溫室能耗與作物產(chǎn)量預(yù)測(cè)研究及Android監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、溫室環(huán)境調(diào)控是現(xiàn)代溫室中最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一，提高溫室環(huán)境控制的能力才能更好的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展。隨著國(guó)內(nèi)溫室大棚的迅速增多，為了提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)收入，對(duì)溫室的智能監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)溫室高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的必然要求。溫室智能監(jiān)控是指通過收集農(nóng)業(yè)知識(shí)、技術(shù)以及各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立作物生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究出的一種指導(dǎo)溫室調(diào)控和作物生長(zhǎng)的溫室專家控制系統(tǒng)。
　　為了設(shè)計(jì)一種指導(dǎo)溫室供熱與預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量的智能監(jiān)控

2、系統(tǒng)，研究了溫室供熱能耗與作物產(chǎn)量之間的關(guān)系。根據(jù)溫室能量與物質(zhì)平衡原理，建立了以Venlo型溫室為對(duì)象的溫室能量流動(dòng)模型；根據(jù)作物的光合作用，呼吸作用、物質(zhì)分配流動(dòng)等過程，建立了以番茄為對(duì)象的物質(zhì)流動(dòng)模型。
　　對(duì)建立的物質(zhì)能量流動(dòng)模型采用優(yōu)化算法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，使之符合真實(shí)試驗(yàn)溫室。比較了傳統(tǒng)遺傳算法和粒子群算法的優(yōu)缺點(diǎn)后，提出一種改進(jìn)型粒子群遺傳算法混合算法(改進(jìn)型PSO-GA)來辨識(shí)模型的參數(shù)。改進(jìn)型PSO-GA是基于粒子群

3、和遺傳算法相結(jié)合，并引入自適應(yīng)算子提高算法收斂速度和收斂精度，克服了單一粒子群群算法容易陷入局部最優(yōu)的缺陷，相比較于遺傳算法，在收斂速度上有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　結(jié)合試驗(yàn)溫室的環(huán)境數(shù)據(jù)和溫室能耗數(shù)據(jù)對(duì)溫室能量流動(dòng)模型分別采用三種算法進(jìn)行辨識(shí)，辨識(shí)的結(jié)果表明，改進(jìn)型PSO-GA優(yōu)化算法比傳統(tǒng) PSO和 GA算法在辨識(shí)參數(shù)的速度上快23％，辨識(shí)精度上高1.5%。經(jīng)過辨識(shí)的溫室能量流動(dòng)模型模擬的溫室供熱能耗在整體趨勢(shì)上貼合實(shí)際溫室能耗，6天的

4、模擬總能耗與實(shí)際總能耗存在8.9%的誤差，證明了溫室能量流動(dòng)模型基本符合實(shí)際試驗(yàn)溫室。利用溫室能量流動(dòng)模型和作物物質(zhì)流動(dòng)模型模擬研究了溫室供熱能耗與作物產(chǎn)量之間關(guān)系，模擬試驗(yàn)溫室2月10日室內(nèi)平均溫度從14.9℃增加25.9℃，模擬的作物產(chǎn)量增加了24.5%，而模擬的溫室供熱能耗增加了109.7%。
　　利用建立的溫室能量流動(dòng)模型和作物物質(zhì)流動(dòng)模型來指導(dǎo)溫室智能監(jiān)控，設(shè)計(jì)了基于 Android平臺(tái)溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由基于C