lux。晴天条件下，温室气候基本能够满足喜温蔬菜作物对气象条件的需求。根据对不同天气类型温室气象条件分析，并结合生产季温室作物光温生产潜力的估算，基本掌握了温室生产季不利的天气和气候因素，并提出了相应的管理措施，为天水节能型日光温室发展提供科学依据。     

作物生产系统及其管理系统

概述了作物生产系统概念、特点、结构与组成,指出现代作物生产管理系统是计算机科学、农业科学和自动化科学相互交叉的产物,其理论基础是系统论(作特模拟模型或称为人工作物)、控制论(作物管理专家系统)和优化决策论(作物管理优化决策模型),其未来发展方向是高度集成化和自动化等,要综台运用作物模拟技术、知识工程技术、地理信息系统、全球定位系统和遥感技术等现代技术,建立集成的作物生产管理系统。     

中国连栋温室黄瓜周年生产能耗分布模拟

温室作物周年生产单位产量的能耗是进行温室投资风险评估和优化温室气候控制的重要指标。为明确中国温室作物周年生产单位产量能耗分布规律,该文以Venlo型连栋温室和温室主栽作物黄瓜为研究对象,选取中国有代表性的224个气象观测站点25 a（1981－2005年）每日平均气候资料（每日最高最低气温、水汽压、日照时数和平均风速）,利用温室能耗预测模型和作物生长模型,模拟预测在商业化生产中常用的两种不同的温室温度（白天和夜间温度控制目标分别为控制策略一：24℃与19℃,控制策略二：20 ℃与15℃）和CO2体积分数（增施：1000 mL/L,自然通风不增施：350 mL/L）控制策略下,连栋温室黄瓜周年生产所需的能耗和黄瓜的潜在产量。在此基础上,进一步计算每单位黄瓜产量所需要的能耗,并利用GIS技术及反距离权重插值方法获得空间上连续分布的栅格数据,得到中国连栋温室黄瓜周年生产单位产量能耗分布图。结果表明,中国温室周年生产黄瓜单位产量能耗总体趋势是从低纬度地区向高纬高海拔的寒冷地区增加。两种温度控制策略下各地的黄瓜单位产量能耗差异在8%以内,但增施CO2可以降低各地的黄瓜单位产量能耗达29%～67%,低纬度地区降低幅度大于高纬高海拔区。中国温室能耗主要受室外气候和温室温度控制目标影响;在两种温室温度控制策略下,黄瓜潜在产量主要受室外光照条件和室内CO2浓度影响。增施CO2能够大幅提高黄瓜产量,是增加温室作物产量和提高能耗利用率的有效手段。该研究结果可为中国不同区域连栋温室投资风险评估和从能耗角度优化温室环境调控提供支持。     

基于激光测距仪的温室机器人道路边缘检测与路径导航

针对温室内移动机器人的应用需求,该文提出了一种应用于温室内移动机器人自主行走的温室道路边缘检测与导航算法。此方法利用激光测距仪获取当前视场内路面、作物及障碍物信息,根据温室路面平整度高于作物冠层外表面的特点,检测道路边缘并生成移动机器人下一采样控制周期的期望航向,然后根据机器人几何与物理模型推算左右驱动轮速度调整指令,使移动机器人保持沿道路行走而不进入作物区中。该算法的有效性在温室移动机器人Walle平台上得到了验证,机器人偏离道路中心线的平均值为-1.2707 cm,均方误差为2.6772。