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.     

基于Smith预估模糊控制的温室灌溉决策系统设计

温室设备快速准确控制是设施农业精准调控的关键环节。为解决现有温室灌溉控制系统精度较低,优化蔬菜作物的灌溉管理策略,本文提出了基于Smith模糊控制器的温室灌溉智能决策系统。文章对Smith预估模糊控制器结构组成及结果期西红柿土壤水分数学模型构建进行了阐述。基于Simulink的建模仿真验证了本系统的控制策略具有更好的响应速度和控制精度;温室实地试验结果表明,系统灌溉控制最大误差为7.5%,系统响应达到设定值后,土壤水分平均值能够很好地维持在70.5%左右,符合温室西红柿结果期的生长环境要求。系统工作稳定,针对温室蔬菜灌溉控制具有更高的控制精度和实用性。     

温室自动控制系统中模糊控制器的设计

论述了一种基于T-S模型的多变量输入及多变量输出模糊控制器的设计，并将这种模糊控制应用于温室自动控制中。试验结果表明：这种模糊控制器对于时变、非线性、大惯量的温室系统是可行的。并且在温室控制中取得了很好的控制效果。此外，这种控制模式能降低系统的成本，提高整个系统的运行效率及可靠性。     

基于Zigbee的温室远程监控系统

设计开发了一套基于Zigbee无线网络的温室远程监控系统,通过无线网络实现了对温室内温湿度、土壤含水量和CO2浓度的监测与调控,以及温室顶模的开模闭膜远程控制。温室远程监控系统由温室数据采集控制器和温室远程监控软件组成。温室数据采集控制器可以实现本地手动、遥控器遥控和控制室远程无线控制一体化集成控制。温室远程监控软件将采集到的数据进行汇总、显示和记录,实现了温室设备的自动控制和远程遥控。整个系统操作简单,经济适用,并且布线方便。     

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.     

温室环境信息实时监测与控制系统的设计

在LabVIEW的基础上,以STC89C52单片机为核心控制器,设计了一套温室环境实时监控系统,采用高精度数字温湿度传感器AM2315对温室大棚多点温湿度参数进行实时采集、传输。通过LabVIEW2010编写的上位机数据处理软件对数据进行接收、处理、存储,绘制温湿度平均曲线图,并实时显示温室内外温湿度、卷帘高度与通风口大小等参数;同时,实现了积温功能,且可根据植物种类的不同设置积温上下限。该系统具有硬件结构简单、成本低、使用方便、维护简单、工作稳定等优点。实验表明:系统可以在1s内对温室内最多15个节点和室外3个节点的数据进行循环采集和处理,并可根据设定的参数和温室内外的环境状况对通风口大小和卷帘高度进行自动控制,有效代替人工方法,稳定地用于温室大棚环境参数的自动化控制。     

基于直接推理的温室环境多变量模糊解耦控制

针对温室环境控制的特点，提出一种多变量模糊控制器解耦结构，介绍了控制系统硬件组成，给出了执行机构的模糊规则和编程步骤。系统采用直接推理进行软件在线规则推理，既便于模糊规则的修改，又减少推理时间和内存使用量。系统已成功应用于温室环境控制，检测结果证明，系统响应快，超调量小，稳态误差小，温度和相对湿度控制精度满足温室植物栽培的需要。     

基于遗传算法的模糊神经网络温室温度控制器

为了创造适合作物生长的环境,针对温室系统的特点提出了一种新的基于遗传算法的模糊神经网络控制器,利用遗传算法训练模糊神经网络模型,并采用此模糊神经网络控制器控制温室温度系统.运用该方法对温室温度控制系统进行了Matlab 仿真,结果表明:采用遗传模糊神经控制器的系统,不但提高了阶跃响应的快速性,而且大大减少了超调量.     

温室温度多模糊控制器切换控制研究与实现

针对周年生产的温室控温系统在一年四季需要不断更换不同控温方案的问题,设计了一种基于多模糊控制器的切换控制方法.该方法通过对系统整体规划并制定一系列针对不同环境状态的不同控温方式的切换规则,结合对各个设备的模糊控制,实现对整个温室系统温度的实时精准控制.仿真实验结果表明,该方法非常适用于周年生产的温室控温系统,在运行过程中整个系统表现出良好的控制品质,实现了对温室系统经济、有效和节能的控温目的.     

玻璃温室地热加热系统模型与控

运用传热学理论和控制理论,对玻璃温室使用地热水加热系统进行建模和分析,并通过现场试验测试法获得温室加热系统模型参数.利用内模控制器设计方法,基于控制对象模型,将Smith预估器和PI控制器应用于加热系统控制器设计,根据温室加热系统模型参数调整加热控制器参数,并开发应用程序加以实现.试验结果表明,相对低温的地热水可以满足现代农业冬天加热要求,加热控制系统控制精度达到±0.2℃,响应时间小于10ms.     

