基于LabVIEW的植物生长状态监控系统研究

植物生长状态与生长环境中的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数密切相关,为了提高温室环境下植物的培育水平,达到植物增产、提高经济效益的目的,文章将无线传感器网络(WSN)技术、机器人技术、机器视觉、图像处理等技术引入到温室植物的生长培育中,构建基于LabVIEW的植物生长状态监控系统。通过搭建系统软、硬件平台,对植物生长环境参数、植物长势等信息进行实时采集、存储与数据分析,实现整个植物生长过程的实时状态监控。     

智能温室环境控制的研究现状与发展方向

智能温室是农业现代化的一个缩影，其目标是实现经济效益最优，目前采用的智能温室环境控制策略有基于模型的控制、基于知识的控制和两者的结合，其控制水平分为三个层次，即仅考虑植物生长或仅从节能角度对控制系统实现最优赋值，从植物生长或产量、节能角度综合考虑实现最优以及从植物全部生长过程、市场及成本变化的因素、节能等角度综合考虑种植、栽培管理计划，实现经济最优，但目前国内比较成熟的温室控制技术仍停留在第一个层次上，加强控制理论同生产实际的密切结合，引入智能化方法及知识工程方法，实现人机智能系统控制将是未来温室控制的发展方向。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上，通过改变环境因子如温度、湿度、光照度等来获得作物生长的最佳条件，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术能发展为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。     

温室大棚环境自动监测与控制系统的设计

传统温室大棚自动化程度水平低,人工作业量大,对农作物生长环境的控制精度不高。针对上述问题,设计了以STC89C52单片机为核心控制的温室大棚环境自动化监测与控制系统。本系统通过传感器采集数据、单片机处理可以对温室大棚温度、湿度、光照度进行实时监测,同时根据植物生长环境的需要自动启动或关闭升温、降温、加湿、抽湿、补光、遮光装置,调节温室环境。该自动化控制系统对温室的环境控制精度比较高,能够为植物的生长提供适宜的环境,具有较高的经济效益。     

种植者日记——抑制温室内藻类的滋生

藻类需要的生长环境与我们种植的植物是一样的：湿度．营养和光照。这种绿色生物的生长给温室内的植株生长带来一系列麻烦：吸引蚊虫；给菌类生长提供适宜的环境；使走道表面变的湿滑；堵塞灌溉系统；影响基质的透水性等。我们可以通过以下方面来控制或尽量避免藻类在温室内的滋生。     

智能温室大棚系统设计

农业物联网是结合了当代自动控制、农业生物学、计算机网络等多种技术的综合性应用。文章设计的温室大棚智能系统,完成了基于Zigbee技术的温室大棚智能系统的软硬件设计,实现了对大棚内各项环境参数的实时采集,无线传输和闭环控制。本系统的无线数据采集节点对植物生长环境中比较重要的空气温、湿度、光照强度、土壤湿度等数据进行实时采集。由Zigbee协调器构建一个拓扑结构为星型的Zigbee网络实现采集数据的无线传输,Zigbee网络的协调器模块作为总控制器,根据系统设置的环境阈值对相应的执行机构进行控制。     

植物工厂系列谈（七）——植物工厂光照和温度调控

植物工厂是在高精度环境控制的封闭或半封闭生长空间内进行植物周年生产的系统。在系统内需要为对象作物提供适宜的生长环境。这些环境因子包括光照（光强、光质和光照时数）、温度、湿度、CO2浓度、风速以及营养液的pH、EC、肥料成分、溶氧量、液温、流速等。对植物工厂进行环境优化控制，最根本的是要明确作物光合作用、产物积累、转流分配、发育和呼吸等生理过程与环境因子之间的关系，综合考虑各环境因子的复合作用效果，选择运行成本低、效果好的调控手段进行优化控制，以达到理想的控制效果。这里，主要对植物工厂的光照、温度调节作重点介绍。     

