浅谈光伏发电太阳能追踪系统的设计

正太阳能追踪系统是保持太阳能电池板随时正对太阳,让太阳光的光线始终垂直照射太阳能电池板的装置。利用该系统,能够显著提高光伏发电设备的发电效率。本文现对太阳能追踪系统的设计进行简要介绍。1太阳能追踪系统的基础数据太阳光照射地面的角度与地球的运动轨迹有着直接的关系,太阳照射的角度是太阳能追踪系统运行的     

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。     

基于ZigBee的温室监测系统设计

针对国内现有温室建设情况,设计一种新型的基于ZigBee无线传感器网络的温室监测系统。该系统在TI公司CC2530芯片和免费ZigBee协议基础上,通过对系统的软硬件设计,实现了温室内温度、湿度以及农作物叶片温湿度的实时监测,为农作物疾病预防提供有效保障。测试结果表明,系统运行可靠、采集灵敏,满足系统设计和实际需求。     

基于ZigBee的温室智能灌溉执行子系统的设计与实现

为了满足温室农作物在不同生长阶段对水资源的需求,研制了一套基于ZigBee技术的温室智能灌溉执行子系统。与传统的灌溉方式相比,该系统实现了灌溉的无线化和智能化,节省了布线的成本。该系统可以根据温室内农作物的环境参数,实现智能化、精确化的灌溉。     

温室农作物自动滴灌测控系统的应用

温室环境与正确的灌溉方法对农作物生长起着重要的作用。自动滴灌测控系统可以实现根据温室内种植的农作物正常生长所需的土壤湿度与环境温度,适时进行自动滴灌,为其生长提供良好的的条件。系统通过科学合理的控制策略,由计算机控制并利用各种传感器实现自动采集、监测土壤湿度与环境温度,及时灌溉。此系统的应用,降低了灌溉成本,提高了灌溉质量,起到了节水节能的作用。同时有效地避免了过涝或过旱对农作物的影响,提高了温室的科学化管理水平,实现了精准农业化的高效生产。     

基于太阳能的大棚温控系统设计与试验

随着温室大棚种植规模逐渐增大,传统温室大棚环境参数的检测方法作业效率低,检测精度低,缺乏环境参数自动控制功能,温室大棚内的温度、光照度等参数无法保持在农作物生长所需的范围内,导致农作物生产质量不高,产量较低。为此,将太阳能照明应用在温室大棚温控系统中,进行了基于太阳能的大棚温控系统总体方案的设计,并针对总体方案中的硬件模块软件进行设计,对大棚温度和光照度进行仿真试验。结果表明:基于太阳能的大棚温控系统能够完成对大棚内环境参数的检测及相应的控制,可保证大棚内环境参数始终保持在农作物生长所需的水平下,提高了作业效率和产量,具有一定的推广价值。     

温室番茄枝条躲让效应的研究——基于改进内包围盒算法

在温室环境中,合理安排番茄作物的植株分布密度是十分重要的。碰撞检测在温室仿真系统中的重要性不言而喻。传统的内包围盒技术为提升求交效率而尽可能多地舍去了与光线相交概率较低的面片,但在对其余的第2类面片求交时效率仍然不够理想。为此,改进了内包围盒算法,提出三角面片的概念,建立面片包围盒,直接与内包围盒进行边界比较。实验证明,改进的算法提升了光线跟踪效率,研究成果具有较好的理论价值与实践意义。     

基于ARM的温室环境数据采集与控制系统设计

针对露水凝结在温室农作物叶表面,诱发由真菌和细菌引起的疾病,危害农作物的生长现象,采用ARM微控制器为核心,利用DHT11温湿度传感器来接收采集温室环境信息。同时,根据需求通过矩阵键盘设定温湿度额度值,由液晶1602实时监测当前环境变化,数据处理模块对信息进行比较分析,判定是否需进行升降温,加湿或干燥的控制,使得温室能够处在一个适宜农作物生长的恒定温湿度状态。实验模拟表明,该系统能有效工作,在温室大棚内具有很好的推广价值。     

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。     

基于蒸散平衡的封闭式温室节水效果分析

为了更好地提高温室的节水潜力,以西班牙的封闭式温室（Watergy项目）为研究对象,系统介绍了温室的闭路结构、节水节能与水处理等特点;以蒸散为基本原理设计2套水平衡公式,评估了温室的内外2套水平衡系统,论证了温室提高纯净水的可能性。结合试验期内的农作物产量,综合评价了封闭式温室的节水与农业生产能力。以2个月为试验周期,计算出总输入水量与总输出水量之差为244 L,节水效果明显。农作物产量方面,同一时期种植的四季豆的水分生产效率要比同期在开放温室中生长的类似作物高出5倍（51 kg/m3）。最后提出了提高纯净水产量的几点建议并分析了封闭式温室的应用前景与问题。     

