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国家高技术研究发展计划(2013AA103005): 作品数：18 被引量：175H指数：8; 相关作者：薛绪掌郭文忠陈晓丽王利春郑文刚更多>>; 相关机构：北京农业智能装备技术研究中心国家农业信息化工程技术研究中心中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所更多>>; 发文基金：国家高技术研究发展计划北京市农林科学院科技创新能力建设专项国家科技支撑计划更多>>; 相关领域：农业科学自动化与计算机技术理学电子电信更多>>

微型植物工厂智能控制系统!被引量：27: 2013年; 利用嵌入式技术,设计了一种基于STM32的微型植物工厂智能控制系统。该系统以STM32微处理器为硬件核心,结合μC/OS-Ⅱ操作系统,实现了微型植物工厂内部温湿度、光照等多个环境因子的实时显示和精确控制,提出了温湿度模糊解耦方法并采用模糊控制算法进行温度和湿度控制,有效解决了温度和湿度控制存在大滞后、强耦合的问题。微型植物工厂智能控制系统具有较高的实用性。; 艾海波魏晋宏邱权郑文刚; 关键词：智能控制模糊控制解耦

不同光谱成分条件下叶用莴苣矿质元素吸收分析被引量：8: 2013年; 以叶用莴苣为试验材料,应用ICP-AES等技术,研究了不同光谱成分及其组合条件下生菜对矿质元素的吸收特性。结果显示:(1)生菜常量、微量矿质元素含量比约为Ca:Mg:K:Na:P=5.5:2.5:2.3:1.5:1.0,Fe:Mn:Zn:Cu:B=25.9:5.9:2.8:1.1:1.0,且LED及荧光灯处理下的生菜各元素含量均高于自然光,差异显著;(2)生菜在红蓝组合LED光R/B=1:2.75处理下对K,P,Ca,Mg,B元素的吸收量及累积量均达最大,LED及荧光灯红光均可显著促进生菜对Fe和Cu元素的吸收;(3)矿质元素含量较高及干物质积累量较高的处理均为LED灯R/B=1:2.75和B/W=1:1。; 陈晓丽郭文忠薛绪掌王利春李亮陈菲; 关键词：叶用莴苣矿质元素

Research on High Precision pH Sensing Device Based on Cloud Platform Service: This project tries to design a wireless intelligent pH sensor to monitor the pH value of nutrient solution in ...; Zhiyue ShangXin ZhangCheng ZengYuanfang YaoYunlong BuYu Cai

LED绿光补光模式对生菜生长及品质的影响被引量：20: 2017年; 【目的】探究不同光照强度以及补光模式的绿光对植物工厂中水培生菜生长及营养品质的影响,为绿光的供光策略提供参考。【方法】以8:00—20:00照射的强度为160μmol·m^(-2)·s^(-1)的LED白光(W)为基础光,在保证生菜正常生长的前提下,补充3种不同强度(30、60、90μmol·m^(-2)·s^(-1))的绿光(G),并通过调节绿光的供光时间点使之与基础白光形成重叠(O)和不重叠(N)两种供光模式,分别为W、WG30O、WG60O、WG90O、WG30N、WG90。N共6个处理,各处理间绿光补光时长均为6 h。【结果】除处理WG90N外,其他补充绿光的处理较对照W均显著提高了生菜地上部鲜重,且30μmol·m^(-2)·s^(-1)的低强度绿光更有利于生菜的生长及生物量积累;补充绿光的处理均不同程度的提高了生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量,同时降低了硝酸盐含量,其中,生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量随着绿光补光强度的升高而增加;绿光在作用于生菜生物量积累过程中依赖于背景白光,而在作用于可溶性糖积累和Vc合成过程中与背景白光的关系不显著。【结论】绿光对生菜的作用效果与绿光补光强度及其相对于基础光的供光模式有关,且对于不同的目的指标,绿光补光效果有所差异,在实际生产中可根据生产目的建立不同的绿光补光策略。; 陈晓丽杨其长张馨马太光郭文忠薛绪掌; 关键词：植物工厂 LED 绿光白光生菜

集装箱植物工厂自动控制系统建立被引量：11: 2016年; 针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。; 赵倩王琨琦聂铭君陈晓丽王利春郭文忠薛绪掌; 关键词：人工补光 PID控制

日光温室空气余热热泵加温系统应用效果被引量：20: 2015年; 中国日光温室是低碳节能设施结构类型的代表,但昼夜能量分布极不平衡,白天室内热量富余,而夜间低温高湿,冷害、病虫害时有发生。为实现日光温室内热量在时间、空间上的转移,以提高空气热能利用效率,提升日光温室抵御低温能力,设计了一套日光温室空气余热热泵加温系统。白天适时运行系统,将日光温室内富余空气热能泵取并储存于蓄热水池中;夜间室内气温较低时,首先开启风机和水泵,以对流换热方式通过表冷器直接散热;当蓄热水池水温降至一定温度,逆向运行热泵系统强制放热;此外,在连阴天及极端低温天气条件下,可开启风机与翅片式电加热对温室进行应急加温。对加温系统的应用效果进行试验,试验结果表明：与对照温室相比,系统运行期间,试验温室夜间平均气温高出2.8-4.4℃,相对湿度降低8.0%-11.5%;白天平均气温降低3.7-5.2℃,相对湿度降低12.3%-16.5%。系统不仅夜间加温、降湿效果显著,同时白天降温、除湿效果显著。系统白天集热功率为12.5-16.4 k W,制热性能系数为3.3-4.2;夜间表冷器散热阶段系统放热功率为9.3-10.3 k W,性能系数为6.6-7.4;逆向运行热泵强制放热阶段系统性能系数为3.8-4.1。加温周期内系统集、放热过程始终处于制热工况,整体性能系数达2.7,节能效果显著。该研究为日光温室夜间节能加温提供了新思路。; 孙维拓郭文忠徐凡王利春薛绪掌李银坤陈永平; 关键词：温室热泵系统余热日光温室

