中国温室作物模型研究状况

在分析国内外作物模型研究现状的基础上,对温室作物模型的研究作进一步分析。介绍作物生长模型的主要理论——作物积温机理,对我国温室黄瓜和番茄作物模型的研究作了说明,并对我国开展温室作物生长模型相关研究提出建议。     

温室环境智能控制系统的研究

介绍了一种基于计算机技术及传感器技术的温室智能控制系统,该系统可完成温室内的温度、湿度、土壤水势、光照及二氧化碳等参量的采集,并可根据上述参量实现温度调控、光照调控、节水灌溉及二氧化碳等参量的自动调节,实现了温室自动控制功能,为温室的工厂化育秧、工厂化种植打下了坚实的基础。     

基于数据库的温室作物生长管理智能决策支持系统的研制

以Delphi7．0为软件开发环境,构建了温室作物生长管理智能决策支持系统。提出了温室作物生长管理智能决策支持系统的研究思路及系统实现的技术路线,采用Database Desktop来设计系统中的知识库、模型库和数据库。以数据库为基础的系统,有助于系统对知识、模型和相关数据的管理。对系统决策的过程采用基于数据库的方法进行编写,解决了温室作物生长智能决策过程中推理困难的问题,同时提高了决策的准确程度。经实际运用达到了预期的效果。     

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。     

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IoT与WiFi的温室移动智能控制系统

介绍一种基于物联网与无线局域网通讯技术的新型移动式温室智能控制系统,克服了传统温室系统借助固定终端访问和控制管理的局限性,使温室生产用户通过移动客户端可以访问、接收温室内环境因子、作物生长因子及图像的信息,并给出生产建议,达到了决策控制指令不受时间和地域限制的目的。实践测试表明:该系统能有效实现温室移动式控制、减少了劳动强度、降低了生产成本、提高了温室管理效率,充分展示了新兴技术引入温室控制所具有的先进性。     

基于ZigBee的寒地水稻温室大棚智能控制系统设计

针对我国北方寒地水稻育秧大棚的结构特点,设计并开发了一套基于ZigBee的智能控制系统,并构建了该系统的星型网络,用以实现将传感器采集到的数据进行无线传输的功能。系统进行数据采集的模块分别采用AT89S52单片机、数字式空气温湿度传感器DB420、数字式土壤温度传感器DS18B20和数字式土壤水分传感器SM2802M,用这些模块来监测空气中的温湿度、土壤温度以及土壤水分等,将监测到的数据通过JM12864F显示出来。这些采集模块还可以监测到大棚内的空气温湿度、土壤温度、土壤水分含量等实时信息,并对这些信息进行分析处理,将分析处理的结果发送到用户手中,达到远程监控的目的。     

基于水分利用率与光合速率的温室作物需水模型研究

提出一种融合水分利用率（Water use efficiency, WUE）和光合速率的温室作物需水模型构建方法。在获取不同温度、光量子通量密度、CO2浓度和土壤含水率嵌套条件下番茄净光合速率和WUE的基础上,基于径向基神经网络（Radial basis function, RBF）构建光合速率和WUE预测模型;继而获取不同环境嵌套条件下的光合速率对土壤含水率的响应曲线,利用 U弦长曲率法获取光合速率约束下的土壤含水率调控适宜区间;在此区间内,基于WUE预测模型,以水分利用率最大为目标,利用粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)获取土壤含水率调控目标值;最后,利用支持向量机回归算法（Support vector regression, SVR）建立作物需水模型。结果表明,需水模型的训练精度为0.9969,测试精度为0.9788,均方根误差为0.23%,拟合效果良好。与单一考虑光合效率最优的模型相比,本模型WUE平均提高15.22%,土壤含水率平均下降12.76%,光合速率平均下降4.05%。说明融合WUE-光合速率的需水模型能兼顾作物需求和经济效益,可为温室土壤含水率的精准调控提供理论依据。     

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。     

现代温室环境智能控制的发展现状及展望

在简述智能控制技术基本理论的基础上,分析了现代温室环境智能控制系统的拓扑结构以及智能控制技术在现代温室环境控制中的研究和应用进展.现代温室环境智能控制涉及硬件结构和控制算法等问题.控制系统硬件配置多采用分布式系统框架,现场控制站功能可以采用单片机、可编程控制器或工业控制机来完成,系统网络结构有CAN总线、现场总线和工业以太网等多种形式.将多种控制算法交叉与融合的混合控制算法更能满足现代温室环境智能控制的要求.为此,探索了新型的温室内环境和生物信息的获取方法,开展了温室内小气候模拟和实验研究,为实现温室内作物生理指标的智能控制、智能控制系统硬件配置及结构优化提供了理论依据.     

