温室远程分布式调控网络系统的研究
这是一篇关于温室,分布式,远程控制,J2EE的论文, 主要内容为本文研究分析了温室远程控制现状及发展趋势,并分析比较了SUN公司RMI /J2EE, Microsoft公司的COM以及OMG组织的CORBA三大主流分布式技术,并最终选择了J2EE技术进行温室远程分布式控制系统的开发。系统开发过程中研究了基于MVC模式的Struts结构,并采用该结构进行了本系统的开发。系统使得用户通过Internet就能掌控整个吉林省人参、西洋参的生产概况,提供了远程数据传输、远程控制等功能以及分布式信息共享与交流的平台,同时系统集成了智能化控制系统和人参、西洋参数据库管理系统,可根据互联网获得的数据由专家诊断,再启动智能控制系统,实现实时的智能控制。在系统方案设计过程中,对远程监视部分,结合温室、实验室以及导师办公室的具体地理位置,实现了一个无线的监控系统,在实际应用中可作为温室远程监控实施方案的一个有效参考。
基于固态激光雷达的温室作物变量喷雾系统设计与试验
这是一篇关于固态激光雷达,点云补全,冠层体积,三维尺寸测量,变量喷雾,温室的论文, 主要内容为温室作为一种调控植物生长环境的设施,往往因为温度、湿度等因素管理不善,导致病虫害的发生。现阶段,防治病虫害的主流方法仍然是施用农药。然而,传统的农药施用方式存在效率低下、施用效果不佳等问题,同时农药使用量不易准确控制,对食品安全和环境保护造成潜在风险。针对上述问题,本研究提出了一种基于固态激光雷达的温室作物变量喷雾系统,旨在根据植物冠层体积特征自动调整喷药量,从而提高农药的施用效率、减少非目标农药沉积和降低环境污染。该系统利用固态激光雷达获取温室植物冠层的点云信息,通过深度学习技术对冠层的点云信息进行补全,从而获取植物冠层几何特征数据。根据上述数据调节喷头输出与冠层体积相匹配的喷药量,以实现提高农药利用率目标。同时,本研究为温室精准智能变量喷药技术提供了技术参考和依据。主要研究内容包括:(1)本研究在室内条件下,评价固态激光雷达检测规则物体(五种不同尺寸纸箱)和不规则物体(三种仿真植物)的三维尺寸测量精准性。均方根误差(RMSE)和变异系数(CV)评估激光雷达传感器在物体三维尺寸检测方面的准确性。并引入速度(0.1、0.3、0.6和0.9 m/s)因素,验证固态激光雷达传感器在运动过程中的检测性能,通过边缘相似性评分(ESS)验证激光雷达传感器的边缘检测性能。试验结果表明,X(长度)、Y(宽度)和Z(高度)方向上的最大RMSE(mm)和 CV(%)分别为 14.3 mm 和 14.3%、14.3 mm 和 14.3%以及 10.8 mm 和 10.8%。ESS均大于0.90,证明固态激光雷达传感器及其配套算法能够有效地适应复杂目标的结构参数和外形轮廓测量,为温室精准智能变量喷雾系统设计提供了有益的参考依据。(2)设计了 一种基于深度学习的点云补全网络,即多分辨率补全网络(MRC-Net),用于对固态激光雷达传感器获取的残缺点云进行补全。首先,利用生成器生成残缺点云的粗略完整点云,并通过迭代最远点采样(IFPS)技术对生成器生成的完整点云进行不同分辨率的采样。其次,通过设计的多分辨率退化机制对生成的点云进行不同尺度的退化。从而提高网络对语义信息和几何结构信息的提取能力。最后,借鉴二维图像中的多判别器思想,设计了多尺度特征匹配损失函数,使其在不同分辨率基础上运行,并以最优方式调整生成器的输出分布,以生成更为符合实际物体几何特征的完整点云。(3)为改善MRC-Net生成的点云数据较少且无法直接利用点云数据计算体积的问题,本研究分别采用点云上采样方法和点云三角网格化方法。其中,点云上采样采用基于Voronoi图的方法。随后利用泊松重建算法和贪婪投影三角化算法分别对规则纸箱的点云数据与不规则仿真植物的点云数据进行三角网格化。试验结果表明,泊松重建算法可以生成更加平滑的三维网格面,而贪婪重建算法则更适用于不规则结构的点云三角网格化。最后,运用投影法计算三角网格化的点云体积,为变量喷雾系统的施药量计算提供决策依据。(4)设计了一种适用于温室作物的变量施药系统,并对其性能进行了评价。温室变量喷雾系统的主要组成部分包括以STM32F407为核心的单片机、光电传感器、喷雾控制单元和喷头等组件。试验结果显示,基于固态激光雷达的温室变量喷雾系统能够满足施药作业的需求。与温室常规恒量喷雾模式相比,温室变量喷雾系统在保证施药效果达到病虫害防护目标的同时,能显著降低农药使用量。此外,该系统在喷雾雾滴覆盖率和雾滴沉积密度方面表现出优异性能,大幅提高了施药效率和农药利用率。
