食用菌生长环境控制系统研究

针对食用菌不同生长阶段对温湿度、CO2浓度的不同需求,设计了一种食用菌生长环境智能控制系统.该系统能够实时监测食用菌生长环境参数,根据预设目标值精确计算温湿度、CO2浓度需求量,通过精确控制外围设备实现环境动态调整.实验结果表明,系统具有精确稳定、可靠性高等特点,可实现食用菌生长环境的精确调控.     

基于LabVIEW分布式农业大棚设计

介绍一种基于LabVIEW的分布式农业大棚，在大棚不同区域设置终端节点，负责光照度、空气温湿度、CO2浓度和土壤湿度数据的采集和上传，同时接收集中器转发的指令，根据指令控制不同区域喷淋头、加热器、排风扇和遮阳板的动作，实现对各区域不同作物生长环境的分布精准调节。通过多点分布式监控，为大棚分区种植的每种作物提供最适合的生长环境，以满足职业院校农业类专业学生的实践需求。      

基于WSN的温室CO 2 气肥优化调控系统研究

CO 2是植物进行光合作用的重要原料,合理增施可提高作物的光合速率。为实现温室CO 2气肥的精细管理,设计了基于无线传感器网络(WSN)的温室CO 2气肥调控系统。该系统由监控节点、智能网关和远程管理软件组成,其中监控节点能够自动实时监测温室环境信息(CO 2浓度、光照强度、空气温湿度和土壤温湿度),并控制CO 2增施气阀的开关;智能网关不仅能实现监控节点与远程管理软件之间的通信,还可在本地实现对温室环境信息的显示与存储,以及CO 2增施调控等操作;远程管理软件除了具备基本的数据接收、存储和查询功能外,还可通过建立的光合速率预测模型对CO 2气肥实现远程自动调控。本文以番茄为研究对象,采用开发的系统实时获取环境信息,使用LI-6400XT光合速率仪获取单叶净光合速率,建立了基于支持向量机(SVM)的番茄光合速率预测模型。为了提高预测模型的通用性,实验将苗后期番茄在4个CO 2浓度梯度进行培育,其中C1、C2、C3分别进行700、 1 000 、1 300 μmol/mol浓度的CO 2增施,CK为对照组(CO 2浓度约为450 μmol/mol)。数据分析采用SVM算法,以多种环境信息作为输入变量,以单叶净光合速率作为输出变量,得到光合速率预测模型。经过测试与验证,CO 2浓度调控系统能够稳定可靠地采集温室环境信息,适合应用在温室环境中;光合速率模型预测值和实测值相关系数为0.981 5,均方根误差为1.092 5 μmol/(m 2 ·s),具有较好的预测效果,为温室番茄CO 2定量增施调控提供了依据。     

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。      

温室温湿度的远程监控系统

在科学研究中,为了研究作物在不同环境中的生长情况,需要控制不同的环境参数模型。在实际生产中,为了提供适合作物生长的生态环境,需要对温室环境参数进行实时监控。为此,基于LabVIEW平台,利用DataSocket技术开发了温室温湿度远程监控系统,实现了远程监控终端对温室温湿度的控制以及温湿度数据的实时共享。     

模拟自然光周期下外源性CO2对城市污水 藻类生长和污水处理的影响（摘选）

探讨了不同光照强度和模拟自然光周期条件下,高浓度生物污水中外源CO2对小球藻(Chlorella kessleri)生物量累积和污水中养分去除的影响。研究结果表明,在所有光强处理情况下,模拟光周期和施加CO2使得Chlorella kessleri能容易地适应反应器中的废水浓度。CO2浓度和光强显著影响藻类生长和污水中养分去除。藻类生长的最适CO2浓度是2.5%。当光强达到一定的下限时,由于光合自养效率显著减少,因此补充CO2的效果最小。同时,由于在第8天时养分耗尽和藻类生物累积量减少,对于持续或分批培养系统的应用体系,应优先选择分批培养的方式。关键词:藻类;城市污水;外源CO2;光照强度;生物量积累;废水处理     

农业大棚太阳能供电数据采集系统设计

温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统.其中,空气温湿度、土壤湿度、CO2浓度以及光照强度等环境因子的变化是最基本的变化,对农业作物生长的影响最为显著.由于系统采用太阳能供电,因而给出太阳能电池的选择以及充放电控制器的选择考虑因素,具有普适性.太阳能供电系统与单片机、传感器配合,构成温室大棚数据采集系统,并给出了整个系统装置的软件设计程序及框图.     

