基于变论域模糊理论的温室番茄智能控温策略

为了对北方温室番茄种植进行精准的温度控制,根据番茄各生长时期的温度特性,运用温度积温理论以及变论域模糊控制理论提出了符合北方温室番茄种植的智能温度控制策略。利用温度积温法对温度阈值进行计算使其可以适应外界环境的动态变化,通过变论域模糊控制理论解决传统模糊控制方式因结构参数相对固定而不适用于高精度控制的难题,提升了稳定性以及系统的响应时间,降低了控制误差。仿真实验表明,该温度控制策略相比PID控制,在响应时间及超调量方面有54.17%和75%的提升;相比传统模糊控制,在响应时间及超调量方面有35.29%和55.56%的提升。温室实验表明,与原有控制策略相比,在日间与夜间控制方面,使用该控制策略的室内平均温度均更接近于期望温度值,同时节约近10%的能量消耗,有效提高能源利用率。     

基于趋化-改进粒子群算法的SVR光合速率预测模型

针对回归型支持向量机(SVR)参数选取影响模型性能的问题,提出融合细菌觅食算法趋化操作的改进粒子群混合算法(C-IPSO),以优化SVR的惩罚参数和核参数。同时,为了实现对温室环境的精细控制,结合温室作物生长环境因子,建立一种基于趋化-改进粒子群算法优化的回归型支持向量机温室光合速率预测模型。以温室番茄幼苗期、开花期、结果期为例,与支持向量机和基本粒子群算法优化的支持向量机分别建立的模型进行实验对比。结果发现：建立的三个生长期光合速率预测模型的光合速率实测值和预测值的决定系数分别为0.954 8、0.985 4和0.951 5,均比另外两个预测模型更接近于1,表明该模型预测效果均更佳,并证明了所提算法的有效性,为指导温室环境根据作物光合需求进行精准调控提供了理论基础。     

基于本体的农作物种质资源数据集成研究

随着国家农作物种质资源平台服务的进一步加强,平台数据与其他相关数据源的集成共享,成为当前迫切需要解决的问题。提出了元数据和两级本体相结合的语义元数据集成解决方案:首先建立农作物种质资源全局本体;然后抽取各分布数据库的元数据,按照统一标准集成到一个元数据库中,同时,依据不同数据源建立各局部本体;最后建立全局本体和元数据库的映射、局部本体和各数据源的映射,形成语义元数据。构建了农作物种质资源集成框架,并进行了集成系统设计。实验结果表明:该语义元数据方案能解决数据的语义描述和语义异构问题,可最终实现系统的集成;局部本体使得查询更具智能性,可提高查全、查准率,有利于提高服务质量。     

国家农作物种质资源平台服务绩效评价体系构建

【目的】国家农作物种质资源平台在“十二五”期间转为全面运行服务阶段,建立有效的平台服务绩效评价体系对服务效果定量评价,便于上级主管部门根据平台实现服务职能情况,确定资金的分配,保证平台更好地运转,提高平台服务效果。【方法】从国家农作物种质资源平台实际出发,在分析影响平台服务效果相关因素的基础上,按照评价指标科学性、全面性、系统性和持续性的原则,基于层次分析法构建了多维多指标的平台服务绩效评价体系。首先参考国家科技基础条件平台中心绩效考核指标,对评价指标重新分类、整合,按照影响平台服务效果的因素将评价指标分为不同维度,每一维度下又分成不同级别的评价指标。然后对经典的层次分析法进行改进,采取专家打分、归一化处理等步骤确定各级评价指标的相对权重,并将各级评价指标的相对权重相乘,得到评价指标的实际权重。最后对各级评价指标加权计算,得到平台服务效果整体评价值和某一维度下的评价值。【结果】使用该方法对国家农作物种质资源平台“十二五”期间的运行服务数据定量分析,试验结果如下：（1）平台“十二五”期间整体运行服务效果良好且稳定增长。（2）平台资源整合数量持续增加,但资源整合增速缓慢,资源鉴定评价和繁殖更新数目较少。（3）平台运行管理服务规范,但多年很少变化。（4）服务成效增速显著,资源服务量和信息服务量已达到一定规模,技术推广等服务力度不够。（5）服务用户群体比较稳定,服务企业用户比率增加。（6）平台未来服务潜力提高很大。（7）科技支撑服务和典型服务数量增速明显,但具体服务数量仍很有限。未来应进一步整合资源,加快资源鉴定评价和繁殖更新工作,满足用户多样化的需求,提高平台服务深度;加强平台基础设施建设,完善平台运行管理体制,使平台服务人员更加专业化,提高平台服务效率;服务重点应继续放在企业和个人用户方面,提升创新能力,提高平台服务广度;重视平台服务对高水平科研的支撑作用,规范专题服务流程,进一步提高平台服务质量。【结论】该多维多指标的绩效服务评价体系可对服务效果全方位评价,评价指标体现了服务深度、服务效率、服务广度、服务质量及服务潜力等方面。     

