集装箱植物工厂自动控制系统建立

针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。     

草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂，该植物工厂整体设计形式呈现模块化，重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计，并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产，试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培，为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路；该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理，系统配置科学，光能利用率高，种植系统安装便捷，可提高资源利用效率，达到草莓的连年生产需求，为农户创造更高价值。      

集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计与应用

针对集装箱植物工厂运行时内部空气无法自动过滤、温湿度不均匀及无法满足植物生产所需最适宜环境等现状,北京市农业机械研究所有限公司进行了集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计,以解决集装箱植物工厂内环境净化难题,达到高效节能的目的。      

基于物联网的温室大棚控制系统

本文设计了一款基于物联网的温室大棚控制系统,该系统配备完善的传感器系统,能够实时采集温室大棚内的温度、湿度、光照等参数,采集的数据通过Zigbee远程传输到主机上,通过与主机预存储的植物生长数据相比较,来控制温室大棚的光照、灌溉、通风等系统工作,使温室大棚内环境达到最适合农作物生长的条件。     

微型植物工厂环境控制参数优化试验研究

为了提高微型植物工厂内部温度分布均匀性和作物净光合速率,提出采用试验研究和CFD仿真相结合的方法对其环境控制参数进行优化设计。以生菜为例,通过多因素耦合试验,探索了温度、湿度和循环风速3种因素对生菜净光合速率和蒸腾速率的影响,并对不同风速控制策略下植物工厂内气流场和温度场进行了CFD数值仿真分析。试验结果表明:风速对生菜的净光合速率和蒸腾速率均有显著影响;微型植物工厂内采用上层低循环风速、下层高循环风速模式,有利于保证内部温度的均匀性,生菜的净光合速率也处于较高水平,有利于其生长。     

智能温室测控系统软件的设计与研究

针对我国温室科技含量低、现代化智能温室大部分依靠进口的局面,采用先进的计算机技术、微电子控制技术和传感器技术设计出的基于RS-485总线的温室计算机分布式自动控制系统.该系统采用半双工RS-485总线型通信网络和累加与校验通信算法进行数据传输,可以在采集温室环境参数的同时对温室内的温度、湿度、光照和CO2浓度等调节装置进行控制.利用VB6.0面向对象编程技术和Access数据库软件开发出友好的人机界面,通过实时读取历史存储温室内环境参数值,实现了对温度、湿度、光照和CO2浓度等参数的管理和查阅.     

热带地区锯齿型温室微气候环境初步研究

笔者于2010年9月至2011年7月采用5点法和9点法对中国热带农业科学院橡胶种质资源圃锯齿型温室微气候环境进行了初步研究,以期为锯齿型温室在热带地区改良设计提供理论基础支撑。结果表明:1锯齿型温室年平均透光率为35.21%,内部光照较强;在2010年9月25日、11月13日及7月8日中午温室内最强光照强度达到了45 000lux以上,超过了作物光照饱和点,需要适当遮阳。2锯齿型温室内最高日平均温度为3 8.5 9℃,最低日平均温度为1 7.4 3℃,要求具备降温措施;室内地表温度低于露地地表温度约3℃,可为植物提供优于露地的根部生长环境;骨架和薄膜的日最高温度达到了45.00℃以上,应进行适当改良设计以延长使用寿命。3锯齿型温室内湿度环境比露地湿度环境变化平稳,湿度环境较好。4锯齿型温室内的CO2浓度日平均值高于400mg/L,且通风性强,不需要CO2施肥设备。     

太阳光利用型植物工厂的设计与试验研究

针对黑龙江特殊的地理位置和独特的气候条件,结合传统温室大棚种植存在的生长环境难控制、光照不足、受自然灾害影响大等问题,设计建造了太阳光利用型植物工厂。该设施利用控制系统软件和传感器实现对植物生长的温度、湿度、光照、CO_2浓度及营养液等环境因子的自动调控,植物对光能的利用率非常之高。是露地生产的10倍以上。其植物生产系统完全可以做到最小限度地使用肥料和水,不施用农药,不将污染物排放到植物工厂外部,最终实现持续、周年生产。通过番茄无土短程栽培试验表明:番茄在后期生长的形态指标、果实指标要优于传统温室土培番茄。研究结果为番茄无土短程栽培提供了数据支持。     

智能LED植物工厂亮相全国“十二五”科技创新成就展

正由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所设施植物环境工程团队自主研发的智能LED植物工厂,亮相于国家"十二五"科技创新成就展,受到社会各界的高度关注。智能LED植物工厂被国际普遍认为是土地利用和农作方式的颠覆性技术,可大幅提高作物产能,是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径。据悉,该技术可以对植物工厂内的温度、湿度、光照、气流、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行实时自动监控,不用土、不用阳光,     

