分布式网络控制——实现温室环境调控自动化的一种新方案

针对传统计算机控制技术在温室环境调控中呈现的控制复杂、维修不便和价格昂贵的缺点,该文分析了温室环境调控自动化的现状,提出了一种全新的实现方案。采用分布式网络控制技术并使用国际先进的微型单片机技术和国外高精度、高稳定性的湿敏及温敏器件,研制出全数字化“智能温湿度传感器”和“双回路智能温湿度控制器”。目前研制的温室环境调控自动化系统已在国内数家现代化智能温室推广应用。还对温室环境调控自动化的发展提出了几点看法     

现代畜禽舍通风控制技术

随着饲养密度的提高,畜禽舍通风控制技术对舍内环境的调控作用越来越大。为此对国内外畜禽舍通风工艺进行了总结和分析。正压送风工艺可很好地与控温设备配套,但设备投资大,运转费用高,横向负压通风存在气流死角多和分布不均现象,纵向负压通风风量大,气流均匀,但在冬季的适用性较差。另外,对各种通风工艺在使用时的注意事项作了说明。     

现代畜禽舍通风控制技术

随着饲养密度的提高,畜禽舍通风控制技术对舍内环境的调控作用越来越大。为此对国内外畜禽舍通风工艺进行了总结和分析。正压送风工艺可很好地与控温设备配套,但设备投资大,运转费用高,横向负压通风存在气流死角多和分布不均现象,纵向负压通风风量大,气流均匀,但在冬季的适用性较差。另外,对各种通风工艺在使用时的注意事项作了说明。     

基于可调谐吸收光谱的畜禽舍氨气浓度检测

为开发一种基于可调谐吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）技术的畜禽舍NH3浓度实时在线监测装置,以满足畜禽舍环境监测与控制的需要。该研究基于TDLAS技术,采用气室式封闭光程,搭建了一套畜禽舍NH3浓度检测系统。该系统采用波长为1 512 nm蝶形激光器作为光源,根据分子吸收光谱理论,采用波长调制技术,实现了对畜禽舍NH3浓度检测。为优化检测系统性能,通过改变锯齿扫描信号、调制正弦信号的幅值与频率以及输入信号与参考信号相位差,确定了系统最佳的调制参数,并通过系统优化试验确定了系统最佳的气室加热温度、系统响应时间与二次谐波平均次数等关键参数。最后,通过浓度标定试验与性能试验对检测系统进行了测试。试验结果表明,检测系统调制参数在正弦调制信号频率为9 kHz、正弦调制信号幅值为30 mV、锯齿扫描信号频率为1 Hz、锯齿扫描范围为170～215 mV、谐波分析中输入信号与参考信号相位差为50°参数下对应的二次谐波形状与幅值最佳;不同浓度NH3与二次谐波幅值之间具有良好的线性关系（拟合方程相关系数r=0.995 8）;检测系统的进气响应时间约为42 s（气室自充气达到目标浓度99%）;气室加热温度为403 K时,NH3在气室吸附作用最小;Allan方差分析表明,检测系统在积分时间为10 s时达到探测限,探测限为0.038 mg/m3。在最优系统参数下对系统进行性能试验,得到检测系统综合线性误差为1.00%,定量测量综合重复误差为0.51％,可满足畜禽舍内NH3浓度长期持续监测的需求。     

分布式智能型温室计算机控制系统的一种设计与实现

分布式智能型温室计算机控制系统以中心计算机和单片机智能控制仪为控制核心，基于人工智能和农业温室专家系统知识库，采用主从式监控管理形式，对温室内环境因子进行实时监测和智能化决策调节，为农作物创造最优化的生长条件，系统主要由环境因子实时监控模块，智能决策模块，数据处理模块，数据库管理模式，人工控制模块，系统参数设定模块等几部分构成，具有决策智能，易于操作，运行可靠，便于升级扩充等特点，已实现产品化。     

