设施草莓智慧生产管控系统设计与实现

• 花匠小妙招
• 2024-12-17 09:05

      近几年，随着我国经济的迅速发展和消费水平的不断提高，我国草莓产业发展迅速，栽培面积不断扩大，经济效益大幅提升，草莓产业蓬勃发展。从草莓生长对环境和水肥的实际需求出发，设计和开发出一套设施草莓智慧生产管控系统，满足草莓全生长周期各阶段对生长环境和水肥条件的需求。  

      设施草莓智慧生产管控系统由生长环境信息感知系统和环境调控系统２个部分组成。生长环境信息感知系统由嵌入式网关、LoRa主网关、LoRa子网关、传感器终端组成。环境调控系统包括环境参数调控和水肥参数调控，由嵌入式网关和控制模块组成，嵌入式网关和控制模块之间采用 RS485通讯。

（一）生长环境信息感知系统

设施草莓温室中草莓生长环境信息包括温湿度、光照强度、CO2浓度、土壤温湿度等传感器参数。

（二）环境调控系统

目前玻璃温室运用最为广泛的温室调控方法，即管理员根据温室环境手动控制温室内的风机、湿帘、补光灯、水泵等执行机构，调整温室环境和提供水肥供给。但人工调控存在依赖经验、滞后性差等缺点，所以时常因为操作人员的失误导致草莓苗出现徒长、病害等问题，所以农业领域的技术人员通过计算机技术、智能控制等技术，开发和设计适用于温室环境调控系统。

控制决策层由专家系统、预警系统、数据库及温室现场管理员组成。专家系统作为控制决策的“大脑”，布置在云端，采用 C/S 和 B/S 混合架构设计，通过分析当前温室内的环境参数、土壤信息、作物生长模型及人工录入的作物生长状况、温室管理记录等信息，相对应地做出控制决策。

（三）总结

①设计与开发了一种适用于设施草莓的生产管控系统。该系统由生长环境感知系统与环境调控系统两部分组成，其中环境调控系统包括外部生长环境与土壤水肥调控，实现设施草莓的高效管理，保证草莓产量与品质。

②通过对多传感器数据融合算法与专家决策控制系统模型的开发，提高了温室环境数据处理能力与温室调控的高效精准性。

③通过试验对比分析，相对传统的经验式管理，水肥利用率和温室环境调控能力均有所提高。

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