检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：赵建贵山西农业大学

学位级别：硕士

设施农业是以实现低碳、循环、高效和高产发展为目标,同时对有限资源合理利用的现代农业应用领域。番茄是我国北方温室栽培的主要农业经济作物,培育面积、市场销量和经济效益均居蔬菜之首。温室番茄栽培是根据室外气候、室内环境、品种... 详细信息

设施农业是以实现低碳、循环、高效和高产发展为目标,同时对有限资源合理利用的现代农业应用领域。番茄是我国北方温室栽培的主要农业经济作物,培育面积、市场销量和经济效益均居蔬菜之首。温室番茄栽培是根据室外气候、室内环境、品种、基质或土壤营养含量及植株生长态势,对室内光照、温湿度和CO2浓度等环境参数合理调控,使番茄处于最佳生长气候,实现提高设施农作物栽培的光合和呼吸作用效率、增加有机物积累、缩短发育周期、预防病虫害发生、减少药剂使用、提高产物品质与产量及减小投入产出比等目的。本课题针对温室番茄栽培需求,研制了具有低成本、高精度的株高、果实直径和茎秆直径表型组传感器及具有自组网与自动数据采集处理功能、温室设备自动调控功能的无线多传感网络温室作物表型组和环境监控系统与平台,实现对大规模温室和温室群内作物表型组和分布不均匀的多环境因子信息实时连续监测与设备控制,提高了数据的连续性、科学性和可靠性,为分析温室作物表型组、环境分区动态差异和建立番茄生长发育模型提供了有效、可靠的研究平台,具有较强实用价值。在番茄生长发育模型方面对发育周期、叶面积指数和产量提出了指数型动态模型,采用非线性回归方法对净光合速率进行了拟合与验证。课题主要研究成果如下:（1）根据植株和果实的生长物理特性,采用高精度电位器、角度传感器和位移传感器研制了株高传感器、果实直径传感器和茎秆直径传感器。试验结果表明:株高传感器有效测量范围为10～500 cm,精度达±1 cm;果实直径传感器有效测量范围为0～15 cm,精度达±0.1 cm;茎秆直径传感器有效测量范围为0～3 cm,精度达±0.1 mm。具有低成本、低功耗、高精度和易操作等优点的表型传感器,在未来市场对表型连续获取有可观的实用价值。（2）基于高速ARM3处理器和无线Lo Ra数传技术研制了无线多传感网络温室作物表型组和环境监控系统,可根据所处外置环境有4G网络和局域网供选传输方式,构建了“一网多节”的星型无线指令和数据传输网络,实现无线自组网温室作物表型组与环境数据采集、传输和设备控制功能;采用分层网络通信协议和分布式算法设计了RF433MHZ自组网通信协议,“广播通信、同步采集（接收）和异步传输”相结合的传输模式解决了大容量网络通信中出现的“拥堵”问题,使网络运行稳定、可靠,具有自组网功能的网关实现对采集节点定时方式进行“同步采集和异步传输”,对控制节点中断方式进行“同步接收和异步传输”,实现无线网络链路的自动连接和解除及故障处理;基于云计算B/S架构和TCP/IP通信机制设计了物联网管理平台,实现远程温室数据传输、存储、处理和图形化显示、视频监控、温室设备调控命令转发和用户权限管理等功能。（3）在2018-2020年间,在农户温室（北纬37°49′、东经112°74′）内外对作物表型组传感器与环境参数传感器的性能和物联网监控平台、网关、采集节点、控制节点间的通信距离、丢包率和功耗进行实际测试及系统成本估算,其具有组网灵活、传输距离远、低丢包率、低功耗、低成本和操控便捷的优点,在农业和其他领域环境监控中具有很好的推广应用前景。试验结果表明:采用RF433MHZ自组网通信协议构建的无线网络,对网关与节点间通信链路实现自动建立与解除,建立通信时间≤5.5 s,所有节点（10个节点）数据传输至平台并完成解码、存储和显示所需时间≤15 s,网关与节点间有效传输距离达1500 m,丢包率在实际应用中<5.4%。（4）在温室番茄发育模型研究方面,本文受辐热积和“水稻钟”启发,通过引入番茄基因系数、感温系数、感日照时长系数、感光系数和光周期修正,建立了温室番茄指数型动态发育模型。2019-2020年间,在山西农业大学农业工程学院小型高标准温室（北纬37°25′、东经112°34′）进行4茬试验,对番茄发育模型进行了拟合与验证,并与目前对番茄发育主要研究的积温法和辐热积法进行了对比分析。试验结果显示:此模型预测值与观测值间MAE和RMSE均小于2 d,其相关系数（R2）达0.9938。本文所建模型对番茄各时期生长发育持续时间预测精度高、误差小,通过修正番茄基因系数、感温系数、感日照时长系数和感光系数可应用于不同结构温室环境番茄栽培,具有较好适用性和可靠性。（5）在温室番茄生长模型研究方面,引入番茄基因系数、感温系数、感日照时长系数、感光系数和光周期修正,建立了温室番茄指数型动态生长模型。在2020年进行两茬试验,对番茄生长模型进行了拟合与验证。试验结果显示:叶面积指数动态模型预测值与实际值间RMSE为0.7523,其决定系数（R2）为0.9975;采用非线性回归法对净光合速率与光合有效辐射、温度、湿度、二氧化碳浓度间建立净光合速率模型,拟合度为0.9291,预测值与实际值间RMSE为1.1076,其决定系数（R2）为0.96

