草莓日光温室模糊控制模型与水肥一体化管控技术研究
这是一篇关于草莓,温室,模糊控制,水肥一体化,智能调控的论文, 主要内容为草莓是一种具有营养价值、医疗价值及生态价值的作物。随着智慧农业的快速发展,不受季节限制的温室生产已逐渐代替传统露天种植。环境和水肥因素是制约温室种植的关键难题,智能控制技术和水肥一体化技术是调节温室环境因素,解决耗能大、环境污染严重问题的有效方案。但仍然存在管控方法精度差、农艺装备柔性化不足技术难题。基于此,开展了草莓日光温室环境模糊控制系统和水肥一体化的关键技术研究。研究了太阳辐射预测相关变量,建立了太阳辐射预测模型;分析了日光温室能量传递规律,建立了环境预测模型;研究了作物环境和水肥需求规律,构建了模糊控制系统;研究了肥料溶解规律和水肥一体化系统,设计了肥料研磨和水肥混合装备;研究了智慧农业控制规律,开发了远程监控平台。具体研究内容如下:(1)对传统农业技术存在的问题和技术瓶颈做了剖析,分析了太阳辐射预测模型技术、温室控制技术和水肥一体化技术的相关研究学术进展,确定了研究内容和技术路线。(2)建立了基于太阳辐射的日光温室环境预测模型。分析了太阳辐射相关指标,建立了数据样本;研究了最佳相关变量输入组合,建立了遗传算法优化的BP神经网络太阳辐射模型,对不同地区的太阳辐射进行预测,验证了模型的准确性;分析了日光温室的太阳辐射吸收、对流换热、热量传导和潜热传热规律,建立了日光温室环境预测模型。(3)建立了日光温室CFD数值模型,分析了其温度场和湿度场,设计了日光温室环境控制系统,搭建了温湿度控制实验平台。研究了日光温室的构建材料和系统对环境的影响,确定了环境控制设备;建立了CFD数值模型,分析了温室的温度场和湿度场,优化了传感器的采集位置;基于PID模糊控制理论,结合作物不同生长阶段温湿度需求,设计了日光温室环境调节系统;开发了一套以51单片机为核心的环境控制模拟装置,并设计了PID控制和PID模糊控制系统,设置了温湿度阈值,实现了环境中温度和湿度的实时监测以及设定值控制;实验结果表明,PID模糊控制系统的超调量小、耗时少,稳定性较好,优于单一PID控制。(4)设计了水肥一体化精准供给设备,研究了其关键技术与控制系统。分析了作物不同生长阶段的水肥规律,研究了变螺距规律、固体肥料溶解规律和水肥混合溶解速度规律,设计了精准配料装置、肥料研磨装置和水肥混合装置;结合草莓适合的水肥溶液,开发了PID模糊控制系统,对EC值和PH值进行控制分析和干扰测定。(5)设计了日光温室草莓控制决策和远程监控平台。分析了温室控制规律,设计了日光温室草莓控制决策。基于Spring Boot后端、Vue和Lay UI前端以及构建信息数据库,设计了日光温室草莓培育的信息管理远程监控平台,实现了实时远程监控并作出决策。
基于物联网的智能温室大棚开发设计与实现
这是一篇关于物联网,Zigbee网络,数据库,草莓的论文, 主要内容为随着M2M、传感网络、智慧地球等相关术语的出现,标志着物联网技术在飞速发展,所以物联网技术对基于物联网的智能大棚系统的建立提供了有效的技术支持。本文在物联网技术的基础上,研究并实现一种智能大棚,从而来提高农作物的产量,进而提高农民的经济收入。本文主要分为三大部分,即控制部分,监控采集部分,及计算机终端部分。首先以草莓作为实验对象,调研草莓的生长周期,以及每个周期生长所需的环境参数,然后在智能温室大棚进行实验,通过智能温室大棚调控草莓生长环境,使草莓获得最优的生长环境,同时也对智能大棚整体系统进行检测与改善。控制部分和监控采集部分主要利用Zigbee无线传感器网络技术来实现,利用Zigbee技术费用较低,构建较为简单,同是还具有低消耗等优点[1],可实现农作物生长信息采集,监控及在需要参数时候的控制。