基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究

营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术,然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题,阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题,设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统,该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC(电导率)和pH值传感器实时获取营养液成分,建立配液系统,依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求,结合作物栽培区的气象参数和应用环境,制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明,该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制,为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。     

基于马利奥特装置的无土栽培营养液管理控制系统研究

营养液配置及灌溉控制技术已成为无土栽培中的关键技术，然而目前营养液管理控制中存在配置流程繁琐、营养液配比不精准及灌溉策略单一等问题，阻碍了无土栽培技术的大面积推广应用。针对上述问题，设计了一种基于马利奥特装置的营养液管理控制系统，该系统主要由营养液配制系统与营养液灌溉控制系统两部分组成。通过EC（电导率）和pH值传感器实时获取营养液成分，建立配液系统，依据不同作物营养需求自动、快速配置目标营养液。根据不同用户的需求，结合作物栽培区的气象参数和应用环境，制定了3种不同的灌溉策略：参比蒸散灌溉模式、光照辐射灌溉模式、定时灌溉模式。实验表明，该系统可以快速、准确地实现营养液的管理控制，为作物的无土栽培技术的大面积推广应用奠定了基础。     

基于智慧园丁的园林绿化自动养护系统

本文阐述了基于智慧园丁的园林绿化自动养护系统的设计思路,介绍了使用绿色可再生的太阳能光伏发电储能为园林绿化自动养护系统提供工作电源;通过可编程逻辑控制(PLC)采集园林温湿度及光照强度数据、融合季节气候信息,智能联动控制园林绿化灌溉控制器、光照补偿控制器,并对后期实现无人值守、APP远程监控的可视化智慧园林平台进行展望。     

国内温室营养液供给系统的现状研究

现代设施农业采用无土栽培方式,作物生长发育所必需的营养元素除了碳、氢、氧主要由空气和水提供外,其它营养元素都必须通过灌溉营养液来提供,营养液供给技术是无土栽培技术的基础.为此,介绍了国内温室营养液供给系统的研究现状,指出了目前国内温室营养液供给系统中存在的问题是营养液供给系统的配置无法动态地反映作物对某种营养元素的需求,无法按照作物的生理生长特性来供应作物所需的营养液.     

基于慧鱼模型的智能推拉窗设计

课题组以慧鱼创意组合模型为载体,设计了一种机电一体化智能推拉窗。本智能窗主要由智能控制部分、机械部分、传感器部分三部分组成。该智能推拉窗分两种模式,即手动模式和自动模式,手动模式可手动自由控制窗户开关,自动模式由光照强度传感器、空气质量检测器、雨滴传感器、风力传感器、超声波传感器5种传感器根据外部条件来控制窗户的开关。仿真结果表明,该智能推拉窗使用灵活,安全可靠,市场前景广阔。     

智能鱼菜共生装置的设计与试验研究——基于物联网远程控制

针对室内养殖花卉果蔬和观赏鱼占地面积较大、不卫生及鱼类清洗换水麻烦等问题,设计了一款基于物联网远程控制的鱼菜共生装置。装置由水循环过滤系统、自动供氧系统、自动补光系统、自动加热系统、水质检测系统、电路保护系统、水温水位检测系统、自动喂食系统,以及远程控制系统构成。该装置采用的潮汐式水循环过滤系统减少了水资源的浪费,自动补光、供氧、喂食系统能够保证动植物在无人的状态下能够正常生存,且控制系统的稳定性及测量模块的准确性保证控制系统能够准确输出信号。该设计减少了养鱼时换水次数,同时可利用养鱼产生的废水种植绿色蔬菜。蔬菜无土栽培对比试验表明:植物在生长期的形态指标要优于传统土培和普通水培的植物,研究结果为物联网智能栽培、养殖系统提供技术支持。     

小型定日镜控制系统的研究

【目的】太阳能资源丰富,但人们在对太阳能的利用中存在间歇性、光照强度不足等问题,使得对太阳能的利用率很低。【方法】课题组设计了一种开环控制的小型定日镜系统,可以实现自动跟随太阳的旋转,通过反射作用,始终把太阳光线反射在一个目标位置进行热量的收集。系统通过检测太阳光线的位置,计算当前位置的太阳高度角和方位角,得到反射光线需要反射的目标位置。单片机经过数据转换得到一组舵机数据,系统再改变输出电压的占空比来控制舵机的旋转角度,最终实现对镜面姿态的自动调整。【结果】经过最终的实物验证,可以实现所有的设计功能,对太阳光线进行一系列的自动跟踪,完成对热量的收集工作。【结论】该系统具有跟踪精度高、抗干扰能力强等特点,提高了对太阳能的利用率,市场应用前景广阔。     

