摘要：【目的】为实现设施菜心生产环境的实时监控和精准调控,设计一种基于模糊控制的设施菜心生产环境管控模型及系统。【方法】采用物联网设备实时监测菜心各生长阶段(种子发芽期、叶片生长期、菜薹形成期)的环境因子(空气温度、土壤温度、土壤湿度和土壤电导率),将参数的监测值与适宜范围进行对比,获得各环境因子的偏差及变化率。管控模型利用模糊推理与定性分析结合的方法优化环境因子控制量,确定环境调控设备的调控决策,达到对环境因子的精准调控。【结果】管理模式对比试验表明:在菜心3个生长阶段,管控系统模式的平均调控实时性指标分别为0.10、0.17和0.18,平均准确性指标分别为0.78、0.68和0.74;人工管理模式的平均调控实时性指标分别为0.37、0.41和0.43,平均准确性指标分别为0.31、0.34和0.30。管控系统的平均实时性和准确性与人工管理模式相比分别有62.50%和1.34倍的提升。【结论】管控系统模式实现了菜心生产环境信息的实时获取与精准调控,能帮助用户更好地进行设施菜心的生产管理。

摘要：【目的】不同植物对光照强度、光质的需求程度不同,本文旨在通过LED灯实时照射实现对植物的智能补光。【方法】针对火龙果Hylocereus undatus生长发育过程充足补光和调节果期的需要,应用新一代可编程控制器(Programmable logic controller,PLC)技术,选择波长570~590 nm的黄色LED灯,本文设计了一套种植火龙果专用的智能补光调控器和相应的数据传输协议,进行硬件选型、电路设计与软件设计,建立了调控策略和远程通信协议,最后在广东省新兴县10666 m^(2)的火龙果农庄进行了实际布署与应用试验。【结果】该调控器能够长时间稳定地通过手动、自动以及远程的方式实现对火龙果的补光,并且数据传输稳定,调控器的响应时间不超过3 s,每次补光4 h。利用该调控器进行火龙果补光调控可以让果实成熟期提前2~4 d,部分果树挂果可以多2~3个,补光后产量提升16.7%。【结论】该装置实现了火龙果的智能补光,经济效益和社会效益提升明显,具有较好的推广前景。