利用各个节点上的传感器,例如温湿度传感器,光照传感器,CO2浓度传感器等,来采集参数,然后通过节点协议发送给电脑终端部分,同时电脑终端可以再次通过节点协议来进行对棚内参数的控制,达到生长环境的最优化[2]。与此同时,电脑终端部分也可以通过互联网技术将采集到的信息随时发送到手机终端上,方便在任何时间地点都可以查看及随时做出反应。将采集到的草莓生长实验的相关数据放入到数据库中,通过数据分析来得到草莓的最优的生长环境参数,得到的数据为农民的种植提供了有效的理论支持,也为农作物的改良提供了可靠的资料,这样能更好地推动我国农业的发展[3]。同时本文针对多传感器数据融合问题提出了解决方法并进行数据融合实验,有效的降低了传感器节点的能量损失及数据传输过程中造成的数据冗余的问题。虽然目前农业中对大棚的使用率较高,机械化程度也有所提升,但是仍然受到地域,温度等相关因素的影响,整体的智能化程度较低。所以将传统农业与先进的物联网技术相结合,通过实验,数据的分析等手段,建立智能化的大棚,打破农业受地域,季节,温度等条件的束缚,真正做到智能化。这是研究并实现智能化大棚的意义所在。
草莓日光温室模糊控制模型与水肥一体化管控技术研究
这是一篇关于草莓,温室,模糊控制,水肥一体化,智能调控的论文, 主要内容为草莓是一种具有营养价值、医疗价值及生态价值的作物。随着智慧农业的快速发展,不受季节限制的温室生产已逐渐代替传统露天种植。环境和水肥因素是制约温室种植的关键难题,智能控制技术和水肥一体化技术是调节温室环境因素,解决耗能大、环境污染严重问题的有效方案。但仍然存在管控方法精度差、农艺装备柔性化不足技术难题。基于此,开展了草莓日光温室环境模糊控制系统和水肥一体化的关键技术研究。研究了太阳辐射预测相关变量,建立了太阳辐射预测模型;分析了日光温室能量传递规律,建立了环境预测模型;研究了作物环境和水肥需求规律,构建了模糊控制系统;研究了肥料溶解规律和水肥一体化系统,设计了肥料研磨和水肥混合装备;研究了智慧农业控制规律,开发了远程监控平台。具体研究内容如下:(1)对传统农业技术存在的问题和技术瓶颈做了剖析,分析了太阳辐射预测模型技术、温室控制技术和水肥一体化技术的相关研究学术进展,确定了研究内容和技术路线。(2)建立了基于太阳辐射的日光温室环境预测模型。分析了太阳辐射相关指标,建立了数据样本;研究了最佳相关变量输入组合,建立了遗传算法优化的BP神经网络太阳辐射模型,对不同地区的太阳辐射进行预测,验证了模型的准确性;分析了日光温室的太阳辐射吸收、对流换热、热量传导和潜热传热规律,建立了日光温室环境预测模型。(3)建立了日光温室CFD数值模型,分析了其温度场和湿度场,设计了日光温室环境控制系统,搭建了温湿度控制实验平台。研究了日光温室的构建材料和系统对环境的影响,确定了环境控制设备;建立了CFD数值模型,分析了温室的温度场和湿度场,优化了传感器的采集位置;基于PID模糊控制理论,结合作物不同生长阶段温湿度需求,设计了日光温室环境调节系统;开发了一套以51单片机为核心的环境控制模拟装置,并设计了PID控制和PID模糊控制系统,设置了温湿度阈值,实现了环境中温度和湿度的实时监测以及设定值控制;实验结果表明,PID模糊控制系统的超调量小、耗时少,稳定性较好,优于单一PID控制。(4)设计了水肥一体化精准供给设备,研究了其关键技术与控制系统。分析了作物不同生长阶段的水肥规律,研究了变螺距规律、固体肥料溶解规律和水肥混合溶解速度规律,设计了精准配料装置、肥料研磨装置和水肥混合装置;结合草莓适合的水肥溶液,开发了PID模糊控制系统,对EC值和PH值进行控制分析和干扰测定。(5)设计了日光温室草莓控制决策和远程监控平台。分析了温室控制规律,设计了日光温室草莓控制决策。基于Spring Boot后端、Vue和Lay UI前端以及构建信息数据库,设计了日光温室草莓培育的信息管理远程监控平台,实现了实时远程监控并作出决策。
基于物联网的智能温室大棚开发设计与实现
