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设施光环境是影响作物生长发育的重要因素之一,其包括设施光强和光质。不同温度下,两者与光合速率存在显著的互作关系,建立融合作物光质需求的设施光环境智能调控模型,是设施农业环境调控急需解决的问题之一。本文以黄瓜为试验材料,设计了温度、光照强度、光质比嵌套的植株净光合速率测试试验,获取了多因子耦合的试验样本,并利用支持向量机建立了融合黄瓜光质需求的光合速率预测模型。其次,提出了基于粒子群算法的光照强度和光质比寻优算法,获取了不同温度条件下最适合植物生长的光照强度和光质比。最后,基于寻优结果,利用偏最小二乘回归法构建红蓝光目标值调控模型。验证结果表明,光合速率预测模型训练集数据和测试集数据的拟合度分别为0. 997 1和0. 996 9,均方根误差分别为0. 363 0、0. 436 7μmol/(m~2·s)。红、蓝光目标值调控模型均方根误差分别为15. 087 8、10. 138 3μmol/(m~2·s),可满足调控模型精度要求。其调控效果相比于传统固定光质比调控模型有明显提升,为有效地进行设施光环境调控提供了重要依据。 相似文献
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针对目前水产养殖中在线监测水质传感器成本高,传感器表面藻类及污垢附着影响检测精度等问题,设计了一套集成传感器清洁装置的全自动多点水质监测系统。考虑到水产养殖中水质参数缓变特点,设计包括清洁水槽在内的多水槽水质采样箱,将需要在线监测的水样输送到对应采样箱,由三轴移动平台控制传感器模块切换,实现多点水质循环监测,在清洁水槽中设置清洁毛刷等实现传感器的清洁维护。系统采用PLC为主控制器,完成对传感器、电磁阀、水泵、三轴移动平台等可执行装置的控制。现场人机交互选用MCGS触摸屏,PLC与触摸屏之间通过RS232总线通讯交换数据,实现设备状态监控与测试数据的实时显示、储存、历史信息统计。研究表明,系统运行稳定可靠,操作界面正常,使用清水浸泡、水流冲洗、海绵柔性擦拭相结合的清洗方式,可有效地缓解传感器上藻类及微生物的附着问题,实现水质传感器的自动清洁维护。 相似文献
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针对轻微霉心病和健康苹果光谱差异较小,致使基于可见/近红外特征光谱的检测方法对轻微霉心病检测准确率较低的问题。该研究将光谱形态特征与光谱特征融合的方法引入霉心病模型构建,建立了融合光谱形态特征的判别模型。以215个苹果可见/近红外光谱为样本,分析了不同预处理和特征提取组合对建模效果的影响,并完成了光谱特征的提取;分析健康果和霉心病苹果平均光谱的差异性,提取波峰、波谷等差异明显的光谱形态特征点,对比波段比、波段差和归一化强度差三类形态特征获取方法;最终建立光谱形态特征参数和光谱特征融合的苹果霉心病模型。试验结果表明,归一化预处理后提取的特征光谱和归一化强度差形态特征融合后模型判别准确率最高,在支持向量机模型中训练集、测试集判别准确率分别为98.6%和96.3%。特别是当发病程度小于10%时,该研究的判别模型准确率高于95%,表明通过融合光谱形态特征可以提升轻微病变霉心苹果的判别准确率。 相似文献
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日光温室冬季反季节生产中光照时长与温度普遍无法满足作物的生长需求,本文基于作物生长对温度与光照的需求,以维持温室温度平稳的光平衡点、夜间最低温预测模型、经验揭盖被时间为约束条件,提出了以作物低温限制点、光补偿点、光平衡点与经验揭盖被时间为约束的揭被决策方法,以及以夜间最低温预测模型、作物低温限制点、光补偿点与经验揭盖被时间为约束的盖被决策方法,在此基础上,基于无线传感器网络构建了卷帘机决策控制系统。试验结果表明,本文卷帘机揭盖被决策方法及控制系统能有效减少43%的低温发生率,与经验揭盖被相比,试验温室日光照时长平均延长1.25h,试验期间累计增加光照时间75.16h,辐热积增加61.41MJ/m2,有效积温增加22.28℃,有效提升了温室热量积累;试验温室番茄植株矮、茎粗大,表现更为健壮,叶长与叶宽的生长速率显著高于对照温室,对试验期间影响较大的第1穗果产量进行统计分析,试验温室产量提升30.74%,且第1次收获时间提前,证明了本文卷帘机揭盖被决策方法与控制系统能促进作物生长,有效增加番茄的物质积累,为日光温室卷帘机揭盖被决策提供了思路。 相似文献
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光是植物进行光合作用的主要能量来源，光照好坏直接影响作物的产量和品质。本研究针对现有植物补光系统多以功能叶光合能力为基准进行冠层补光，导致冠层新生叶光抑制、株间功能叶位补光不足以及补光位置不能适应作物生长进行动态调整的问题，以黄瓜为研究对象，设计了一种基于植株需光差异特性的设施黄瓜立体光环境智能调控系统。该系统由智能控制子系统、冠层-株间LED补光子系统、冠层-株间环境监测子系统和补光灯升降子系统组成，通过ZigBee技术实现各子系统间无线通信。其中冠层-株间环境监测子系统分别获取冠层和株间环境信息并发送至智能控制子系统，智能控制子系统根据环境实时信息调用冠层调控模型和株间适宜叶位调控模型获得相应调控目标值，并将其下发至冠层-株间补光灯，实现冠层与株间补光灯的动态实时调控。在陕西省泾阳县蔬菜产业综合服务区蔬菜基地分别部署立体补光设备和传统冠层补光设备，并进行系统调控效果验证试验。结果表明，立体补光区黄瓜植株的株高和茎粗显著增长，其中相比传统冠层补光区平均株高、茎粗分别增长了8.03%和7.24%，相比自然处理区平均株高、茎粗分别增长了26.51%和36.03%；在一个月的采摘期内，立体补光区相比传统冠层补光区和自然处理区产量分别提升了0.28和1.39 kg/m2，经济效益分别增加了2.82和4.88 CNY/m2，说明立体光环境调控系统能够提高经济效益，具有应用推广价值。 相似文献
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为获取苹果树枝力学特性参数与其结构的关系,建立两者间的联系,以期得到推广。以中原地区红富士苹果树枝为试验材料,在精密型微控电子式万能试验机上进行拉伸、压缩、弯曲、压弯、拉弯等力学特性试验。利用Matlab软件对苹果树枝每个阶段的力学特性参数进行数据分析处理,得出苹果树枝的基本力学参数,同时当对树枝施加25 N的弯曲载荷时,压弯试验中,弹性终止点的综合单位破坏应力为0.846 56;拉弯试验中,弹性终止点的综合单位破坏应力为1.602 83。在压弯和拉弯树枝时,前者会增大树枝的破坏,后者会减缓树枝的破坏。树枝的含水量与树枝的力学特性也存在一定关系,苹果树枝的力学参数与其内部结构有密切联系。该研究成果不仅可以为苹果树修剪和水果采摘机设计提供参考依据,也可以为后期苹果品质检测建立相关联系。 相似文献
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