【摘 要】
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随着人口城镇化政策的实施,我国传统农业生产者数量呈现逐年下降的趋势。为贯彻落实新时代思想,尽快实现我国现代化建设目标,加强农业现代化建设是必要实现途径。因此探索一套智能化、无人化的农业作物生长环境控制系统是目前农业发展的首要目标。在我国现代化农业生产技术改革的过程中,主要存在两种作物栽培方式:土壤种植和无土栽培。目前我国无土栽培技术有基质营养液栽培、岩棉栽培两种,其中基质营养液栽培普遍被定义为水培
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随着人口城镇化政策的实施,我国传统农业生产者数量呈现逐年下降的趋势。为贯彻落实新时代思想,尽快实现我国现代化建设目标,加强农业现代化建设是必要实现途径。因此探索一套智能化、无人化的农业作物生长环境控制系统是目前农业发展的首要目标。在我国现代化农业生产技术改革的过程中,主要存在两种作物栽培方式:土壤种植和无土栽培。目前我国无土栽培技术有基质营养液栽培、岩棉栽培两种,其中基质营养液栽培普遍被定义为水培技术。无土栽培中的水培技术是目前相对成熟的技术,对于提高土地资源利用效率、降低环境污染、实现精确种植等方面具有突出贡献。本文研究的基于物联网的作物水培环境智能控制系统运用计算机网络技术和物联网技术,有利于实现对作物各个生长时期对作物生长环境实现精确化、智能化、无人化管理,在资源浪费大、资源利用效率低和经济效益低等瓶颈中,具有突出优势,减少如病虫害、自然灾害和自然环境对作物生长造成的不可逆影响,尽可能提高资源利用率与生产效率,同时减少对环境的污染。本文围绕无土栽培环境下的水培技术发展需求,基于物联网技术设计并实现了一套针对作物在各个生长阶段的环境控制系统,对作物生长环境进行实时监测、控制和管理。首先研究国内外现代农业发展现状,对现代农业生产中存在的缺陷和瓶颈进行分析:农业发展存在资源利用效率低、资源浪费大、环境污染不可逆和投资风险较大等缺陷,其原因在于没有一套完善的作物环境控制系统和算法对作物最佳生长环境进行预测和控制。故本文提出一套基于物联网的作物水培环境智能控制系统,对作物生长各个阶段进行实时监测,通过算法,实现对作物环境的控制。通过物联网和计算机控制,进一步提高了农业生产过程中的自动化水平,并且降低系统操作难度,为用户提供方便简洁、客观明了的控制终端,实现对作物生长环境的实时查看、控制和反馈。本文研究的基于物联网的作物水培环境智能控制系统主要实现以下功能:（1）软件方面:用户可以实时对作物生长环境的查看、控制和意见反馈,提高农业无人化生产和自动化水平。（2）硬件方面:实现对作物生长环境的实时监测、控制,能够实时采集作物生长环境数据并进行数据传输,使各个部件能够正常工作。（3）算法方面:本研究基于物联网的作物水培环境智能控制系统在控制算法方面,基于增量型PID控制算法思想和模糊控制算法思想,设计并实现了基于误差率的环境控制算法,对环境进行控制。系统测试结果表明,本文设计并实现的基于物联网的作物水培环境智能控制系统能够在实际生产环境中进行运用,硬件、软件部分均能够正常工作,完成系统相关需求,为水培农业环境控制方面的发展提供一套可行性方案。
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