樱桃树温室栽培技术分析

为了解樱桃树温室栽培的优化技术,本研究以实际温室环境为依托,运用现代农业技术对樱桃树的栽培进行深入分析。研究涉及不同生长阶段的光照、温度、水分和肥料管理策略。结果表明,通过精确控制环境条件,可以显著提高樱桃的产量和品质。建议在未来的栽培中,加强对温室环境的自动化控制,以优化樱桃树的生长条件。     

发展可控环境农业在我国农业现代化中的作用

“可控环境农业“是指在人工设施保护条件下，通过工程技术手段为生物提供适宜生长环境，以达到高产优质生产目的的栽培形式。根据所强调对象和发展阶段的不同而有不同的称谓，如温室农业(Greenhouse Agriculture)、工厂化农业(Industrialized Agricuiture)、植物工厂(Plant Factory)、保护地栽培(Protected Cultivation)、保护地园艺(Protected Horticulture)等。     

温室配套设备标准化工作的思考

设施农业是指在具有建筑物及设备的生产系统中从事农业生产活动。建筑物和技术装备构成了“设施”中的主要内容，温室建筑物和温室配套设备组成了从事设施种植业生产的物化实体。国内外温室产业发展经历了由简易温棚到工厂化生产温室的创建和发展历程，配套设备从无到有，从简单到复杂，以至配套设备成为现代温室不可分割的组成部分。配套设备的存在，使得温室具备了应有的功能，使植物生长环境可调控，机械化作业操作可行。     

基于叶片高度信息的植物水分监控

植物生理参数连续监控对于研究植物生长具有重要意义。水分对于植物至关重要，缺水会严重影响植物生长。本文就是主要采用图像处理技术，实现植物的叶片高度与植物的水分状态关系的测量。通过叶片的颜色特征分解得到叶片所在的图像区域，计算出植物不同水分条件下叶片平均高度。作为对比，使用三维扫描仪获得的植物的点云数据，计算叶片点云高度信息。实验结果表明，图像技术应用于植物生长中水分的监控是可行的。     

北方地区餐饮温室建筑初探

餐饮温室又叫“阳光餐厅”、“生态餐厅”，是现代设施农业和绿色餐饮的完美结合，它是利用温室工程、景观设计、种植技术来营造出一种优美的生态自然景观环境，以人为本、餐饮为主、环境为辅的一种大型的温室类建筑。餐饮温室给温室赋予了餐饮功能、休闲功能、反季节植物和特种植物种植观赏功能、娱乐功能等，此外还有绿色食品和安全食品推广功能等。     

印刷质量过程控制技术发展趋势

本文综合国内外印刷过程控制技术的发展,对当前采用的印刷过程控制技术进行了综合论述.由于颜色测量技术的发展以及图像采集和处理技术不断成熟,这些技术可以应用在印刷机上进行印刷过程控制.通过图像采集技术实现印刷过程中印刷状态信息的实时采集和处理,并将信息反馈给印刷机控制机构实现印刷过程的闭环控制,有望代替目前印刷机已经沿用几十年的CPC墨色控制系统.     

用于植物生长的LED光强自动调节系统

为克服传统植物补光方式的不足,设计用于植物生长的LED光强自动调节系统,实现植物光源的准确控制。该系统综合考虑环境温度和光强影响,通过光强与环境温度监测模块实时采集环境信息,使用单片机作为控制核心动态调节植物所需光强,有效解决补光不足和补光过度的问题。试验结果表明,该系统提供的光源更加符合植物生长需求,可显著提高作物产量。     

聚焦印刷质量检测与控制——新技术催生印刷质量过程控制技术的变革

本文对当前采用的印刷过程控制技术进行了综述，并从技术演变预测了发展趋势。随着颜色测量技术的发展以及图像采集和处理技术不断成熟，这些技术不仅可以应用在印刷机上进行印刷过程控制，还可以通过图像采集技术实现印刷过程中印刷状态信息的实时采集和处理．并将信息反馈给印刷机控制机构以实现印刷过程的闭环控制．有望代替目前EPN机已经沿用几十年的CPC墨色控制系统。     