日光温室采光量实时计算及可视化研究

采光性能是温室中作物生长和发育的重要因素,也是日光温室结构设计的基础。为此,在建立日光温室采光量计算数学模型的基础上,通过三维可视化技术实时模拟了日光温室地面在1d中采光量的变化,能够形象地观测到日光温室地面采光区域和采光量的实时变化,从而为分析研究日光温室采光性能及太阳辐射量变化提供了更直观的途径,对正确地设计高产、高效和经济的日光温室具有一定的辅助作用。     

日光温室空气湿度预测模型构建与验证

根据日光温室内水汽质量动态平衡关系,同时全面考虑了作物蒸腾、土壤蒸发、覆盖层内表面凝结和闭膜后的冷风渗透等与湿度变化相关的各种物理过程,建立了温室空气湿度动态预测模型。通过冬季试验验证了模型的预测功能。结果表明:室内空气相对湿度动态预测模型连续日期的预测结果与实测值比较吻合,相关系数为0.897 5,相对误差平均值为9.45%。     

基于电致变色技术调光的日光温室研究

阐述了日光温室夏季降温的必要性,并制作WO3电致变色薄膜玻璃作为日光温室的透明覆盖材料。该材料在780～3 000nm红外光谱区调节太阳光辐射能量(控制范围为1.028%～35.98%),通过该玻璃,WO3电致变色薄膜玻璃可以在夏季降低温室温度,在冬季保持室内温度,为温室内的作物提供适宜的日光环境和温度。     

基于手机短信的日光温室控制系统设计

为了解决日光温室低成本温室环境控制的问题,使用现有GSM网络系统实现的控制系统,本文介绍了一种以GSM模块TC35和单片机PIC16F877-I/P开发的基于手机短信的日光温室控制系统。该系统可以通过管理员手机发送短信实时监测室内温度和湿度环境因子,并且可以通过发送手机短信设置系统参数,方便用户对日光温室环境进行及时调控。该系统具有投资少,操作简单,工作可靠,系统构建灵活等特点,适用于基层的日光温室环境监控。     

基于物联网的远程温室视觉监控系统设计与实现

在当前智慧农业的大环境下,农作物生长过程的识别与监控问题一直是一项具有挑战性的任务,基于此提出一种基于物联网的远程温室视觉监控系统,系统通过LoRa无线通信技术监测温室内的温湿度、光照强度等环境参数,能够及时监测到农作物的生长状况,并实现自动通风、自动补光等功能。在PC端的Qt上位机实时监测温室内的环境信息并控制环境参数,通过OV9726摄像头对农作物进行监测,所获得的生长状态信息传输到S3C6410集中控制模块进行处理,结合克隆选择算法和朴素贝叶斯分类器对叶片进行识别处理。本系统采用LoRa模块进行自组网来实现环境监测,将Linux操作系统移植到集中控制模块,为视觉系统软硬件平台的搭建做准备工作,所使用的组合算法能够使得农作物叶片识别率达到95.3%,识别时间达到8.4 ms,对于叶片识别精度等方面有着明显的提升,经过实验充分验证本系统所使用的设备与算法的有效性。     

日光温室塑料薄膜高效清洗装置研制与试验

针对日光温室塑料大棚清洗困难，导致薄膜透光率低，影响农作物生长的问题，设计了一种清洗装置。并基于计算机辅助设计软件Solidworks进行三维建模，对于整体结构与关键组成部分进行设计与仿真，研制了试验样机并进行了清洗试验。试验结果表明:在自来水与清洗溶液条件下大棚薄膜透光率均有较大改善，分别从51.6％提高到78.3％，提高了26.7％；从51.6％提高到80.6％，提高了29.0％。该清洗装置结构合理，清洁效果明显，可满足用户清洗日光温室大棚需求。      

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。     

基于作物光照需求的温室光调控系统

针对传统的温室光照环境控制方法粗糙、易造成作物光照不足及能源浪费的问题,考虑作物生长对光照的需求,基于光合速率模型,分析环境温度对作物生长光照需求的影响,推导创建了温室补光模型;同时,应用无线通讯技术设计了一个基于作物光照需求的温室光环境远程控制系统,介绍了系统的软硬件结构;最后,针对秋冬季节温室环境在1天内的实际变化情况,对系统的光照调控方法进行验证。结果表明:该方法能够根据环境的实时变化采取不同的光照控制措施,既满足作物生长的需求,又能更有效地利用能源。     

玉米秸秆反季栽培双孢蘑菇技术

以玉米秸秆为原料,利用北方日光温室进行反季栽培双孢蘑菇技术试验。试验结果表明,采用夏季发酵培养料、秋季播种、秋冬季节出菇的反季栽培双孢蘑菇技术模式,与北方气候条件基本吻合,再利用日光温室进行出菇,可减少能源消耗。在日光温室条件下用玉米秸秆作主料栽培双孢蘑菇,每平方米产双孢蘑菇10～15kg,可提高菇农的种植效益。栽培后产生的废料还可肥田和改良土壤理化性状,使生物转化率达40%以上。     

日光温室载荷的模拟研究

通过日光温室载荷的分析,建立了载荷计算的力学模型,利用计算机模拟的方法,对各种形状的温室进行模拟分析,探讨了各种设计参数对温室结构性能的影响。