工厂化蔬菜气雾栽培自动监控关键技术及系统

研制了工厂化蔬菜气雾化栽培营养液供给自动监测系统,采用栽培环境实时监测与自动控制、气雾化栽培循环系统的自动监测与控制、营养液加液与供给的自动检测与控制等关键技术,结合远程及现场控制,完成对蔬菜气雾化栽培的智能化高效管理。构建了营养液混肥加液自动监测与控制系统,可实时检测营养液中的电导率EC值和酸碱度pH值,经T-S模糊控制器控制输出酸碱液、母液和Nacl溶液加入量,从而使营养液浓度和pH值在设定范围内。通过栽培工程对比实验得出了气雾化栽培优化控制中心参数,以这些参数为基础进行细分处理,并结合采集到的根际温湿度和光照强度数据,分别作为输入和输出样本数据,建立了T-S模糊神经网络模型,来预测喷雾时长和空闲时间的输出,实现了营养液气雾化栽培喷雾控制。系统已在浙江大学农业科技园中运行,可满足实际应用的需求。     

太阳能喷灌系统供给能源与水力性能关系

为了解决太阳能喷灌系统应用中无法对喷头水力性能进行有效预测的问题,以光照强度为影响因素,太阳能喷灌系统泵出口流量、泵出口压力、喷洒射程、水量分布及系统灌溉均匀性系数为评价指标,通过在夏季典型天气25~36℃下的系统水力性能试验,寻找不同光照强度下系统喷洒水力性能的变化规律,获得系统最佳工作状态下所需光照强度.试验结果表明:随着光照强度的增大,系统流量及泵出口压力均增大,泵的流量和压力随光照强度的变化规律基本符合指数分布规律.当光照强度大于900.0 W/m²时,系统流量、泵出口压力、射程及水量分布基本保持不变.获得了平均光照强度与均匀性系数函数关系,当光照强度大于900.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数大于88%.当光照强度为200.0~600.0 W/m²时,系统喷灌均匀系数为76%~82%.太阳能喷灌系统在光照强度大于200.0 W/m²时可正常工作.该研究为改善太阳能喷灌系统水力性能,促进太阳能喷灌系统在实际工程中的推广应用提供了参考.     

太阳能恒温智能供水系统设计与实现

针对我国北方冬季严寒气候条件下饮水槽结冰和饮水温度低，导致牲畜产生冷应激反应，影响生长发育和养殖效益等问题，设计了太阳能恒温智能供水系统。系统利用太阳能光伏发电为系统运行提供电能，利用太阳能光热将水加热到适宜的饮水温度范围内，满足牲畜冬季饮用温水的需求，采用温控模块、红外感应及液位开关等设备，实现太阳能制热和牲畜饮水自动控制等功能。结果表明，系统运行稳定，集热效果明显，且系统所需能源全部来自太阳能，节能环保、运行费用低。牲畜自动饮水控制大大减轻牧民劳动量和改善养殖条件。     

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....     

太阳能抽水泵的自动追光控制系统研究

在西部偏远的农村,阳光充足,太阳能要比电能更容易获得,农业用水可以采用太阳能抽水泵。介绍了一种自动追光控制系统,它用来辅助抽水泵的太阳能供电系统,控制步进电机去带动太阳能电池板自动旋转,使电池板能够保持在太阳能转换效率最高的位置,能够使太阳能抽水泵更加充分利用太阳能资源。     

滴灌无土栽培番茄的试验研究

本文系统总结了滴灌无土栽培番茄的滴灌系统设备安装使用;无土栽培基质选配方式、营养液配方制作及施用方法;对基质对比试验──炉灰和蛭石草炭对比试验成果及其生产成本经济效益作了深入的分析研究。     

育苗移栽机械输送系统结构设计

本论文通过对育苗移栽机械输送系统结构的初步研究分析设计,确定了由输送花盆的输送系统和自动送苗系统两部分组成的输送系统,为穴盘苗移栽机械手的总体结构设计、机械手的进一步研制和开发提供理论依据。     