畜禽粪便对农业环境的影响及管理对策

随着我国2个畜禽环境标准的即将实施,畜禽场粪便和废水必须处理达标后才能排放或施用。本文分析了我国畜禽粪便的污染状况,提出了促进畜牧业可持续发展的对策和措施。     

典型河源区畜禽粪便农田施用的环境承载力研究

畜禽粪便作为农业面源污染的主要来源之一,对农田土壤质量及河源区水质安全存在严重威胁.本研究选取东辽河源区东辽县畜禽粪便为研究对象,通过分析其重金属与典型抗生素与产生特征,阐明了畜禽粪便农田施用的环境承载力及应对措施.结果表明:畜禽粪便中重金属Cu、Zn含量最高,四环素类抗生素中金霉素残留最高,猪粪中含量高于鸡粪和牛粪....     

氮素肥料对环境与蔬菜的污染及其合理调控途径

对近年来国内外有关氮素肥料对地表水、地下水和大气的污染状况及其对蔬菜硝酸盐的污染进行了综述。提出了氮素肥料合理调控的技术途径(包括利用根层土壤剖面硝态氮推荐施氮肥技术、改良作物品种、研制适宜的控效肥和水土保持技术)。     

基于无线传感器网络的温室光环境调控系统设计

为了解决现有光环境调控系统存在光照度不可调、能耗高、部署困难等问题,该文设计基于无线传感器网络的光环境调控系统。该光环境调控系统以CC2530处理器为核心设计中央控制节点、监测节点、调光节点,采用ZigBee协议实现自组网络、监测数据和控制信号传输。监测节点通过周期监测光合有效辐射值,利用自然光中太阳高度角与红蓝光比例关系,计算当前红蓝光光量子通量密度;利用智能中央控制节点计算其与作物所需目标量的差值,并将其转换为脉宽调制控制信号,通过调光节点控制LED输出亮度,实现LED调光灯输出光量的动态、精确、无线调控。试验检验表明,该系统红蓝光光量子通量密度监测误差小于6%,调控输出光照度相对误差小于3%,可满足多个温室实时、按需、定量光环境调控的需求,具有部署灵活、易扩展、低能耗的特点。     

种鹅舍环境智能监控系统的研制和试验

针对种鹅反季节繁殖生产中硬件设备功能低下、难以实施舍内环境操作的适时精细调控、难以获取记录舍内环境数据进行问题溯源等问题,提出一种专门应用于种鹅反季节繁殖生产舍的环境智能监控系统。该系统通过BP神经网络建立温湿度智能调控模型,取代人工手动操作以满足舍内环境要求。通过GPRS模块无线传输舍内环境参数,并利用其GSM功能通过移动终端远程控制风机、照明、水泵等设备。以EXT、Hibernate和Spring为基本框架技术,构建了轻量级、强壮的多级缓存的J2EE企业级Web应用程序,实现鹅舍环境参数的远程监控,并与现有商用人工控制器进行了现场试验和性能对比。试验结果表明:该智能监控系统长期运行稳定、可靠,能够满足鹅反季节繁殖对光照和温湿度的环境调控要求。与人工粗略控制、上海梵龙的畜禽控制器相比,控制精度分别提高5.49%和2.83%。在夏季风机湿帘负压通风降温时测定的舍内温度相对于设定值的均方根误差分别为0.202、0.494、0.372℃,相对湿度相对于设定值的均方根误差分别为1.745%、3.166%、2.621%,控制效果显著优于人工粗略控制和现有控制器(P0.05)。在精准的光照调控下,种鹅均能按预期的时间开产,并在高峰期长期维持产蛋率35%~45%,表现出稳定、良好的产蛋性能。     

一种利用温湿图评价密闭式鸡舍通风系统性能的方法

从控制的角度考虑，可将鸡的适宜生存环境条件物化成由相应的干球温度和相对湿度构成的二维平面。在受控状态下，以满足鸡的生存需求为基本出发点、以追求鸡的最大生产量为优化指标，反推其可忍受的舍外天气条件，然后在温湿图上生成一个反映鸡的生存环境和高产环境能力的控制区域。上述方法可用于有效地评价鸡舍通风系统的性能。     