基于云服务接入的温室环境采集终端优化设计被引量：5: 2018年; 由于温室环境信息采集需求多样、应用分散设备接入网络困难且为物联网,云服务优先应用领域,使得采用运营商通讯(GSM/GPRS、3G、4G等)的环境数据采集设备在温室生产中应用越来越多,但实际运行过程中依然存在系统能耗高、太阳能温室内充电效率低、铅酸蓄电池供电为主体积大、整体密封性差难以适应高温高湿环境等问题,迫切需要在以上几个方面开展优化设计。开发了低成本、集成度高、低功耗的温室环境感知终端,能够采集常规数字(I2C、1-wire、串口等)、模拟信号传感器(0~5V,4~20m A),灵活选择传感器满足用户对不同监测参数的测量需求并通过GSM/GPRS接入已有的设施农业云服务平台,适合分散,大区域接入、单温室直接网络接入等应用场景。重点在终端能耗管理、防护结构、太阳能供电结构等方面开展优化设计,小功率太阳能电池板采用多角度安装方式,实现延长充电时间超过2h·d^(-1),提高温室内太阳能利用率;将主动通风空气防辐射罩与符合IP67标准防护壳构成一体,适应高温高湿环境,并加速防辐射罩内部与外部气流交换速度,提高温湿度、CO2测量响应速度和精度;低功耗硬件选型配合事件触发唤醒能耗管理模式解决GSM/GPRS通讯能耗问题使终端休眠能耗为44u A,常规应用频率平均功耗达1.1m A,实现无外接供电设备全负荷独立工作近1个月,满足温室环境在线监测需求。该优化设计与应用具有开放性、易用性、低成本、安装便捷等特点,能够提升温室生产监测能力,市场前景广阔。; 李文龙郑文刚郑文刚卜云龙张馨; 关键词：温室智能传感器低功耗设计 GSM/GPRS

LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响被引量：21: 2014年; 在植物工厂全密闭环境中水培种植大速生生菜,以光谱比例可调节的LED灯板为植物生长光源,应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES),研究了红蓝LED组合光谱下生菜对K,P,Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo等11种营养元素的吸收特性。结果表明:(1)与叶绿素生理吸收波峰(峰值450和660nm)对应的单一或组合光谱均可增强水培生菜根对Na,Fe,Mn,Cu,Mo元素的吸收能力,且单一红光光谱的促进作用最为显著,四种元素含量分别为荧光灯全光谱下的7.8,4.2,5.3,11.0倍;(2)根对K和B元素的吸收量在荧光灯全光谱下达到最大分别为10.309mg·g-1和32.6μg·g-1,而在红、蓝单一或组合光谱下吸收能力降低;(3)单一蓝色光谱下根对Ca和Mg元素的吸收受到抑制,分别比荧光灯对照降低35%,33%;(4)生菜在30%蓝光+70%红光的光谱条件下生物量最高,而在20%蓝光+80%红光条件下对Ca,Mg,Na,Fe,Mn,Zn,B七种元素的累积量达到最大值。试验结果为水培生菜光源光谱选择及营养液配方调节提供了理论依据。; 陈晓丽郭文忠薛绪掌Morewane Mmanke Beauty; 关键词：生菜矿质元素

微型植物工厂内部环境调控试验平台研制及试验被引量：19: 2015年; 为解决植物工厂研究中存在的控制对象模型缺失问题,该文介绍了一种微型植物工厂内部环境调控试验平台。该平台舍弃了常用的参数设定间接调控模式,赋予控制算法对加热、降温等执行器的开关控制权,从而为更加直接地观测植物工厂内部环境的控制响应创造了条件。实际测试表明,该试验平台的加热、降温调控功能运行良好。同时,初步的数据分析确定了系统的延迟特性和平台内部温湿度因子间的相关性特征,为采样周期的选择以及后续开展温湿度智能优化调控奠定了良好的基础。; 涂俊亮邱权秦琳琳吴刚郑文刚孟志军; 关键词：环境调控

用于温室环境空间分布监测的微型飞行器研发被引量：3: 2016年; 测量并了解温室空间环境分布情况对于温室性能评估、精细环境调控及病害预警至关重要,传统单点测量不能反映温室环境整体情况,而布设大量有线/无线传感器测量方式,对成本及生产提出很高的要求。为此,设计了一款微型四旋翼飞行器并在其上集成环境测量传感器,采用超声波测距传感器解决了飞行器在温室内定位、避障等实际应用问题,实现温室空间环境可靠、稳定、快速获取。同时,开展飞行器温湿度采集可行性评估、平面空间温湿度监测试验,探索微型飞行器在温室空间环境监测的可行性。实验结果表明:飞行器测量结果与真实值相比具有一定偏差,但偏差很小,最大不超过1℃,微型飞行器用于温室室内空间环境快速监测是可行的。; 房俊龙孙志佳张馨宋金龙吴文彪崔忠辉; 关键词：温室自主避障

国家高技术研究发展计划(2013AA103005)

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