营养液多参数在线检测技术研究

针对无土栽培中营养液成分检测的问题,设计一种营养液多组分检测系统。该系统主要由离子选择电极、信号调理电路、数据采集电路以及基于DelpHi开发的采集软件组成,能实时在线检测pH电极、钾离子电极、钙离子电极以及硝酸根电极四种电极的电压信号,并将其转化为pH值和相应离子浓度值。对相互不存在交叉敏感干扰的氢离子和硝酸根离子,采用函数拟合的方式直接将pH电极和硝酸根电极转化为pH值和相应的硝酸根浓度;对相互存在交叉敏感干扰的钾离子和钙离子,采用遗传算法优化的BP神经网络建立交叉敏感模型来决策出相应的钾离子浓度和钙离子浓度,并与传统的BP神经网络算法进行了对比。最后采用多参数检测仪的测量结果和该系统得到的数据进行了对比来验证系统的准确可行性。     

太阳能集热控制系统的设计与研究

太阳能集热控制系统的总体目标就是充分加大太阳能的利用率,使辅助电能加热装置运行次数降至最低,大大节约电能的使用率,同时提供充足的热水,实现绿色节能环保。在分析传统太阳能集热系统现状及存在问题的基础上,设计一种新型太阳能集热控制系统,着重阐述新型控制系统对太阳能集热器组的控制方法与节能说明。     

猕猴桃土壤墒情智能控制系统的设计

为提高猕猴桃种植生产效率,降低水肥资源浪费和提高光照利用率,设计了一种同时实现智能精准节水灌溉、光照自动补偿的实时监控系统。该系统以STC单片机为主控制器,搭建相应的外围电路,采用485型土壤温度、湿度、p H值及盐分四合一传感器实时检测土壤墒情,采用光电传感器实时监测环境光照强度,通过ESP8266物联网模块将土壤墒情和光照强度信号传输到手机远程控制APP(blinker APP),实现远程自动灌溉控制和智能光照补偿功能。为实现对猕猴桃生长的实时监控,系统搭载了视频监控功能。测试表明,该系统能实现自动光照补偿和自动灌溉等功能,控制性能较好,设备简单,价格低廉,具有一定的推广价值。     

循环式岩棉栽培水肥一体化装备及控制系统研发

为提高我国循环式岩棉栽培水肥管理水平,自主研发设计了循环式岩棉栽培水肥一体化智能装备及控制系统。系统根据植株的生长发育状态、需水需肥规律以及环境条件,通过智能控制系统全自动地进行营养液的检测、配比和灌溉决策,并结合营养液回收消毒技术,实现营养液的重复利用。系统提供便于操作的硬件设备以及全自动智能运行的控制系统,可对岩棉栽培水肥实现全自动智能精准管理,节水节肥20%以上,实现农业生产的零排放。经过在不同园区的试验和应用,验证该系统运行稳定,适用性强。在宁夏园艺产业园番茄生产应用可达到45.4 kg/m2的高产。      

无土栽培技术的现状与发展前景

<正>无土栽培是指不用天然土壤栽培作物,而是将作物栽培在营养液中,这种营养液可以代替天然土壤向作物提供水分、养分、氧气、温度,使作物能够正常生长并完成其整个生命周期。无土栽培由于不用土壤,在技术上是一项重大突破,同时,由于技术的不断完善以及先进设施、新型的基质材料的应用,因而无土栽培是当前现代化农业的高新技术,     

基于太阳能的自动灌溉系统设计

随着现代农业的进步,智能农业得到快速发展。传统农业灌溉大多采用大水漫灌的方式,水资源浪费严重,为了节约水资源和减少人力投入,智能灌溉系统成为研究热点。由于各地的农业生产条件不同,对灌溉系统的需求也不同。本文针对广东省人多地少和丘陵山区用电困难的现状,以单片机为核心,设计了基于太阳能的自动灌溉系统。该系统由单片机系统板、人机界面、土壤湿度传感器、太阳能板、铅酸蓄电池、充电控制器和直流水泵组成。湿度传感器将收集到的信息传给单片机,再由单片机控制水泵开关进行灌溉,实现智能化灌溉的需求,为山区农业发展提供参考。