陕西杨凌温室内外太阳辐射特性分析
这是一篇关于陕西杨凌,温室,光合有效辐射(PAR),光谱分析的论文, 主要内容为2015年3月至12月期间在陕西杨凌西北农林科技大学南校区模型温室使用光谱分析仪PS-300型测定春分、夏至、秋分、冬至时节阴晴天EVA塑料薄膜大棚、聚碳酸酯板模型温室、浮法玻璃模型温室及室外的全天太阳辐射光谱,通过杨凌区不同季节和不同材料覆盖下温室内外太阳辐射光谱特性,分析探讨了季节和使用材料不同时对于温室内不同波段光谱的影响与联系。主要结论有:(1)在春分和秋分时节,云层对于温室内光合有效辐射(PAR)及总辐射的影响较大,在典型阴天的情况下一般只为典型晴天的50%左右,在冬至时节,云层对于温室内PAR及总辐射的影响微小,典型晴天仅比典型阴天多;(2)温室内不同波段光谱在秋分开始下降到冬至,之后呈上升趋势至春分,其中冬至时总辐射为夏至时的15.51%;(3)EVA塑料薄膜、聚碳酸酯板及浮法玻璃三种材料中,EVA塑料薄膜的PAR透光性能最为优秀,其次是浮法玻璃,最后为聚碳酸酯板。紫外光透光性能与室外对照组相比比值结果为浮法玻璃>EVA塑料薄膜>聚碳酸酯板,影响因素中,远红光透光性能聚碳酸酯板≥EVA塑料薄膜>玻璃,差距较小。材料本身为核心影响源,结构遮光等为次要影响源;(4)全天PAR及总辐射波动曲线,冬至最为平滑,整体呈正态分布图案的形状,早晚变化明显,正午12时达到极值。秋分时曲线同样平滑,极值为下午1时,同时在上午10时出现大幅上升,下午4时出现大幅下降趋势直至。春分极值为下午2时,同秋分一样在上午10时及下午4时产生大幅度变化,且能在上午10时至下午4时一直保持较高水准,对于光合作用最有利;(5)总体PAR变化来看,夏至最高,秋分略大于春分,三者均远大于冬至,晴天的日变化曲线呈单峰型极值较高且比较平滑,阴天的日变化曲线极值较低波动比较大,多由于云层间断遮挡所致。
温室履带式升降平台车设计研究
这是一篇关于温室,履带式底盘,液压升降,平台车的论文, 主要内容为目前,设施农业产业发展迅速,温室在设施农业中占据很大的比重,产业规模越来越大,但是,温室生产配套机具较少,机械化程度低,大多用人工,传统农机具体积较大,无法进入温室内作业,所以应该开发温室内适宜机械来实现温室内机械化生产,这对提高农业机械化有很重要的意义。为了缓解目前温室内收获环节中的需要人工搬运的问题,开展了温室履带式升降平台车关键机构的设计与试验研究。本论文取得如下研究结果:(1)履带式升降平台车总体结构方案设计。首先根据国内外研究进展,结合现有的北方温室大棚的结构,东西垄的垄间距,分析得到升降平台车的尺寸参数要求,并根据实际作业要求以及要实现的功能设计机器的整体结构,包括上部分的升降装置和下部分的履带式底盘组成,升降装置由升降平台、液压缸、液压泵站等组成,履带式底盘由驱动电机、减速机、电箱、橡胶履带、驱动轮等组成,整体通过机架连接。(2)履带式升降平台车的仿真优化。通过ANSYS对在Solid Works中构建的履带式底盘的三维模型进行分析研究,得到底盘车架的应力分布图和变形分布图,对其进行分析,从而满足相应的设计需求。通过ANSYS的结构优化功能对底盘车架进行轻量化分析,并用相同的方法对优化后的底盘车架进行分析优化,车架质量减轻了9.1%。通过ANSYS的模态分析功能,确定底盘结构的振动特性,分析结果表明车架设计合理。(3)升降平台车液压系统和控制系统的设计。通过分析液压系统的工作原理,设计升降平台车的液压回路部分,选择立式液压泵站作为升降装置的动力源,为升降装置升降提供动力。然后根据工作要求确定液压系统的工作压力,计算液压缸的结构尺寸,确定驱动电机的型号,选择锂电池为升降平台车供电。最后,分析升降平台车在温室中要实现的功能,选择合适的遥控器,确定控制系统的方案,进而完成对整个控制系统电控与液压控制设计。(4)进行履带式升降平台车田间试验。对搭建后的温室履带式升降平台车样机进行调试,并对样机进行验证性试验。试验包括样机的行驶速度验证、升降平台升降速度验证、直线行驶性能验证、爬坡性能验证等。结果表示,样机的前进速度大约为0.50m/s,升降平台空载时上升速度约为0.12m/s,下降速度约为0.05m/s,升降平台一般负载时(100kg),上升速度约为0.09m/s,下降速度约为0.06m/s,样机的直线行驶性能较好,爬坡性能可以满足大多数温室的入口坡度,同时,升降平台车在试验运行过程中,无干涉,状况良好,满足设计要求。