一种利用温湿图评价密闭式鸡舍通风系统性能的方法

从控制的角度考虑，可将鸡的适宜生存环境条件物化成由相应的干球温度和相对湿度构成的二维平面。在受控状态下，以满足鸡的生存需求为基本出发点、以追求鸡的最大生产量为优化指标，反推其可忍受的舍外天气条件，然后在温湿图上生成一个反映鸡的生存环境和高产环境能力的控制区域。上述方法可用于有效地评价鸡舍通风系统的性能。     

荷兰的家禽业与环境保护

介绍了荷兰王国家禽业的发展概况及现代饲养新工艺。从鸡舍建筑工艺、笼具设施、营养研究与应用及鸡粪深加工处理的角度阐述了家禽饲养新工艺对环境保护的重要作用,说明了荷兰家禽业得以持续健康发展的关键在于重视环境保护。     

鸡舍环境控制系统的模拟技术

依据系统动力学原理,对鸡舍环境控制系统绘制流程图,建立模型,并借助计算机进行模拟实验,为优化鸡舍环境控制提供科学依据。     

密闭式猪舍多环境因子调控系统设计及调控策略

大多数猪舍环境调控是建立在传统控制方法基础上的单一环境变量控制系统,难以对具有多个变量的系统建立精确的数值模型。该文基于模糊控制理论,以温度偏差和温度偏差变化率作为输入量,以通风模式和加热模式为输出控制量建立温度控制器;以相对湿度偏差和氨气浓度偏差为输入量,以通风模式为输出控制量建立通风控制器;并对不同季节多环境因子进行模糊化及逻辑推理,生成不同季节的调控策略及规则,建立2个具有双输入变量的非线性控制系统,加入动态补偿控制,优化猪舍环境调控系统。该文以在美国普渡大学环境研究猪舍监测所得的数据对建立的方法进行了模拟验证。结果表明,舍内温度与设定值最大相对误差为5%,实现了舍内温度稳定控制;舍内相对湿度与设定值最大相对误差为6.3%,充分满足湿度控制要求;猪舍氨气浓度变化范围为2.0~3.7 mg/m~3,远远小于设定值9.1 mg/m~3。因此,该文提出的猪舍多环境因子模糊控制系统及策略,能够很好地满足猪舍环境控制要求,为解决寒冷冬季猪舍温度与通风调控提供可行的思路。     

温室群主要环境参数分级监控系统研究

本文阐述了以IBM微型计算机为上位机,以SDK-86单板计算机或以MCS-51单片计算机为下位机的温室群主要环境参数分级监控系统的工作原理,功能及特点。较详细地介绍了硬件,软件结构及实现方法。本系统具有多输入/输出通道,结构简单,运行可靠,优良的性能价格比及六段变温管理等特点。可供温室或温室群多种监控要求的场所选用。     

我国地下水开发利用中的水环境问题及其对策

论述了我国地下水开发利用中出现的区域地下水位下降、地下水资源枯竭、地下水水质恶化、海水入侵、地面沉降、地面裂缝和地面塌陷等水利环境问题,并提出了对策与建议,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

小流域综合治理环境效益分析方法探讨

小流域综合治理不仅可以使山区人们脱贫致富,而且可以明显改善环境。根据系统性、可行性和简明性的原则,从自然环境、生态环境和社会环境三方面提出了评价小流域综合治理的环境效益指标、计算方法和环境效益评价方法。以怀柔县庄户沟小流域为例进行了环境效益分析,结果表明,本文提出的指标、计算方法和评价方法均具有简明性和可操作性。     

多功能种子库的环境控制装置改造与设计

通过将常规冷库的制冷系统和控制系统进行改进和一种新型降温除湿装置的研制，满足了各类型种子库的贮藏要求，应用效果良好。介绍了种子库的类型和贮藏条件，重点介绍各种设计改进方法和控制原理，既满足了不同种子库的温、湿度和控制精度要求，又达到了设备造价低、能耗低的目的。