设施环境智能调控精准作业技术

设施环境智能调控精准作业技术温室环境与作物信息采集1994年，S.Blackmore首次阐述了利用信息采集技术辅助农业生产的方法[173]。文中提到了应用无线传感器网络进行环境信息采集的思路，认为昂贵的价格阻碍了其在农业领域的大范围应用。21效果和系统架构等都进行了大量的研究工作。欧洲的LofarAgroProject项目组利用无线传感器网络对农业环境中的杀虫剂含量与土地肥力进行实时监测[172]2008等研究了大田中作物生长及冠层对无线传感器网络信号传输的影响。2007年，Konstantinos等研究在温室信息采集和环境控制领域也获得了广泛应用[176]。2009年，Pawlowski等提出了一种基于无线传感器网络事件驱动控制的温室气候监控模拟方法[181]。韩国学者研究了基于无线传感器网络的温室露点凝结预防监测与自动控制系统。2010年，Agarkar等预测到2020年基于无线传感器网络的温室小气候智能控制将成为现实[170]。现有温室内无线传感器网络信息采集研究主要集中在路由协议、根据植物的需求调控微气候环境因子和肥水供给是设施生产的物的生长关系更直接。（SpeakingPlantApproach）HashimotoChalla2009等通过2010于1980年前就开始研究温室中植物环境生理反馈，很少直接用于环境调控指导，近年来，Silkeeing（ultipleIagingPlantStress,MIPS）应用与温室植物监测，通过图像对植物早期病虫Hans-Jürgen包括节能方法对产品的品质与产量的影响、光合监测反馈等技术研究，具体采用荷兰PHENOSPEX公司研发的PlantEye开展相关研究实现栽培管理，Arizona大学生物系统工程系MuratKacira教授也正在在开展类似的研究工作。年，LiMing等于日本千叶大学开始在密闭植物工厂中还未真正应用的温室的控制系统中；荷兰Grow-inIT公司开发的Growwatch系统通过测量相对湿度、二氧化碳浓度、作物体温、光合速率、光量子等参数，观测作物生长，优化气候设置，以达到高产、提升生产潜力作用；2013年，荷兰Priva公司提出“CropTop”系统采用对栽培植物上中下三层环境和植物表体温度测量分析比较作物生20072000温室作物生长发育模型和小气候预测模型1999Baille温室小气候数值模拟研究始于20世纪60首次模型的研究奠定了基础。随后，国外学者开始采用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics模型的典型代表有TOMGRO、TOMSIM和HORTISIM[177]。采用CFD我国温室作物生长发育模型与小气候预测模型的研究开展较晚。覆盖物、墙体、后坡、土壤各层视为均匀厚度，预测各部分的温度。温室智能环境控制理论温室环境控制理论研究始于20世纪90年代。国外温室大部分采用PID控制。在通风系统中，由角度反馈机构实现通风窗开启角度的伺服控制，控制温室通风量[174]；在温室加温系统中，由阀位反馈机构实现阀门位置的伺服控制，控制暖水管的出水温度[183]。针对温室小。朱丙坤等采用相容控制设计了温室温度控制的优化控制算法[198]。（如室内温湿度（如室外温湿度（调控设备开关控制理论和现代控制理论不适于描述这一类系统[196]。Witsenhansen于1966年提出了混杂系统的概念[188]。目前，混杂系统的研究主要包括：混杂系统模型、混杂系统的切换、混杂系统的分析综合[184]及优化控制[190]。混杂系统已在工业系统有成功应用，但在国内外农业应现有的温室环境控制理论弱化了作物环境模型在控制系统中的测控装备及平台构建方面80P