基于近红外光谱和残差神经网络的异性纤维分类识别

针对传统图像处理方法对棉层中异性纤维检测效果不佳的问题，基于近红外光谱和残差神经网络提出一种对棉层中异性纤维的分类识别方法。采用Savitzky-Golay法对异性纤维的近红外光谱数据进行平滑处理，结合F检验和LightGBM分类算法实现特征波长优选，并将优选后的光谱数据经格拉姆角场转换成保留波长序列之间时序性的格拉姆角和场图像；构建残差深度卷积神经网络模型，将转换后的格拉姆角和场图像作为训练样本对残差网络模型进行训练。实验结果表明，该方法能够有效地对复杂环境下棉层中的异性纤维进行分类，分类准确率达到99.69%,与其它数据转换方式和分类模型相比提高了棉层中异性纤维的分类识别精度，为复杂环境下异性纤维分类识别研究提供了新思路。     

设施农业文摘

【篇名】风洞边界层的垂直风和湍流特征的研究[英]【作者】Lee，I．-B．…【刊名】Transactions of the ASAE-2004，47（5）-1717～1726【摘要】通风被认为是控制家畜和植物生长环境的最关键因素之一。然而由于田问实验条件有限，农业建筑的通风和采暖与空调的空气动力学研究要在实际尺寸大小的建筑中进行会很困难，而且费用也很贵。风洞是研究空气动力学的技术，它在一个真实的流场中进行。     

酿酒高粱不完善粒检测仪检测模型的研究与检验

针对现阶段酿酒企业检测高粱不完善粒效率较低和识别率不高等问题,结合市场上现有的粮食不完善粒检测仪器,开发了一套基于图像识别的高粱不完善粒快速检测仪,对图像的采集、关键硬件、机器视觉和深度学习等方面做了一系列研究,研究分别采用单一特征分析技术、基于机器学习的图像分类技术、基于深度学习的图像分类技术、细粒度图像分类技术对高粱图片进行分类识别分析,通过对比,最终利用Tensorrt部署技术将细粒度图像分类网络部署到设备中。结果表明,开发的高粱不完善粒快速检测仪的识别精度与人工检测的平均误差控制在1%以内;50 g高粱样品的检测时间控制在5min以内。相较于传统的人工检测,检测时间大大缩短,同时避免了人工检测主观上的偏差,对于酿酒企业的高粱不完善率检测鉴定具有重要意义。     

GPS-RTK测量技术在地籍测量中的应用

基于GPS测量技术的GPS-RTK，属于地籍测量中的新技术，实时反馈地籍测量的信息，体现三维测量的优势。GPS-RTK在地籍测量中的应用比较广泛，而且应用优势明显，弥补原有GPS测量的不足之处，改善地籍测量的环境。GPS-RTK能够精确控制测量数据，避免出现测量误差，因此，文章通过对GPS-RTK进行研究，分析其在地籍测量中的应用。     

基于多尺度图像增强结合卷积神经网络的纸病识别分类

针对造纸工业中传统纸病识别分类依赖于特征描述子和分类器的选择问题,提出一种多尺度图像增强结合卷积神经网络的纸病识别分类方法。该方法利用多尺度形态学梯度增强纸病图像的边缘轮廓信息,突出缺陷梯度特征,然后利用卷积神经网络(CNN)学习纸病图像的特征并分类识别,从而实现纸病的准确识别分类。实验结果表明,该方法对纸病识别分类的结果明显优于HOG+SVM、LBP+SVM以及传统CNN方法,在Caltech101、KTH-TIPS以及本课题的数据集上的分类正确识别率分别达到98.44%、99.23%和99.64%。与现有纸病识别分类方法相比,本课题方法不需针对各种纸病进行缺陷特征提取和特征描述,能快速实现纸病的准确识别分类。