基于CAN总线的温室控制系统智能节点的设计

为了解决目前的温室环境检测和通信这一问题,重点介绍了CAN总线智能节点的硬件设计.其中,包括用来模拟温室控制系统的传感器采集点和输出控制器,以及用来模拟温室中的处理信息的主节点.各节点间利用CAN总线进行通讯和数据传输,并通过各节点间的I/O输入输出来实现遥测和遥控.     

基于计算机视觉数据对大棚作物生长趋势的挖掘

设施农业具有可控的环境条件,可以通过工程技术手段实现作物的高效生产。大棚是设施农业的重要形式,能够显著提高作物的抗灾减灾和反季节生产能力。大棚作物的生长状况反映出大棚生产管理的效果,并作为农艺操作和产量预测的依据。为此,开发了通过计算机视觉分析大棚作物的植株颜色和发育阶段等生长信息的方法,利用专家系统挖掘视觉分析数据,评判作物的生长状况,预测后续生长趋势和最终产量。大棚黄瓜的试验结果表明:基于计算机视觉的数据挖掘可以准确评判黄瓜的生长状况,较为准确地预测成熟时期和最终产量,提高了大棚生产的智能化水平。     

基于模糊控制的温室控制系统的研究

温室环境系统是多输入、多输出的复杂系统,很难建立数学模型运用经典控制方法实现控制.而模糊控制无须建立被控对象的数学模型,适合于非线性、时变的系统.为此,介绍了温室控制系统的总体结构,建立了有效的隶属度函数和控制规则,探讨了通过离线建立模糊控制表,使用查表法进行模糊推理,实现了温室内的温度、湿度多因子的模糊控制.采用软件方法实现了模糊控制器的设计,节约了成本,方便了以后对模糊控制器的完善工作;同时使模糊控制器的响应时间大大缩短,满足了实时控制的需要.     

互联网温室环境自动控制系统

以温室环境自动控制系统构成和发展历程为切入点,利用SWOT对我国互联网自控温室发展的优势与劣势、机遇与挑战进行了简要分析,并根据分析结果提出了部分互联网理念条件下的温室环境自动控制系统发展趋势。     

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.     

温室内CO2浓度自动监控系统的设计

温室环境自动控制是近几年来随着人们生活水平不断提高而逐步发展起来的一种高效农业技术,它利用计算机控制技术、传感技术等高科技手段,提供与季节无关的适合作物生长的环境。为此,介绍了温室内CO2自动控制系统的组成及其工作原理。系统以单片机为核心,并可以和PC机串口通信。系统可完成温室内CO2浓度的采集、显示,并实现报警及自动调节。试验结果表明,该系统操作方便,运行可靠,便于扩充。     

基于智能温控算法的温室管理系统

为了适应作物生长需求,需要对大棚温度进行精确控制.首先,建立包含多种环境因素的大棚温度模型;其次,采用模糊PID控制方法,建立了高精度的温度控制方法.综合考虑温室外环境温度、风速、太阳照射强度和室内湿度等因素,采用ARX方法建立温度模型.采用模糊PID控制方法,以温度变化量及其变化率为输入,PID调节量为系统输出,对温...     

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。     

基于PLC的温室控制系统的研究

介绍了温室控制系统中的温度控制子系统、灌溉控制子系统的功能实现及软件设计.利用计算机的串行传输将控制值传入CPM2AE-60CDR-A PLC控制系统工作;同时,利用CPM2AE-60CDR-A PLC的扩展模块CPM1A-MAD02-CH将传感器的输出信号进行数模转换,PLC实时处理数据并发送指令调控温室内的温度和光照.该系统中各个子系统相互独立,互不影响.其功能块集成度高,性能可靠,工作稳定.实践证明,该系统能够实现温室的自动化控制,提高了温室管理的水平,降低了温室的成本,充分发挥了温室农业的高效性.