考虑预估驾驶行为的跟驰模型及其稳定性分析

在OV模型的基础上,进一步考虑预估驾驶行为对车流的影响,提出一个新的跟驰模型以获得预估驾驶行为与交通拥堵的关系。通过对新模型进行稳定性分析得到了系统的临界稳定条件。数值仿真结果表明：新模型能够模拟诸如时停时走、系统临界相变等实际交通现象,较OV模型更贴近于实际。同时,预估驾驶行为增强了交通流稳定性能,提高了车流陷入交通阻塞状态的阈值。最后以车速的平滑度和波动幅度最小为评价指标得到了新模型中预估参数的最优取值范围。     

基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究

针对传统农业灌溉中有线网络成本高、布线困难、覆盖范围受限等问题,以AT91SAM9260微处理器为控制核心、CC2530芯片为网络节点,利用超声波水位传感器、STR型土壤水分传感器采集农田水位数据信息,构建ZigBee网络。同时,通过GSM通信模块TC35i,实现了终端节点数据信息反馈及用户控制命令传输的智能农业灌溉系统,为农业的大田灌溉提供了详细的解决方案。     

基于垄线平行特征的视觉导航多垄线识别

为有效快速地识别农田多条垄线以实现农业机器人视觉导航与定位,提出一种基于机器视觉的田间多垄线识别与定位方法。使用VC++ 6.0开发了农业机器人视觉导航定位图像处理软件。该方法通过图像预处理获得各垄行所在区域,使用垂直投影法提取出导航定位点。根据摄像机标定原理与透视变换原理,计算出各导航定位点世界坐标。然后结合垄线基本平行的特征,使用改进的基于Hough变换的农田多垄线识别算法,实现多垄线的识别与定位。使用多幅农田图像进行试验并在室内进行了模拟试验。处理一幅320×240的农田图像约耗时219.4 ms,室内试验各垄线导航距与导航角的平均误差分别为2.33 mm与0.3°。结果表明,该方法能有效识别与定位农田的多条垄线,同时算法的实时性也能满足 要求。     

水稻DnaJ蛋白的生物信息学分析

DnaJ蛋白是一类很大的蛋白家族,因含有保守的DnaJ结构域而得名。本文对水稻DnaJ蛋白进行了生物信息学分析表明,水稻中共有101个DnaJ蛋白,分为典型的三大类。通过表达证据搜索发现,除了11个基因没有表达证据外,其他基因在水稻中都有表达。此外,对水稻的DnaJ蛋白家族进行了初步的进化分析。     

本体在森林病虫害专家系统中的应用

阐述了本体的发展及其技术理论,对其基本描述语言RDF/RDFS与OWL做了介绍。通过对本体技术进行分析,利用其形式化、共享性和明确性等特点,提出将其应用到森林病虫害专家系统中,构建基于本体知识库的森林病虫害专家系统,进而提高专家系统的智能性。