基于物联网的温室农业种植环境监控系统研究

为有效提升我国温室种植环境监控系统工作的智能化与精准化水平,以农业物联网为应用平台,针对监控系统进行设计研究。以温室种植的功能需求为切入点,采用物联网各层级分别构思、整体融合的方法,建立基于物联网的参数监测数学模型,并从软件设计与硬件配置两大维度构建完整的监控系统。试验结果表明:监控系统的网络数据丢包率可控制在0.70%以下,温室空气温度、相对湿度、种植土壤湿度等关键参数的系统监测值与实地测得值误差不大,可控制2.50%以下,系统监测稳定性可提高至90.00%以上,满足监测功能需求,监控效率得到显著改善,有利于进一步指导温室种植与设施农业装备的深度优化。     

温室自走式多功能作业平台研制

目前,在农资运输方面,国外温室内多功能作业装备已实现自动化、机械化;国内温室内多功能作业的研究还处于初步阶段,温室设施内作业缺乏轻便且能够适应狭窄的空间和过道的电力驱动机具,大部分农资搬运仍需要人工,存在劳动强度大、劳动效率低等问题。针对这种情况,北京京鹏环球科技股份有限公司开发了一种温室自走式多功能作业平台,重点研发了机械系统、自动控制系统等。该温室自走式多功能作业平台可解决用户的资材运输、登高采摘和农药喷洒等日常作业和行走系统问题,且与传统人工物料输送方式相比,自走式多功能作业平台可在温室内实现农用物资搬运的自动化、智能化,解决传统作业方式劳动强度大、劳动效率低等问题,在一定程度上提高了温室农业装备的现代化、智能化水平,提高了设施内作业效率。      

云计算下的温室监控系统应用布局

传统的温室大棚种植主要依靠人工监测完成环境参数的监测,监测数据不全面,且实时性不高,耗费了大量的人力物力,作业效率低,严重影响了温室大棚的产量和质量。为进一步提升温室大棚效益,引入了云计算技术,深入研究了云计算各服务层次之间的关系和云架构基本原理,完成了基于云计算的温室监控系统的优化设计。同时,将云架构体系应用在温室监控系统总体方案中,分别从接入层、云服务层、传输层及感知控制层分析温室监控系统工作原理,完成了温室监控系统的功能结构设计,并对温室监控系统进行功能测试。测试结果表明:基于云计算的温室监控系统能够实时准确获取温室大棚内的温湿度、土壤湿度、二氧化碳浓度及光照度等环境信息,且通过云计算平台可以实现对温室大棚的远程控制和监控,保证各个温室大棚之间的数据共享。云计算技术在温室大棚监控系统中的应用有效推进了农业生产智能化、自动化发展,对实现智慧农业具有重要意义。     

马铃薯种植机械化关键技术与装备研究进展分析与展望

中国马铃薯种植具有面积大、范围广、地域地理复杂的特点,机械化种植是马铃薯机械化生产中关键的技术环节。马铃薯种植机械化技术包括种薯预处理、供导种、取种、清种等机械化种植关键技术。分析了中国马铃薯种植机械化技术的发展现状、特点及制约因素,总结了马铃薯种植机械化中主要关键技术,分析了整薯和切块种薯2种主要栽培方法对马铃薯播种技术的约束、影响。重点阐述了马铃薯分级、种薯分离整列拾取、零速投种、动态供种技术及装备的研究现状和发展动态,并归纳了中国、德国、荷兰、比利时、美国等国家具有技术代表性的马铃薯种植机械技术特点与性能参数;指出精量、高速、智能化大型马铃薯播种技术与装备是我国马铃薯机械化播种技术发展的核心方向,同时也需加强适应丘陵山区的小型、轻简型马铃薯机械化种植技术及装备的研究。     

温室智能控制系统发展的探讨及展望

随着种植技术的不断完善,种植不仅只是露地种植,设施农业站上了历史的舞台,高端种植温室开始匹配温室智能控制系统对温室环境进行自动调控,国内温室智能控制系统的相关研究随着科学技术及控制理论的进步而逐渐成熟。本文将简述温室智能控制系统的发展,概述国内温室智能化相关的研究,并针对国内温室产业实际提出智能控制研究存在的问题及展望。     