这是一篇关于物联网,Zigbee网络,数据库,草莓的论文, 主要内容为随着M2M、传感网络、智慧地球等相关术语的出现,标志着物联网技术在飞速发展,所以物联网技术对基于物联网的智能大棚系统的建立提供了有效的技术支持。本文在物联网技术的基础上,研究并实现一种智能大棚,从而来提高农作物的产量,进而提高农民的经济收入。本文主要分为三大部分,即控制部分,监控采集部分,及计算机终端部分。首先以草莓作为实验对象,调研草莓的生长周期,以及每个周期生长所需的环境参数,然后在智能温室大棚进行实验,通过智能温室大棚调控草莓生长环境,使草莓获得最优的生长环境,同时也对智能大棚整体系统进行检测与改善。控制部分和监控采集部分主要利用Zigbee无线传感器网络技术来实现,利用Zigbee技术费用较低,构建较为简单,同是还具有低消耗等优点[1],可实现农作物生长信息采集,监控及在需要参数时候的控制。利用各个节点上的传感器,例如温湿度传感器,光照传感器,CO2浓度传感器等,来采集参数,然后通过节点协议发送给电脑终端部分,同时电脑终端可以再次通过节点协议来进行对棚内参数的控制,达到生长环境的最优化[2]。与此同时,电脑终端部分也可以通过互联网技术将采集到的信息随时发送到手机终端上,方便在任何时间地点都可以查看及随时做出反应。将采集到的草莓生长实验的相关数据放入到数据库中,通过数据分析来得到草莓的最优的生长环境参数,得到的数据为农民的种植提供了有效的理论支持,也为农作物的改良提供了可靠的资料,这样能更好地推动我国农业的发展[3]。同时本文针对多传感器数据融合问题提出了解决方法并进行数据融合实验,有效的降低了传感器节点的能量损失及数据传输过程中造成的数据冗余的问题。虽然目前农业中对大棚的使用率较高,机械化程度也有所提升,但是仍然受到地域,温度等相关因素的影响,整体的智能化程度较低。所以将传统农业与先进的物联网技术相结合,通过实验,数据的分析等手段,建立智能化的大棚,打破农业受地域,季节,温度等条件的束缚,真正做到智能化。这是研究并实现智能化大棚的意义所在。
草莓日光温室模糊控制模型与水肥一体化管控技术研究
这是一篇关于草莓,温室,模糊控制,水肥一体化,智能调控的论文, 主要内容为草莓是一种具有营养价值、医疗价值及生态价值的作物。随着智慧农业的快速发展,不受季节限制的温室生产已逐渐代替传统露天种植。环境和水肥因素是制约温室种植的关键难题,智能控制技术和水肥一体化技术是调节温室环境因素,解决耗能大、环境污染严重问题的有效方案。但仍然存在管控方法精度差、农艺装备柔性化不足技术难题。基于此,开展了草莓日光温室环境模糊控制系统和水肥一体化的关键技术研究。研究了太阳辐射预测相关变量,建立了太阳辐射预测模型;分析了日光温室能量传递规律,建立了环境预测模型;研究了作物环境和水肥需求规律,构建了模糊控制系统;研究了肥料溶解规律和水肥一体化系统,设计了肥料研磨和水肥混合装备;研究了智慧农业控制规律,开发了远程监控平台。具体研究内容如下:(1)对传统农业技术存在的问题和技术瓶颈做了剖析,分析了太阳辐射预测模型技术、温室控制技术和水肥一体化技术的相关研究学术进展,确定了研究内容和技术路线。(2)建立了基于太阳辐射的日光温室环境预测模型。分析了太阳辐射相关指标,建立了数据样本;研究了最佳相关变量输入组合,建立了遗传算法优化的BP神经网络太阳辐射模型,对不同地区的太阳辐射进行预测,验证了模型的准确性;分析了日光温室的太阳辐射吸收、对流换热、热量传导和潜热传热规律,建立了日光温室环境预测模型。(3)建立了日光温室CFD数值模型,分析了其温度场和湿度场,设计了日光温室环境控制系统,搭建了温湿度控制实验平台。