【摘要】：廣東省地處熱帶南亞熱帶,全年氣候溫和、無霜期長,四季宜農(nóng),省內(nèi)果樹資源生物多樣性極其豐富且頗具特色,果樹種植是廣東省水果產(chǎn)業(yè)乃至整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。本課題針對嶺南果樹進行生長環(huán)境建模與科普展項設(shè)計具有重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義和科普教育意義本文對基于無線傳感器的環(huán)境因子監(jiān)測研究、農(nóng)作物生長環(huán)境建模情況、環(huán)境因子監(jiān)測與建模發(fā)展趨勢以及科普展項設(shè)計等研究現(xiàn)狀作了分析。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合課題研究需要,從果樹生物學(xué)的角度出發(fā),篩選出直接影響嶺南果樹生長的4種主要環(huán)境因子(溫度、空氣濕度、光照、土壤濕度),設(shè)計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的,以單片機Arduino UNO主控板為核心處理器,綜合運用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、電路與系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)的生態(tài)環(huán)境因子監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)對果樹生長環(huán)境因子快速、準確的監(jiān)測。在廣東科學(xué)中心溫室搭建實驗環(huán)境,通過設(shè)置不同的光照、濕度等環(huán)境條件,并通過與市面上購置的Parrot Flower Power、水銀溫度計、濕度計等監(jiān)測、測量設(shè)備進行對比實驗,檢驗、測試結(jié)果表明,實驗室無線傳感器系統(tǒng)在數(shù)據(jù)監(jiān)測方面具有較好的準確性和適用性,能較好地滿足課題研究的需要。使用實驗室傳感器系統(tǒng),選取黃皮樹作為嶺南果樹的代表樹種進行時長達28周的持續(xù)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測和生長數(shù)據(jù)測量,對果樹生長情況與各主要環(huán)境因子的關(guān)系進行假設(shè),構(gòu)建描述嶺南果樹生長情況與環(huán)境因子之間規(guī)律的數(shù)學(xué)模型�；贚ogistic生長曲線建立了單因子、多因子黃皮樹Logistic生長模型,并建立了多元線性回歸模型進行對比分析,通過擬合度分析認為多因子Logistic生長模型更適用于黃皮樹植株生長規(guī)律,同時模型是一種通用、可移植于其他果樹品種的生長環(huán)境因子建模方法,對柑桔橙、荔枝、龍眼等其他果樹同樣具有應(yīng)用意義。并基于嶺南果樹實時監(jiān)測結(jié)果設(shè)計科普展品,將嶺南果樹生長環(huán)境因子實時監(jiān)測結(jié)果進行展示,向觀眾傳達果樹知識。本課題實現(xiàn)了嶺南果樹生長環(huán)境因子信息的快速、準確獲取,是將信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實踐性探索研究,同時,本課題面向科普應(yīng)用開發(fā)可在科普展館供公眾操作體驗的監(jiān)測系統(tǒng),將嶺南果樹環(huán)境因子實時監(jiān)測結(jié)果設(shè)計成科普展項,進行科普展示,對傳授科學(xué)知識、啟迪科學(xué)思想,激發(fā)其科學(xué)探究的好奇心和興趣,喚起市民對生物學(xué)知識的了解、喜愛,具有重要的科學(xué)普及意義和創(chuàng)新意義
[Abstract]:Guangdong Province is located in the tropical and subtropical tropics. It has a mild climate, a long frost-free period, and the four seasons are suitable for agriculture. The fruit tree resources in Guangdong Province are extremely rich and characteristic. Fruit tree planting is an important part of fruit industry and even the whole agricultural industry in Guangdong Province. This topic carries on the growth environment modelling and the science popularization development item design to the Lingnan fruit tree has the important agricultural production significance and the science popularization education significance this paper studies the environment factor monitoring based on the wireless sensor and the situation of the crop growth environment modeling. The development trend of environmental factor monitoring and modeling, as well as the current research situation of popular science development item design are analyzed. On the basis of this, according to the need of the research, four main environmental factors (temperature, air humidity, light) which directly affect the growth of fruit trees in Lingnan were selected from the perspective of fruit tree biology. Soil moisture), a kind of wireless sensor network based on single chip microcomputer Arduino Uno main control board as the core processor, comprehensive use of modern sensor technology, wireless sensor network, The monitoring system of ecological environment factors based on circuit and system technology can monitor the growth environment factors of fruit trees quickly and accurately. The experimental environment was set up in the greenhouse of Guangdong Science Center. By setting up different environmental conditions such as light and humidity, and by monitoring and testing with the purchased Parrot Flower power, mercury thermometer, hygrometer and so on, the measuring equipment was compared and tested. The test results show that the laboratory wireless sensor system has good accuracy and applicability in data monitoring and can meet the needs of the research. Using the laboratory sensor system, we selected the yellow bark tree as the representative tree species of Lingnan fruit tree for 28 weeks of continuous environmental data monitoring and growth data measurement, and hypothesized the relationship between the growth of fruit trees and the main environmental factors. A mathematical model describing the relationship between growth and environmental factors of fruit trees in Lingnan was established. Based on the logistic growth curve, a single and multifactor logistic growth model of yellow bark tree was established, and a multivariate linear regression model was established for comparative analysis. It was concluded that the multivariate logistic growth model was more suitable for the growth law of yellow bark tree plant through the analysis of fitting degree. At the same time, the model is a general method, which can be transplanted to other fruit tree varieties. It is also useful to other fruit trees such as orange, litchi, longan and so on. Based on the real-time monitoring results of fruit trees in Lingnan, the popular exhibits were designed, and the results of real-time monitoring of the growth environment factors of fruit trees in Lingnan were displayed to convey fruit tree knowledge to the audience. This project realizes the rapid and accurate acquisition of information on the growth environment factors of fruit trees in Lingnan. It is a practical exploration and research on the application of information technology to agricultural production, and at the same time, This subject is aimed at the application of science popularization and develops a monitoring system that can be used by the public to operate and experience in the popular science exhibition hall. The real-time monitoring results of environmental factors of fruit trees in Lingnan are designed as popular science exhibition items, which can teach scientific knowledge and enlighten scientific ideas. It is of great significance to popularize and innovate science by arousing its curiosity and interest in scientific inquiry and arousing people's understanding and love of biological knowledge.
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S66;S126

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本文編號：2129096