基于Java的温室信息发布系统的设计
这是一篇关于温室,信息发布,Java,Tomcat,MySQL的论文, 主要内容为智能化温室是设施农业发展的重要方向，信息的获取和处理是发展智能化温室的基础。目前，现代智能化温室综合应用农业科学、控制科学、管理科学和信息科学等相关学科知识，可以对温室内的各种环境因子(温度、光照、湿度、CO2及施肥等)进行自动控制和调节，并根据室内动植物的生长习性和市场需要，为其创造最适宜的生长发育环境。由此可见，对农业生产环境的一些重要参数进行检测和发布是现代化农业生产的重要环节。对温室的环境参数进行实时发布是实现温室栽培技术智能化、自动化的必经途径。因此研究温室信息发布系统符合现代化温室的发展要求。本论文的具体研究内容如下： （1）根据温室实际情况，确定了该温室信息发布系统所要发布的各项参数以及需要存储的信息。通过该系统可发布的温室信息包括：温度、湿度、二氧化碳含量、光照；存储的信息包括：温室图片、作物图片、系统留言信息及相关回复、每日研究报告和数据分析折线图等。 （2）根据系统需求，选定系统需要的基础硬件及服务器软件。最终以Tomcat作为前端的Web服务器来发布该系统，MySQL为后台数据库服务器来存储系统中的各项数据。 （3）采用JSP+Servlet为主要技术，MVC为软件编程框架来搭建温室信息发布系统。首先，分析系统所要用到的相关对象及其属性，建立数据库物理模型；通过数据库物理模型生成数据库表结构。其次，根据系统需求进行模块化设计，将系统化分为各种功能不同的子模块，采用java编程语言编写每个模块的相关代码。再次，整合所有模块，完善系统功能，并对整个系统进行功能调试。最后，将最终功能完善的代码文件通过FileZilla软件将网站上传至虚拟空间。 （4）该温室信息发布系统达到了实时准确的发布温室基本信息的功能要求；并对不同权限管理人员的具体操作功能进行了详细区分，使该信息发布系统满足不同用户的多种需求。并且系统测试结果与预期结果基本一致，表明本论文所研究的温室信息发布系统设计思路正确、系统运行稳定，能够实现对温室参数的实时监测和及时发布的具体的要求。
基于物联网的农业温室智能监测电气系统
这是一篇关于物联网,温室,监控,B/S架构,响应式布局的论文, 主要内容为当前我国农业温室的现代化、智能化、信息化水平仍然不高,对温室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境状况的掌握方法和效果相当粗放原始,不利于植物生长与温室管理。针对此,本文设计了基于物联网架构的温室环境监测电气系统,实现了农业温室环境参数的实时监控和智能管理。在分析系统需求与系统数据流后,分别设计了采集控制层、传输层与终端应用层的结构功能。采集控制层构建了以STM32单片机和环境传感器为核心的采集模块及以PLC为核心的电气控制模块,实时采集空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度与光照强度6个环境参数,并对温室环境进行控制,采集节点通过RS-485总线组网,以主从节点方式运行;传输层通过数据传输单元DTU沟通底层与上层设备,以串口通信方式接收采集层的实时数据,以GPRS的通信方式上传数据至应用层服务器;应用层以生产者/消费者模型通过阻塞队列缓冲接收数据,并采用B/S架构设计开发了Web应用,以Bootstrap框架开发功能界面,使系统支持响应式布局以适应不同终端设备,以MySQL为数据库管理系统,以Java语言开发了系统的功能模块,包括实时数据查询,历史数据查询,温室、采集节点、传感器信息管理、WebGIS信息查询、用户登陆与账户管理功能。经过系统调试与运行测试,本文设计的基于物联网的温室环境监测电气系统满足设计目标。系统运行稳定,实现了温室6个环境参数的全面准确采集,电气控制运行稳定,DTU信号良好,数据传输稳定可靠。系统Web应用功能正常,操作简单,响应式布局的界面同时支持桌面和移动端以及多种浏览器,兼容性良好。
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