面向Zigbee的温室监控系统的设计研究

温室监控系统用于实时监测室内温度、湿度、CO2浓度等环境参数,以便做出相应调整,使作物处于最佳环境中生长。文章主要针对Zigbee技术为基础,以温室监控系统设计为中心,对系统整体设计和温室监控系统硬件设计等方面进行了分析,本系统可有效提高温室监控的便捷性。     

基于物联网技术的设施农业智能管理系统

该文以设施农业中的温室作为研究对象,运用物联网技术,实时远程获取温室内部的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、CO2浓度、光照强度及视频图像等参数信息,通过WSN和GPRS网络传输到上位机的设施农业智能管理系统,可远程自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备,保证温室内环境最适宜作物生长,从而实现温室的集约化、智能化管理,有效降低劳动强度和生产成本,减少病害发生,提升农产品品质和经济效益。      

微型水培人工气候箱环境监控系统设计

针对水培菜生长过程中对光照强度、环境温湿度及营养液的不同需求,设计了一种微型水培人工气候箱环境监控系统,可用于家庭园艺或餐厅农场。基于STM32F103ZET6控制器,设计了系统相关硬件电路及系统控制程序,主要包括外部环境检测模块、外部环境调节模块、营养液检测模块、营养液调节模块、LCD显示及按键模块及上位机显示界面。用户可实时监测微型人工气候箱中的光照强度、温湿度以及营养液的pH(酸碱度)值、EC(电导率)值、DO(溶解氧)值和主要养分离子浓度,相关执行机构工作,可将各环境参数自动调节至标准阈值内,由上位机界面显示各环境参数的变化情况。系统运行测试结果表明:系统能够在15min内完成对作物生长所需各项环境参数的调节,为作物生长提供稳定可靠的环境条件,同时可监测所得主要养分离子浓度的变化情况,为后续研究作物生长养分吸收规律和养分动态管理提供依据。     

基于AT89S52单片机的多功能智能温室测控系统

介绍了一种基于AT89S52单片机对温室大棚内空气温湿度、土壤湿度、CO2浓度和光照度进行测控的多功能智能系统,阐述了系统硬件部分的总体设计方案、各元器件的选型、对温室内参数的测控原理和元器件间的连接电路,并给出了系统下位机主程序的流程图、PID控制算法及基于Delphi7.0的上位机操作界面.通过控制不同时期作物生长所需要的最佳环境参数,系统实现了温室大棚的科学、高效、智能化的管理.     

可控微环境气雾立体栽培监测监控系统设计与实现

针对目前南、北极地以及边防哨所等恶劣环境新鲜蔬菜供应困难问题,设计了一套新型气雾立体栽培装置,开发出基于STC15F60S2单片机的成套监控系统,并利用模糊控制算法,实现对微环境下温湿度参数的解耦控制。利用LABVIEW编程软件设计人机交互界面,实现对温度、湿度、光照强度、CO2浓度,以及营养液p H值等参数的实时采集、显示及辅助设备的控制,并提供历史数据查询功能,为气雾立体栽培技术提供数据参考。该系统经过调试和运行,结果表明:该系统控制精度高、可靠性强、运行稳定,且充分发挥出了气雾立体栽培的优势,达到了病虫害发病率低、高产、高效等目的,在恶劣环境下,为蔬菜提供了良好的生长环境。     

基于LabVIEW与Arduino的花木基地环境监测系统设计

以对花木基地环境进行实时监测的为目的,利用Arduino Uno微处理器与虚拟仪器Labview平台以及土壤温湿度、土壤水分、光照强度和CO2浓度传感器,设计一套花木基地环境监测系统。该检测系统可对花木基地环境进行实时监测与数据采集,并设计出友好的交互界面,可以广泛的用于大棚内花木的环境监测。     

