基于植物工廠LED陣列補(bǔ)光燈的栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型.pdf

文章編號(hào) nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnull nullnullnull nullnullnull 基金項(xiàng)目 重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專項(xiàng)面上項(xiàng)目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 第一作者 鄭吉澍 nullnullnullnull null 男 碩士 高級(jí)工程師 主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull 通訊作者 李 萍 nullnullnullnull null 女 正高級(jí)工程師 主要從事設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull 基于植物工廠 nullnullnull 陣列補(bǔ)光燈的 栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型 鄭吉澍 劉劍飛 李佩原 李 脈 張 凱 李 萍 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所 重慶 nullnullnullnullnullnull 摘 要 目的 針對(duì)重慶地區(qū)寡日照的氣候特點(diǎn) 結(jié)合不同作物 不同生長(zhǎng)階段光需求的差異性 探究植物工廠中光源不同高度和 光強(qiáng)比例條件下的栽培槽平面光場(chǎng)分布規(guī)律 建立補(bǔ)光燈高度 光強(qiáng)比例與栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度之間的定量關(guān)系模型 為補(bǔ)光燈 高度及光強(qiáng)的自動(dòng) 精準(zhǔn) 按需調(diào)控提供支撐 方法 在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的密閉型智能仿真農(nóng)業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室中 以智能 nullnullnull 補(bǔ) 光燈為研究對(duì)象 探究補(bǔ)光燈不同高度和光強(qiáng)比例條件下的栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度變化規(guī)律 采用回歸型支持向量機(jī)算法構(gòu)建以補(bǔ) 光燈高度 光強(qiáng)比例 空間位置信息為輸入 栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度為輸出的補(bǔ)光燈光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型 利用此模型進(jìn)行栽培槽平面 光場(chǎng)強(qiáng)度的預(yù)測(cè)及實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同作物 不同生長(zhǎng)階段需光特性的補(bǔ)光燈高度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié) 結(jié)果 探析不同高度和光強(qiáng)比例條件 下的栽培槽平面光場(chǎng)分布規(guī)律 發(fā)現(xiàn)在同一光源高度條件下 隨著光強(qiáng)比例的增大 栽培槽平面的光場(chǎng)強(qiáng)度值也隨之增加 在同一 光強(qiáng)比例下 隨著補(bǔ)光燈高度的增加 栽培槽平面中心區(qū)域的光場(chǎng)強(qiáng)度值隨之減小 而邊緣區(qū)域的光場(chǎng)強(qiáng)度值反而有一定程度的 增加 對(duì)比 null 種建模方法 發(fā)現(xiàn) nullnullnull 算法在所得數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)最佳 構(gòu)建的栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練精度 null 可達(dá) nullnull nullnullnullnull 測(cè)試精度 null 達(dá) nullnull nullnullnullnull 證明此模型可靠性良好 結(jié)論 解析植物工廠 nullnullnull 陣列補(bǔ)光燈的栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度分布規(guī) 律 證明了構(gòu)建栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型的必要性 該模型的精準(zhǔn)構(gòu)建 為設(shè)施農(nóng)業(yè)或植物工廠條件下不同作物 不同生長(zhǎng) 階段的光源位置及強(qiáng)度最優(yōu)動(dòng)態(tài)調(diào)控奠定良好的支撐 關(guān)鍵詞 植物工廠 補(bǔ)光燈 光場(chǎng)強(qiáng)度 回歸型支持向量機(jī) 預(yù)測(cè)模型 中圖分類號(hào) nullnullnullnullnullnull 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull 西 南 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 年 nullnull 卷 nullnull 期 nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 研究意義 光照是影響植物光合能力 生長(zhǎng)發(fā) 育及干物質(zhì)積累的核心環(huán)境因素 而重慶地區(qū)寡照 問(wèn)題突出 導(dǎo)致作物生長(zhǎng)受阻 農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積逐年擴(kuò) 大 null nullnull 人工補(bǔ)光技術(shù)是解決重慶地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 寡照問(wèn)題的關(guān)鍵所在 null nullnull 密閉型植物工廠是裝配 有人工光源等模塊的一種高度專業(yè)化 現(xiàn)代化設(shè)施 農(nóng)業(yè) 其采用非透明熱絕緣材料建造 使封閉系統(tǒng)與 外界通風(fēng)和熱交換量保持在最小限度 而人工光源 是其內(nèi)植物生長(zhǎng)的唯一光照來(lái)源 通過(guò)高精度的環(huán) 境條件控制 可滿足農(nóng)作物周年生產(chǎn)和科研需要 即 利用計(jì)算機(jī) 嵌入式控制器 高性能執(zhí)行設(shè)備等對(duì)植 物生長(zhǎng)的光照 溫度 濕度 nullnull null 濃度及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán) 境條件進(jìn)行自動(dòng)控制 使作物生長(zhǎng)不受或很少受重 慶當(dāng)?shù)刈匀粭l件的制約 null nullnull 傳統(tǒng)的作物補(bǔ)光多采 用固定光強(qiáng) 固定高度的方式 但這種方式存在一定 的弊端 其未考慮到不同高度下的光場(chǎng)分布均勻性 問(wèn)題 易造成作物光抑制或者光脅迫 而且未考慮到 不同種類作物 不同生長(zhǎng)時(shí)期的需光差異性 易造成 不必要的能耗損失 null 因此 通過(guò)探究不同高度 不同光強(qiáng)比例條件下栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度的分布規(guī) 律 構(gòu)建栽培槽平面光場(chǎng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型 根據(jù)不同種 類作物 不同生長(zhǎng)時(shí)期的光需求 實(shí)現(xiàn)植物工廠補(bǔ)光 燈高度 光照強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)調(diào)控 可精準(zhǔn)滿足作物的光 需求 避免作物出現(xiàn)光脅迫等障礙 還可有效減少補(bǔ) 光燈能耗損失 前人研究進(jìn)展 隨著智慧農(nóng)業(yè)的 迅速發(fā)展 眾多學(xué)者在光照對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 方面開(kāi)展了大量研究 如 nullnullnullnullnullnullnull 等 null 提出光照是 一種關(guān)鍵的環(huán)境因素 能夠影響植物整個(gè)生命周期 中的多種生理過(guò)程 發(fā)現(xiàn)吸收藍(lán)光的隱色素可以影 響種子萌發(fā) 開(kāi)花誘導(dǎo) 植物結(jié)構(gòu) 果實(shí)代謝物含量 及對(duì)生物和非生物脅迫的抵抗力 nullnullnull 等 nullnull 以