研究了日光温室的构建材料和系统对环境的影响,确定了环境控制设备;建立了CFD数值模型,分析了温室的温度场和湿度场,优化了传感器的采集位置;基于PID模糊控制理论,结合作物不同生长阶段温湿度需求,设计了日光温室环境调节系统;开发了一套以51单片机为核心的环境控制模拟装置,并设计了PID控制和PID模糊控制系统,设置了温湿度阈值,实现了环境中温度和湿度的实时监测以及设定值控制;实验结果表明,PID模糊控制系统的超调量小、耗时少,稳定性较好,优于单一PID控制。(4)设计了水肥一体化精准供给设备,研究了其关键技术与控制系统。分析了作物不同生长阶段的水肥规律,研究了变螺距规律、固体肥料溶解规律和水肥混合溶解速度规律,设计了精准配料装置、肥料研磨装置和水肥混合装置;结合草莓适合的水肥溶液,开发了PID模糊控制系统,对EC值和PH值进行控制分析和干扰测定。(5)设计了日光温室草莓控制决策和远程监控平台。分析了温室控制规律,设计了日光温室草莓控制决策。基于Spring Boot后端、Vue和Lay UI前端以及构建信息数据库,设计了日光温室草莓培育的信息管理远程监控平台,实现了实时远程监控并作出决策。
草莓日光温室模糊控制模型与水肥一体化管控技术研究
这是一篇关于草莓,温室,模糊控制,水肥一体化,智能调控的论文, 主要内容为草莓是一种具有营养价值、医疗价值及生态价值的作物。随着智慧农业的快速发展,不受季节限制的温室生产已逐渐代替传统露天种植。环境和水肥因素是制约温室种植的关键难题,智能控制技术和水肥一体化技术是调节温室环境因素,解决耗能大、环境污染严重问题的有效方案。但仍然存在管控方法精度差、农艺装备柔性化不足技术难题。基于此,开展了草莓日光温室环境模糊控制系统和水肥一体化的关键技术研究。研究了太阳辐射预测相关变量,建立了太阳辐射预测模型;分析了日光温室能量传递规律,建立了环境预测模型;研究了作物环境和水肥需求规律,构建了模糊控制系统;研究了肥料溶解规律和水肥一体化系统,设计了肥料研磨和水肥混合装备;研究了智慧农业控制规律,开发了远程监控平台。具体研究内容如下:(1)对传统农业技术存在的问题和技术瓶颈做了剖析,分析了太阳辐射预测模型技术、温室控制技术和水肥一体化技术的相关研究学术进展,确定了研究内容和技术路线。(2)建立了基于太阳辐射的日光温室环境预测模型。分析了太阳辐射相关指标,建立了数据样本;研究了最佳相关变量输入组合,建立了遗传算法优化的BP神经网络太阳辐射模型,对不同地区的太阳辐射进行预测,验证了模型的准确性;分析了日光温室的太阳辐射吸收、对流换热、热量传导和潜热传热规律,建立了日光温室环境预测模型。(3)建立了日光温室CFD数值模型,分析了其温度场和湿度场,设计了日光温室环境控制系统,搭建了温湿度控制实验平台。研究了日光温室的构建材料和系统对环境的影响,确定了环境控制设备;建立了CFD数值模型,分析了温室的温度场和湿度场,优化了传感器的采集位置;基于PID模糊控制理论,结合作物不同生长阶段温湿度需求,设计了日光温室环境调节系统;开发了一套以51单片机为核心的环境控制模拟装置,并设计了PID控制和PID模糊控制系统,设置了温湿度阈值,实现了环境中温度和湿度的实时监测以及设定值控制;实验结果表明,PID模糊控制系统的超调量小、耗时少,稳定性较好,优于单一PID控制。(4)设计了水肥一体化精准供给设备,研究了其关键技术与控制系统。分析了作物不同生长阶段的水肥规律,研究了变螺距规律、固体肥料溶解规律和水肥混合溶解速度规律,设计了精准配料装置、肥料研磨装置和水肥混合装置;结合草莓适合的水肥溶液,开发了PID模糊控制系统,对EC值和PH值进行控制分析和干扰测定。(5)设计了日光温室草莓控制决策和远程监控平台。分析了温室控制规律,设计了日光温室草莓控制决策。基于Spring Boot后端、Vue和Lay UI前端以及构建信息数据库,设计了日光温室草莓培育的信息管理远程监控平台,实现了实时远程监控并作出决策。
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