植物生长环境控制系统设计与试验

为实现精确控制植物生长的温度、湿度及光照等环境参数,设计了以STC89C52RC单片机为核心的处理器。植物生长环境控制系统由LED控制系统、温度控制系统、湿度控制系统和营养液循环系统构成。根据传感器测量的环境数据对温湿度进行动态调节,实现植物生长环境的有效可控。      

JPWZ-1型微型植物工厂的研制

针对未来城市家庭蔬菜栽培和种植的需要,研制了一种适合于楼宇、家庭使用的微型植物工厂——JPWZ-1型微型植物工厂。JPWZ-1型微型植物工厂是将大型植物工厂的各项技术集成在一个小型化栽培空间中,利用温湿度精准控制、人工补光及营养液循环供养等方式种植和栽培叶菜类蔬菜作物。JPWZ 1型微型植物工厂控制系统利用S7-200PLC作为控制器,利用TPC7062K触摸屏作为人机界面,利用PID控制模式控制栽培区的温湿度环境。JPWZ-1型微型植物工厂功能齐全,布局合理,操作简单,能够让身处都市的人在家中栽培出周期短、品质高和无污染的蔬菜。      

牧草集装箱植物工厂的研发与应用

牧草生产受自然条件限制，在北方冬季，家畜只能采食青干饲料，其营养成分不能充分满足家畜生长需要。针对上述情况，北京市农业机械研究所有限公司进行了牧草集装箱植物工厂的设计开发，通过智能调控系统，达到温、光、湿、气、水、肥的精准控制，摆脱了牧草种植对自然条件的依赖，实现牧草周年高效生产。      

东方红LF80-90四轮驱动拖拉机空调系统的设计

拖拉机空气调节系统的设计目标就是要使驾驶室内空气的温度、湿度和流速等项指标保持在一定的范围内。详细介绍了东方红LF80-90四轮驱动拖拉机驾驶室空调系统的结构和工作原理;通过热负荷的计算,设计并试验验证了该机的空调系统。     

集装箱植物工厂研制与试验

针对植物工厂投入成本高、内部运行成本高和可移动性差等现状,开发了一种集装箱植物工厂。集装箱植物工厂由模块化栽培设施构成,主要包括栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液系统和控制系统等。生菜栽培试验结果表明,集装箱植物工厂可用于蔬菜生产种植,其产量和品质具有一定的提高。      

汽车空调管路法兰接头的密封性研究

为分析汽车空调管路压板法兰接头在高温环境、低温环境、振动载荷条件下的的密封性能,参照通用汽车空调制冷剂系统连接规范制定试验方案,并利用高低温湿热试验箱、振动试验台对法兰进行实验。结果表明:密封垫片的压缩量为0.3mm,固定螺栓的预紧力的大小为25N·m时,压板法兰的密封性满足主机厂对汽车空调管路接头密封要求。低温状态下压板法兰接头的制冷剂泄漏量明显少于高温状态下的制冷剂泄漏量。为汽车空调管路连接设计提供参考。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

大型抽水蓄能电站地下厂房环境测试方案

为了评估大型抽水蓄能电站地下厂房温湿度控制的效果,提高运行环境的舒适性及其对机电设备安全性的设计水平,分析了宜兴抽水蓄能电站地下主厂房、母线洞、主变洞、排风道的结构特点,结合地下厂房及主要洞室的通风、内部空气循环以及各自不同的温湿度性能参数分析要求,选用合适的温度、湿度、噪声环境参数测量仪表,分别设计了厂房和不同洞室的通风除湿性能测试方案.经过初步的测试及分析可以得到,选用的测试仪表具有价格适中、精度高和使用方便的特点;制定的测试系统和方案可以全面而系统地测试地下厂房温湿度控制效果.选用的仪器仪表和测试方案结合了厂房和通风空调系统的特点与要求,可以为同类电站通风空调系统测试和性能分析提供参考.     

基于无线传感技术的稻田信息监测系统

针对稻田信息监测周期长、环境干扰大、采集速度慢、采集方式管理缺乏自动管理等特点,设计了一种基于无线传感技术的稻田信息监测系统。同时,采用Cluster Tree+AODVjr路由算法和分簇算法进行组合,设计了具有异构性能的节点,配置了不同的天线类型,提高数据传输距离和质量。实验数据表明:该系统可以采集稻田的温度、湿度和土壤含水量,运行稳定,数据正确传输率都在90%以上,空气温度、空气湿度和土壤含水量的相对误差分别为0.43%、0.34%和0.73%。