温室番茄标准化栽培决策咨询系统设计与实现

番茄是主要温室蔬菜之一,在周年生产和周年供应中起着重要作用。而近几年各现代温室番茄生产出现显著不平衡,产量、品质差异较大,经济效益相差甚远。究其主要原因,主要有:各单位生产管理主要靠自身管理经验积累,信息共享差且缺少定量化;不同单位经营管理者对生产信息和市场信息     

基于RTOS的单片机系统在温室环境控制中的应用研究

温室环境控制对实时响应和实时处理能力都有较高的要求，针对这一特点，提出了基于实时操作系统RTOS的嵌入式单片机系统作为其环境调控的底层控制器，在温室环境各参数调控中该底层控制器性能优越、效果显著，实际运行表明该系统具有较高的稳定性和可靠性。     

计算机视觉技术在作物生长监测中的研究进展

该文从作物外部生长参数测量、果实成熟度检测、作物营养状态监测及作物形状描述与识别等几个方面介绍了国内外计算机视觉技术在作物生长监测中的研究进展，认为具有启发式、智能化特点的彩色图像处理技术将会成为计算机视觉技术应用于设施农业领域的研究热点。     

基于实例推理及其在农业病虫害诊断与防治中的应用研究

规则推理等传统推理方法的推理性能严重依赖于知识的完备程度。在农业领域中。知识获取和知识表示已成为推理的主要瓶颈之一，因此利用传统推理方法建立的专家系统效率低、鲁棒性不好。基于案例推理的专家系统能充分利用已有的实例经验，具有自学习功能，从而推理效率高，鲁棒性能较好。本研究将案例推理专家系统应用于作物的病虫害防治和诊断．得出了基于案例推理农业病虫害诊断与防治专家系统的知识表示和推理机制，并在实际应用中获得了较好的效果。     

含斜坡扰动的轮式拖拉机路径跟踪控制方法

针对部分地区横向斜坡农田地形导致路径跟踪控制算法精度下降的问题,提出了一种包含路面坡度扰动的动力学模型与跟踪误差模型结合的轮式拖拉机行驶动态过程的控制模型,并基于此模型通过线性模型预测控制方法得到控制律,由于预测模型包含了坡度的影响,使得反馈校正能够提前补偿,有效改善了农机在坡地上的路径跟踪性能。考虑到农机在不同行驶阶段对于误差和稳定程度需求的不同,提出了自适应的模型预测方法,令Q、R值随动变化以应对不同的需求(随动变化指的是两者相对大小的变化而非绝对数值)。进行了预测区间与控制区间选择的试验,而后基于简单运动学模型的模型预测控制进行了有无自适应Q、R的对比试验,最后分别在固定斜坡角的横向斜坡路面上和在斜坡角连续变化的横向斜坡路面上进行了本文方法与基于简单运动学的模型预测控制方法对比试验。试验结果表明：自适应能显著提升控制效果;本文方法在横向斜坡路面上的路径跟踪表现明显优于基于简单运动学模型的方法,此外稳态时的稳定程度也有较大的提升。     

基于状态空间建模的智能农机模型辨识与柔化控制

农机行驶速度切变通常会导致自动导航系统控制精度和稳定性下降、导向轮摆动幅度增大、影响作业效果等问题。本文从建模和控制的角度对上述问题进行了研究改进,设计了智能控制器、转角传感器、RTK基准站等关键设备,建立包含横摆动力学的状态空间模型,实现了能够适应较大速度变化的状态反馈控制器。并以东风DF1004-2型轮式拖拉机为实验平台,进行了智能化改装和实验验证。智能农机路径跟踪控制一般假设速度为常数,基于运动学模型设计反馈控制或者追踪控制,由于没有对横摆角速率状态加以利用,偏差纠正收敛较慢,偏差较大,且速度发生切变时,导向轮调整幅度变大,精度和稳定性均会下降。通过对农机进行系统辨识,建立农机横摆运动的动力学模型,然后运用辨识出的动力学模型设计基于LQR算法的柔化反馈控制,较好地解决了上述问题。在农田中实验结果表明,农机自主导航系统在无速度切变时控制精度达到0.03m,速度发生切变时为0.05m,未发生失稳现象,能够满足农机日常生产工作需求。     

水下机器鱼三维虚拟现实研究与实现

为创建具有真实感的虚拟现实环境,使用户能够直观感知机器鱼的实时运动状态,实现了一种基于虚拟现实技术的监测方法。在VC＋＋的基础上利用OpenGL图形库与3D建模软件联合创建仿生机器鱼静态三维虚拟现实环境,并集合Access数据库与VC＋＋的交互,实现机器鱼的实时运动显示,并使采样参数与采样位置有机结合显示。该系统可以实现用户从任意角度和距离监测机器鱼巡游路径、当前位置及所在区域的水质参数。系统结构清晰,旨在为实现智能化水产养殖提供参考依据。     

模糊推理技术在黄瓜温室环境决策中的应用

为探讨温室环境对黄瓜栽培的影响,提出一种基于模糊推理技术的黄瓜温室环境决策方法,通过对温室中主要的环境因子如温度、湿度、光照强度和CO2浓度的采集,系统根据专家知识对其进行隶属度的量化,并计算其相对知识库中各条知识结论的结论值,与用户进行交流后得出最后的判断,辅助用户对黄瓜温室环境进行管理。     

基于温室环境和作物生长的番茄基质栽培灌溉模型

为解决涵盖土壤蒸发和作物冠层蒸腾的土培作物蒸散模型不能直接应用于稻壳炭基质栽培番茄灌溉的问题,该研究首先通过修改Penman-Monteith模型的原始表达式来去除土壤蒸发部分,并引入TOMGRO模型来模拟番茄冠层生长,给出了阻抗参数的修正计算,得到了新的番茄基质栽培蒸腾模型。考虑到蒸腾模型中净辐射项削弱了室外太阳辐射对冠层及以下部整株植株的耗水影响,进而将新的蒸腾模型与太阳辐射线性比例供水模型结合建立蒸腾－辐射综合灌溉模型。结果表明,蒸腾－辐射综合灌溉模型对上海崇明A8温室番茄灌溉量的模拟结果与实际结果之间的相关系数高于0.95,平均相对误差小于20%。这说明蒸腾－辐射综合灌溉模型能够较好地估算温室稻壳炭基质栽培番茄的灌溉需水量,对深入研究温室灌溉实施具有参考价值。     

一种基于多点数据采集的水产养殖监控系统

为了实现对水产养殖池塘内水质参数的多点采集及实时监控,本文利用数字化数据采集技术、嵌入式系统技术以及无线传感器网络技术等,开发了一种水产养殖监控系统。此系统不仅可以利用基站采集到定点的水质参数,还能够利用机器鱼搭载无线传感器的方式采集到池塘内不定点的水质参数,实现了多点数据采集,并通过基站上的人机交互模块以及中心机房的上位机与用户进行交互。结果表明,该系统运行稳定,采集的数据符合所需的精度要求,监控范围大大提高,能够满足水产养殖监控的需要。