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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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1 篇 rf433mhz自组网通...
1 篇 温室番茄
1 篇 生长模型
1 篇 发育模型
1 篇 表型组传感器
1 篇 监控系统
1 篇 指数动态

机构

1 篇 山西农业大学

作者

1 篇 赵建贵

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=指数动态"

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详细简洁

排序：

温室作物表型组和环境参数监控系统与番茄生长发育模型研究

温室作物表型组和环境参数监控系统与番茄生长发育模型研究

引用

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

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