关键词：温室番茄表型组传感器 RF433MHZ自组网通信协议监控系统指数动态发育模型生长模型

来源：评论

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光温耦合对日光温室番茄生长、产量与品质的影响

引用

中国农学通报 2019年第6期35卷 122-128页

作者：李邵苏炜宣宋少恒孙小进丁小明常军盛李树辉农业农村部规划设计研究院北京100125 农业农村部农业设施结构工程重点实验室北京100125 南京农业大学农学院南京210095 北京亚盛增光物理农业科技开发有限公司北京102200

为研究根区温度与LED补光耦合对日光温室番茄生长发育的影响,试验设置了根区加温、2种光照强度与2种光质配比3因素裂区试验,另外设置了根区不加温与不补光对照,共10种组合处理。结果表明:根区加温与补光都能显著促进番茄的生长发育,提... 详细信息

为研究根区温度与LED补光耦合对日光温室番茄生长发育的影响,试验设置了根区加温、2种光照强度与2种光质配比3因素裂区试验,另外设置了根区不加温与不补光对照,共10种组合处理。结果表明:根区加温与补光都能显著促进番茄的生长发育,提早番茄上市时期与提高番茄的营养品质,其中补光密度为40μmol/(m^2·s)更能显著提高番茄的生长与产量以及果实品质;而补光光质红蓝比为3:2时更能促进番茄生长以及提高番茄的产量,但光质红蓝比为1:1时,更有利于提早番茄果实前期转色日期,且能增加番茄果实的糖度。另外,根区加温与光强耦合相比于根区加温与光质耦合处理更能促进番茄生长以及提高番茄的产量。总体表明,根区加温与光密度为40μmol/(m^2·s)及光质为红蓝比3:2的耦合处理更符合日光温室番茄生产需要。

关键词：番茄光温耦合产量品质

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光温耦合对植物生长发育的影响研究进展

引用

中国农学通报 2019年第31期35卷 16-20页

作者：苏炜宣李邵丁小明徐志刚农业农村部规划设计研究院北京100125 南京农业大学农学院南京210095

在经济作物反季节种植过程中,植株所受的光照与温度条件是限制其生长发育的主要环境因子。近年来,人们逐渐意识到精确地控制光温条件,是有效提升经济作物生产力且节约设施能耗的可行途径之一。文章归纳了光温耦合对调控种子萌发、植物... 详细信息

在经济作物反季节种植过程中,植株所受的光照与温度条件是限制其生长发育的主要环境因子。近年来,人们逐渐意识到精确地控制光温条件,是有效提升经济作物生产力且节约设施能耗的可行途径之一。文章归纳了光温耦合对调控种子萌发、植物形态建成、开花时间和增强耐受性等方面的研究,经分析表明光温信号在分子水平上有较大的相互作用,并且证明光照和温度对植物生长发育过程中有着复杂的耦合作用。探究在光温耦合条件下如何影响作物生育进程的机制,以此获取植株最适宜的外在生长环境参数,从而更精准地调控作物生长发育,并有助于进一步提高经济作物的产量与品质。