设施栽培应大力推广CO_2施肥技术

一、加施CO2气肥的必要性正常大气中的CO2含量为3．2×10-4～3．4×10－4,在封闭的设施环境中,作物在光照下不断从有限的空气中吸收CO2,大气中的CO2又不能及时予以补充,使设施环境中的CO2浓度过低（浓度约为1．0×10－4）,作物经常处于CO2“饥饿”状态,不能满足正常生长发育的需要,这是限制设施栽培作物产量和质量提高的重要因素。试验表明,适应设施栽培作物生长的CO2浓度为8．0×10－4～20．0×10－4,因此推广设施栽培CO2施肥技术,是提高作物产量和品质的重要措施。二、设施环境内地变化规律设施环境是一个独立的生物小环…     

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。     

温室大棚温湿度模糊解耦控制系统设计与仿真

温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统,各变量之间具有耦合关系,很难建立精确的数学模型。其中,温度和湿度的变化是最基本的因子,对农业作物影响最为显著。为此,采用模糊控制方法,通过建立模糊控制系统模型和对模糊控制器的设计,引入解耦参数,实现了该系统的温湿度解耦控制,使系统的温湿度控制精度大大提高。实验结果表明:当温室温湿度设定值分别为20℃和70%时,温湿度变化超调量较小,控制过程比较平稳,系统环境达到了作物生长的需求。     

基于温-湿-CO融合传感的棉垛阴燃预警系统设计

棉花是关系国计民生的战略物资,同时棉纤维是各类天然纤维中最具燃烧危险性的一种。依据籽棉垛内部阴燃起火机理,分析选定棉垛火情预警监控要素;研制了基于多传感阵列的籽棉垛温湿度、CO浓度实时监测的阴燃预警与火情防控设备;基于LabVIEW开发了移动电脑上位机数据监控程序。试验证明,系统可以实时监测不规则棉垛内部的温湿度及CO气体信息态,可以为评定棉垛内部状态以及判定棉垛阴燃安全状态提供重要依据。      

基于SSA-LSTM的日光温室环境预测模型研究

构建日光温室环境预测模型,准确预测温室环境变化有助于精准调控作物生长环境,促进果蔬生长。而温室小气候环境数据多参数并存、耦合关系复杂,且具有时序性和非线性,难以建立准确的预测模型。针对以上问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的长短期记忆网络(LSTM)温室环境预测模型,实现了温室环境数据的精准预测。实验结果表明,采用SSA自动进行参数选优的方式,解决了LSTM模型参数手动选择的难题,大幅缩短模型训练时间,且最优的网络参数能够发挥模型的最佳性能。对日光温室内空气温湿度、土壤温湿度、CO₂浓度和光照强度6种环境参数进行预测,SSA-LSTM平均拟合指数高达97.6%,相比BP、门控循环单元(GRU)、LSTM,其预测拟合指数分别提升8.1、4.1、4.3个百分点,预测精度明显提升。     

基于增量式PID算法的温室温湿度控制系统设计

针对人为控制准确度低、操作复杂、代价高等问题,设计一种基于增量式PID控制算法的温室大棚温湿度控制系统。系统以单片机AT89S52为控制核心,采用DTH11温湿度传感器采集温室内作物生长环境温湿度物理参数。通过外部键盘输入适合作物生长的温湿度目标值,单片机内部的增量式PID算法确定固态继电器状态,驱动温室内温湿度调节电路,最终达到适宜的目标值。实验结果表明该系统能实现智能温湿度自动控制,控制精度温湿度分别保持在±0.5℃和±1.5%之内,并在10min内达到目标温湿度值。该系统满足现代农业生产控制领域高精度、快速和人性化的需求。     

作物生长多传感信息检测系统设计与应

简述了作物生长多传感信息检测系统的硬件平台及实现.光箱系统采用卤素灯和D65型标准光源两组独立可调的均匀光照系统,结合温湿度控制装置,可以实现对多种作物生长环境的模拟.信息采集系统集成了包括光谱、多光谱图像、冠层温度、冠层光照及环境温湿度等多传感信息探测器,可以充分利用多种信息对作物生长信息进行监测.应用该系统就油菜氮素和水分的光谱、多光谱图像特征及光照对检测的影响进行了研究,结果表明:该系统能够克服环境因素的影响,能够利用多传感信息对作物营养进行较准确的定量分析,其中,油菜氮素光谱特征模型的相关系数达到0.92,均方根误差为0.53.