基于GEE的山东省近30年农业大棚时空动态变化研究

针对精确获取大尺度空间范围内农业大棚的分布情况并进行长时间的序列动态监测存在数据量大、计算效率低、精度不高等问题,利用Google Earth Engine(GEE)云平台能够实现快速存取、实时处理海量卫星数据,基于多时相Landsat影像进行农业大棚时序光谱特征和纹理特征的自动提取,采用随机森林算法实现山东省农业大棚的遥感分类,从而生成了山东省近30年农业大棚的空间分布和时空动态变化图。结果表明,本文分类流程具有较高的分类精度,其平均总体精度达到91.63%,Kappa系数均值为0.8642。经分析,山东省农业大棚从1990年的6.67 km^2增加到2018年的9919.40 km^2,增长速度为354.03 km^2/a。     

设施农业精准灌溉监控系统的研究与开发

该系统是针对近年我国设施农业快速发展，但缺乏先进实用的设施农业节水技术与设备而研制开发的．通过土壤水分传感器、植物营养检测系统、精准灌水机、PLC智能控制器、计算机监控等手段，充分合理利用有效水资源，从而使设施农业灌水效率和水的利用率达到最佳。系统应用高精度传感技术、通信技术、数据库存储和处理等技术，将计量系统、灌水设备、植物生长、土壤水分与作物生长规律及需水规律有机结合在一起，使调控手段更加合理，可在线提供实时作物灌溉数据，从而提高产量节省水源，实现精准灌溉，在国内设施农业领域具有创新性。系统具有经济节能、操作容易、自动化程度高的优点，可在异地随时掌握作物灌水情况，大大方便了用户。可广泛应用于温室大棚、精细农业、草地牧场、城市绿化等领域，对节水农业的实施具有重要的现实意义。     

基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计

随着农业科技和温室智能控制的飞速发展，温室的自动化控制日益成为农业从业者的迫切需求，而且对温室农作物的高产、优质和温室生产的高效性有着重大的现实意义。因此，大棚温室自动控制系统的研究也逐渐成为农业科技发展的重点和热点。借鉴近几年传统温室控制系统的研究，针对我国温室自动控制系统自动化程度低、不具有普及性的发展现状，运用单片机和传感器技术，设计一套对温室温湿度进行测控的较为实用的温室自动控制系统。      

PG99S智能型喷灌机的调试及维护

在蔬菜、花卉的工厂化育苗生产中,准确控制肥水的浓度和喷洒的均匀性显得尤为重要,而喷灌设备作为智能型连栋育苗温室的主要浇灌设备,被广泛应用于现代化育苗温室中。该设备自动作业,水量控制精准。本文就PG99S型智能喷灌机介绍其调试方法和故障维修。     

温室无线智能水表物联网应用系统

针对目前农村温室用水管理中存在的问题,设计了一种温室无线智能水表物联网应用系统。该系统主要用于温室用水的无线抄表管理,无线充值以及阀门的远程控制。利用互联网或GPRS网络将各个村镇的温室水表用水数据发送到用水管理中心,实现了远程用水查询和统计分析的功能。介绍了该系统的总体架构,并对各个组成部分的功能、原理及实现方法进行了详细论述。目前该系统已在北京部分区县进行了示范,效果良好。     

遥感技术在农业塑料大棚识别中的应用

农业塑料大棚的使用对农业生产至关重要，但若使用不当会对农业生产和生态环境带来不利影响。因此，运用遥感技术监测农业塑料大棚的数量与规模对于农业的可持续发展具有重要意义。首先，分析及对比了不同分类原理、遥感数据源、分类器在农业塑料大棚识别中的具体应用，然后，简要阐述了遥感技术在大棚识别领域的发展前景，以期为相关研究提供参考。     

农艺与物联网下的智慧农业

农业物联网在大棚控制系统中的运用实现了农作物增产、改善品质、调节生长周期和提高经济效益的目的。从物联网出发,结合农艺技术和物联网技术,提出了智慧农业系统结构总体框架,为用户实时监控农田并进行信息决策提供了技术支持,真正实现了农业管理的智能化,符合现代农业的发展。      

日光温室无缝卷帘机的研制

日光温室卷帘机作为小型农用机械已广泛应用于设施农业中,针对前置卷轴上推式卷帘机在减速机下方区域总有2m左右的区域不能自动卷帘的问题,设计了一套日光温室中间被自动卷放的接缝装置。该装置采用两级链传动,具有折叠功能,运行时装置打开150°角,避免与大棚表面的碰撞,放到地面后折起,减小占地空间。无缝卷帘机采用现场手动、近程遥控和远程手机短信控制3种模式,采用位置开关和时间保护方式,实现双重限位保护。试验表明:设备运行良好,操作安全方便,接缝装置收放自如,实现了自动无缝卷放帘。     

节能温室环保材料使用性能评价体系研究

本文采用模糊分析法对我国节能温室中大量使用的保温薄膜进行了使用性能的评估,通过建立一套以保温性、经济性、力学性、环保性等主要评价指标的综合评价体系,从而为我国从事设施农业生产的众多农户在购买保温薄膜时提供一套行之有效的选择方案。      

南疆地区智能温室控制系统研究—基于多传感器融合机理

针对南疆以塑料大棚为主的设施农业,智能温室的研究显得十分必要。为此,针对南疆设施农业的现状,基于多传感器数据融合技术,将模糊推理算法与专家系统结合起来,建立了适用于南疆自然气候条件下的智能温室自动化控制模型。通过采集和融合南疆地区实时温室控制参数,该系统可以取得精确的监控结果。结果表明:该方法提高了温室环境参数测控的决策准确性,有效解决了设施农业的控制精度,为增大农作物产能提供进一步解决措施,对缓解南疆蔬菜等农产品紧缺等实际问题具有十分重要的实际意义。