关键词：光温耦合种子萌发植物形态建设开花时间耐受性

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基于红外热成像技术的生猪面部温度感知与健康分析

基于红外热成像技术的生猪面部温度感知与健康分析

引用

作者：张昌桢华南农业大学

学位级别：博士

体温是猪只机体的一项重要生理指标,能够客观反映猪只的生理变化。当猪只的生活或生理状态发生改变时,其体温也会发生相应的变化,因此猪只体温监测对于猪只健康养殖具有重要的意义。当前猪只体温主要通过人工接触式进行直肠温度测量,测... 详细信息

体温是猪只机体的一项重要生理指标,能够客观反映猪只的生理变化。当猪只的生活或生理状态发生改变时,其体温也会发生相应的变化,因此猪只体温监测对于猪只健康养殖具有重要的意义。当前猪只体温主要通过人工接触式进行直肠温度测量,测量难度大,效率低,易造成猪只应激反应,影响测量准确性。相对而言,红外热成像技术作为一种非接触式体温测量方式,可被用作畜禽生理和病理监测诊断的重要手段。采用红外热成像技术,有效捕获猪只温度变化,可及时掌握其生理和健康状况,有利于及时针对生猪疫情进行早治疗及早隔离,降低生猪养殖企业损失。目前,红外热成像技术在生猪上的应用主要通过人工方式进行处理和分析,在体温自动监测及分析方面尚未取得突破,该领域的研究是具有重要科研价值和广阔的应用前景。本文针对红外热成像在猪只体温自动监测及分析中存在的不足,在广泛调研和分析的基础上,构建了一套基于红外热成像技术的猪只健康监测装备,进而重点开展基于红外热成像技术的猪只健康感知与分析。本文的研究内容和成果如下: (1)构建了一套基于红外热成像技术的猪只体温检测装备。针对当前规模化生猪养殖过程中存在的猪只体温信息难以及时获取的问题,分别对规模化猪场中的限位栏(单只生猪)和群栏两种养殖方式构建生猪体温检测装备,包括:1)集成了FLIR A310红外热成像采集器、集成控制装置和红外热成像的移动采集装置,实现基于限位栏的猪只热红外图像巡检采集;2)设计了一套以红外技术为主、彩色图像和RFID为辅的群栏猪只监测装备,定时获取猪只的热红外图像、可见光图像、耳温等多元数据。试验结果表明,装备可长期在设施猪场正常运行。 (2)针对限位栏种猪养殖构建了基于红外热成像技术的健康感知模型。对Faster R-CNN模型进行改进,构建猪只热红外图像头部区域自动检测方法和猪只面部区域热评估方法。其中,猪头(侧躺)的检测精确率为98.89%,召回率为97.69%;获取面部特征区域的特征温度数据总检测准确率达到了94%,达到了集约化猪场的实际生产要求。 (3)针对群栏种猪养殖构建了基于红外热成像技术的健康感知模型。根据目前最新提出的YOLOv4目标检测框架,构建一套猪只耳部区域自动检测及温度提取方法。实验结果表明,该模型在保持较快检测速度的同时,平均检测准确率(m AP)达到了94.81%,取得了较好的检测结果。 (4)基于红外热成像技术的多源数据融合分析。基于热红外数据,并结合RFID耳标数据(耳温)、生猪彩色图像数据以及人工监测的直肠温度数据进行多源数据融合分析,揭示了生猪面部特征体温的昼夜变化规律;探索了生猪感染猪瘟前后耳部温度的变化特征;构建基于红外热成像技术获取的耳部体表温度与直肠温度的矫正公式。论文主要创新点在于基于红外热成像技术构建了一套设施猪场生猪体温监测装备,并在此基础上分别针对限位栏养殖和群栏养殖提出了生猪关键测温部位的自动检测模型,构建了猪只侧面面部区域热评估模型,获取了生猪体表温度与直肠温度的矫正公式。

关键词：集约化养殖红外热成像生猪体温热评估模型多源数据分析

来源：评论

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