基于物联网的温室大棚远程控制系统研究

为实现农业温室大棚的智能感知与远程控制,设计了基于物联网的智能化温室,研究了物联网在农业温室大棚的应用。首先,阐述了基于物联网的智能化温室工程整体方案,包括基础结构的设计、覆盖材料的选择、通风系统的设计以及保温系统的设计等,详细设计了智能化温室的结构。其次,对物联网的层次架构进行设计,为了兼容各类终端,在物联网标准的3层模式上附加了终端接入层,共计4层结构:终端接入层、系统应用层、中间件及感知层。然后,阐述了系统功能设计,在6大功能模块中着重阐述其中的数据采集功能以及数据分析预测功能,重点对涉及到的关键技术,即物联网关的设计、服务器通讯协议的实现及逻辑控制模式进行阐述。结合温室数据量以及传输模式,对主要命令字的代码及含义、消息头与消息体进行设计,对主要字段的定义名称、字段宽度及字段数据类型、含义等进行设计。     

MINI温室智能种植系统构建

目前,在温室里智能化种植各种植物、花卉成为一种新时代的休闲方式。为此,针对小型温室内植物栽培种植,搭建了一种温室智能种植系统。系统基于家庭与科研用小型温室,利用Mitsubishi FX1N PLC附带Kinco触摸屏及GRM无线通讯模块,实现人机交互、远程控制功能,完成种植穴盘的自动输送、种植对象的自动浇水、长势监测等功能。系统远程控制利用Android手机作为终端,采集的信息可以传到云端及控制器上,并通过云端把当前数据实时上传到APP端和WEB端,同时数据保存在云服务器的微控制器上,实现与云端及UI的通信。运行试验结果表明:系统能够完成自动输送、自动浇水及长势监测等功能,并可通过数据库调取植物长势图片。     

基于温室种植养殖的可移动多层控制理论及设施装置的设计

为解决传统温室能源消耗所带来的社会矛盾,寻求一种可移动性温室环境控制技术成为现阶段研究的热点。从温室结构、环境控制组件和动力控制组件入手,探寻一种可移动空气环境自动控制多层种植温室的方法。从温室骨架、水体环境控制组件和温室能源等方面进行研究,研制出适用于水产养殖的一种可移动水环境自动控制温室装置。所研制的多层种植温室可以为作物提供适宜的生长环境及提高种植效率,所研制的可移动养殖温室可实现温室水环境养殖的自动控制,同时可以提高温室使用效率,降低劳动强度,有利于防止能源消耗的加剧,节能环保,具有重要的社会和经济意义。     

基于遗传优化模糊PID算法的温室智能控制系统研究

近年来,随着信息智能化和农业现代化的快速发展,我国温室种植取得了重大进展,形成了以科学方法管理控制大棚温室环境的理念;但因缺乏工厂化管理方式,温室智能控制技术在设施配套和产业自动化方面还有不足之处,与欧洲发达国家差距甚远。因此,设计一套适合我国农情的现代化温室控制系统显得非常重要,其对实时监测和精确控制温室环境参数,提高农作物产量和质量意义深远。本文根据大棚种植特点,基于遗传优化模糊PID融合算法,设计和研究了一套独有的温室智能控制系统,并对该系统进行性能仿真实验。结果表明:本温室智能控制系统性能良好、自动化程度高、节能显著,对大棚蔬菜的种植具有重要的促进作用。     

一种光照角度可调的种植温室设计

针对温室日光光照调节控制难的问题,设计了一种光照角度可调的种植温室。该温室由种植箱体、光照反射板、折光板、风雨传感器、角度调节杆、折光板、种植架、折光板收放机构等组成,种植箱体的下部铰链有折光板,折光板的角度可调,折光板的上端铰接有角度可调的光照反射板。不仅可以使种植物在有阳光时直接照在种植箱体上,并且可通过植物对光照的喜好调节光线射入种植箱角度,从而达到作物能更好生长的光照条件。     

OPC技术在智能化农业监控系统中的应用

在某智能化农业系统中,使用OPC技术将iFIX组态软件监控的蔬菜温室大棚系统,以及组态王软件监控的智能养殖系统的数据统一传输到总控室。该技术能够在总控室实时监测蔬菜温室大棚系统的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等,同时监测温室大棚内部各类辅助设备状态信息及作物生长状况信息;又能在总控室实时监控到智能养殖系统自动上料机、自动清粪机、供氧机、通风设备、灯具等的参数信息,为提高种植技术、养殖状况改良提供数据依据。依此来阐述OPC技术在智能化农业系统中的应用,给智能化农业的发展提供可靠的通讯方式支持。     

温室环境信息智能化管理研究进展

随着我国温室园艺业和信息技术的迅速发展,现代信息技术越来越多地应用于温室环境管理中,促进了温室环境智能化管理技术的发展。本文针对面向物联网的温室环境信息智能化管理需求,分别从温室环境信息获取、信息处理与决策服务3个方面对国内外研究进展进行了系统的分析和阐述,并提出了今后在温室环境信息智能化管理方面迫切需要开展的工作。     

