日光温室草莓立体栽培智能控制系统

《日光温室草莓立体栽培智能控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷增刊1农业工程学报Vol.29Supp.12013年4月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringApr.2013184日光温室草莓立体栽培智能控制系统12111陈一飞，路河，刘柏成，齐凯，杜尚丰（1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083；2.北京市昌平区农科委，北京102200）摘要：立体栽培是将原地面的种植提升到温室内空间高度层面，这不仅使作物生长的感温层发生改变、接收到更多的日光照射，还解决了日光温室中的草莓生产管理、观光、摘菜的难题，是传统草莓种植的一次改革。但对于这样一种新的种植模式，

2、目前还未有成熟的集高架栽培设施、滴灌、营养液配比、光照、通风、施药、温湿度等控制为一体的集成体系出现。该文介绍了一种电动式立体栽培机构，研究了一种日光温室草莓立体栽培智能控制系统。其核心内容论述了基于复杂农业大系统控制理念下，突破传统意义上的温室环境控制概念，考虑被控制量的解耦，将以往温室环境参量和作物生长参量分开，建立温室环境控制和作物生长控制2个并列的子控制系统，并在协调控制器作用下、以作物生长模型输出作为控制约束之一对各子系统进行调控。给出了基于Q学习的多Agent体协调算法，并以草莓采光随动控制和草莓根部加温控制进行了验证。该控制系统已在北京市第七届世界草莓大会日光温室草莓立

3、体栽培中得到了成功应用。试验表明在控制草莓生长方面取得了满意的效果，草莓的挂果期比传统种植平均提前40d，草莓的果实体积平均增大22%，出产量平均提高33%。关键词：温室，控制系统，立体栽培，智能协调控制，草莓doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.z1.029+中图分类号：S625.51文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-Supp.1-0184-06陈一飞，路河，刘柏成，等.日光温室草莓立体栽培智能控制系统[J].农业工程学报，2013，29(增刊1)：184－189.ChenYifei,LuHe,LiuBaicheng,etal.I

4、ntelligentcontrolsystemforstrawberryspaceplantinginsolargreenhouse[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2013,29(Supp.1):184－189.(inChinesewithEnglishabstract)面，中国对日光温室内作物生长控制还是基于对温0引言室环境的调控来取得的。例如，通过控制温室内的在中国，日光温室种植草莓的传统模式绝大部遮阳、通风、加温、降温、CO2浓度等参数，来取

5、分采用的是地垄式。而立体栽培模式、或称高架栽得一个作物比较适合的生长环境。但这种传统的温[1]培模式则打破了这一传统方式。立体栽培是将作室环境控制模式存在许多不足，如：控制有效性不物的生长面提高到温室的空间层面中，通过设计、高、不节能、没有形成自动化和智能化、以至于调加工特种的支架结构、栽培槽，并采用栽培基质，控后的环境距离作物真正需求的最优环境有较大使作物的生长环境人为地得到了改善，如提高了日[2]差距。随着日光温室草莓立体栽培模式的推广，光照射量和作物的感温层、以及CO2雾化层，同时如何提高日光温室控制的有效性、改善草莓的生长降低了草莓的病虫害发生，使草莓座果更卫生，有条件，并与

6、立体栽培机构的调控有效地结合等都是利于管理和采摘。立体栽培有固定式支架和电动式要重新考虑和研究的课题。显然，研究和开发出这支架2种类型。电动式立体栽培机构是指栽培支架样一种以草莓自身需求为目标、更加自动化和智能在电机的驱动下使栽培槽发生上下、左右的摆动动化、以达到有效节能和提高草莓产量为最终目的的作，这为进一步改善作物的采光效果、温度层等环日光温室智能控制系统是非常重要的。境参数提供了可调控的基础。如何控制好草莓的生长，要从3个方面考虑：目前对日光温室草莓立体栽培研究和开发还日光温室内环境控制、立体栽培机构控制、以及草仅仅停留在支架的设计和加工制作层面上，还没有莓生长控制。本文提出和

7、研究了一种日光温室草莓与草莓生长的自动化控制很好的结合起来。另一方立体栽培智能控制系统，其主要内容是基于智能农[3-5]业大系统和复杂大系统智能控制的协调控制思[6]想，考虑温室系统的复杂性和参量的解耦调控，收稿日期：2012-09-12修订日期：2013-04-23将温室环境参量和草莓生长参量分别考虑，并构建基金项目：国家自然科学基金（61174088）作者简介：陈一飞（1963－），男，副教授，主要从事智能控制理论、温室环境控制子系统和草莓生长控制子系