温室内常用物流输送装置

为了提高劳动效率、增强行业竞争力,先进物流输送装置的研制和应用必不可少。通过研究分析当前温室行业常用物流输送装置,总结其工作方式及不足之处。皮带输送装置精准、高效,但温室空间利用率较低;苗床输送装置是温室关键种植设备之一;悬挂式物流输送装置实现了温室纵横向、无死角输送,但高空作业对温室骨架结构要求较高。本文研制的自动化种植床输送装置优化了温室种植流程,提高了农业设施自动化、机械化、标准化水平。     

温室环境下多变量的控制系统设计

针对有效、快速地检测和控制温室环境因素是温室生产的关键这一问题,介绍了温室中温度、湿度、光照和CO2浓度等主要的环境因素,并研究了对这些因素进行有效管理和控制的策略,设计了温室环境下多变量的控制系统。该系统体系结构为工控机和单片机开发系统的主从式结构,能够对温室内外环境因子进行实时监测和智能化调节,为农作物创造最优化的生长条件;系统以PC机为上位机,完成数据打印、数据处理和参数设置等辅助任务;采用MCS-51单片机为下位机,完成全部控制功能,下位机可脱离上位机独立工作。     

青海地区温室大棚丝瓜的种植技术

随着温室大棚技术的发展,蔬菜瓜果等受光照、温度、水份、地域等条件的限制越来越少.以丝瓜为例,丝瓜喜光、喜土肥,因此在我国南方种植的较普遍,有了温室大棚技术后,丝瓜在我国北方地区的成活率也不断提高,逐渐被种植起来.然而,由于受种植技术等条件的影响,温室大棚的丝瓜种植效率低,种植产量并不高.文章将通过对青海地区温室大棚丝瓜种植的情况进行分析,探讨提高我国青海地区丝瓜种植效率的方法.     

平定县日光温室蔬菜一年多茬高效种植模式

根据当地气候条件和温室性能,进行一年多茬蔬菜种植模式试验,成功确定了3种种植模式适于推广。     

设施农业远程智能监控系统应用研究

一、智能控制系统在天津现代农业中的应用现状目前,天津市已建成现代设施农业园区数十个,年增加经济效益超过50亿。现代种植园区物联网技术应用主要有:部分智能化联栋温室安装环境监控设备,调控环境实现安全可控生产;无公害蔬菜种植追溯;部分园区建设了园区农业信息网等几个方面。     

大型智能化气力集排式水稻直播机研发成功

正在中国农业科学院创新工程专项经费资助下,农业部南京农业机械化研究所种植机械化团队成功创制出国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机——2BDZQ-33800型宽幅折叠式水稻直播机。该装备采用折叠式机架,作业幅宽8 m,作业速度可达10 km/h,作业效率5~6.67hm2/h(75~100亩/h),播种作业仅由机手一人即可完成,可适应大型农场及其他规模化种植主体高效作业要求,是我国大型智能化水稻直播装备研究领域的一大突破。     

温室果蔬高效风送施药车设计

温室垄行种植果蔬施药装备短缺,目前仍多采用背负式喷雾器逐行递株施药,存在劳动强度大、工作效率低、损伤作物及化学药剂对作业人员危害大的问题。针对以上问题,设计了温室果蔬高效风送施药车,该施药车主要由轨道式移动平台、电能输送装置、升降喷雾装置和基于PLC的控制系统组成,具有温室内长距离行驶、定点启停、供电电缆自动收放和风力雾化药液并吹送至作物冠层的功能。工作过程中,移动平台搭载喷雾及电能输运装置沿轨道行驶,电缆随平台移动同步收放,保证电能供给,移动平台于作物冠行处停止;风机、主路电磁阀和水泵工作,喷头沿作物冠层高度方向匀速移动,对整行喷雾完成时喷头关闭,平台移动至下一作物冠行,重复上述操作。本设计实现了在温室垄行种植模式下,施药车自动远距离、大面积施药功能,提高了温室施药效率,避免了化学药剂对温室管理人员造成伤害。     

国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机研制成功

正近日,农业部南京农业机械化研究所种植机械化团队成功研制出国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机。该装备采用折叠式机架,作业幅宽8 m,作业速度可达10 km/h,作业效率5.00—6.67 hm~2/h,播种作业仅由机手1人即可完成,可满足大型农场及其他规模化种植主体的高效作业要求。该装备填补了国内大型气力式智能化水稻直播技术空白,研发的基于电驱控制的气力集排系统采用"集中排种气流均匀分配"技术方案,可实现"一器33行"作业,排种效率高;利用电驱控制